电网中性点接地论文.doc

农业大学机电一体化专业毕业论文关于中性点接地方式的特点及选择 作者：摘要:在电力系统中,电力系统中性点的接地方式一般是指供电或者配电端电力变压器中性点的接地方式,接地方式的选择直接影响到电力运行的安全性稳定性和经济性.随着电力科学技术的不断发展和我国电网结构的日趋复杂,出现了许多新型的接地技术以及新的接地标准.本文就电网的接地方式进行分类比较,列举各种接地方式的优劣及适用环境,对电力系统出现的一些新型接地技术予以说明.关键词:大电流接地 小电流接地 电容电流 相电压 线电压一、中性点不同的接地方式与供电的可靠性在我国中压电网的供电系统中，大部分为小电流接地系统（即中性点不接地或经消弧线圈或电阻接地系统）。我国采用经消弧线圈接地方式已运行多年，但近几年有部分区域采用中性点经小电阻接地方式，为此对这两种接地方式作以分析，对于中性点不接地系统，因其是一种过度形式，其随着电网的发展最终将发展到上述两种方式。（1）中性点经小电阻接地方式世界上以美国为主的部分国家采用中性点经小电阻接地方式，原因是美国在历史上过高的估计了弧光接地过电压的危害性，而采用此种方式，用以泄放线路上的过剩电荷，来限制此种过电压。中性点经小电阻接地方式中，一般选择电阻的值较小。在系统单相接地时，控制流过接地点的电流在500A左右，也有的控制在100A左右，通过流过接地点的电流来启动零序保护动作，切除故障线路。其优缺点是：（2）系统单相接地时，健全相电压不升高或升幅较小，对设备绝缘等级要求较低，其耐压水平可以按相电压来选择。（3）接地时，由于流过故障线路的电流较大，零序过流保护有较好的灵敏度，可以比较容易检除接地线路。（4）由于接地点的电流较大，当零序保护动作不及时或拒动时，将使接地点及附近的绝缘受到更大的危害，导致相间故障发生。（5）当发生单相接地故障时，无论是永久性的还是非永久性的，均作用与跳闸，使线路的跳闸次数大大增加，严重影响了用户的正常供电，使其供电的可靠性下降。1大电流接地我国110kV及以上电网一般采用大电流接地方式，即中性点直接接地方式，中性点电位固定为地电位，发生单相接地故障时，通过大地形成回路,就形成单相短路.发生单相故障时非故障相电压不会升太高,暂态过电压水平也较低,故障电流很大，继电保护能迅速动作于跳闸，切除故障，系统设备承受过电压时间较短.大电流接地系统系统产生的内过电压最低,因此,大电流接地系统可使整个系统设备绝缘水平降低，从而大幅降低造价。但是大电流接地系统在发生单相接地时所产生的大电流对通讯系统的干扰影响很大,当电力线路与通讯线路平行走向时，由于耦合产生感应电压，会对通讯造成干扰。2小电流接地635kV配电网一般采用小电流接地方式，即中性点非直接接地方式。中性点非直接接地方式主要可分为以下三种：不接地、经消弧线圈接地及经电阻接地.1.1 中性点不接地方式 适用于单相接地故障电容电流低于10A以下的线路，以架空线路为主，尤其是农村10kV配电网,此类型电网瞬间单相接地故障率占60%70%.1.1.1发生单相接地故障时故障相电流仅为电容电流且小于10A.因此当发生单相接地故障时故障点电弧可以自熄,线路不跳闸,只报异常信号,可带故障运行一段时间，以保证供电连续性.且对通讯的干扰也比较小.1.1.2发生单相接地故障时非故障相电压升高至线电压.因此对电气设备绝缘要求较高,一般都按线电压等级设计.在电容电流大于10A的情况下,极容易产生过电压等级相当高的间歇性弧光接地过电压，且持续时间较长，危及网内绝缘薄弱设备，继而引发两相接地故障，引起停电事故.采用中性点不接地运行方式，其防雷性能和防内过电压性能较差，易产生中性点不对称电压，影响电能质量，容易损坏电气设备，且容易发生危及用户人身安全的触电事故。随着我国电力产业的扩大发展,电网结构也日趋复杂,特别是电力电缆越来越多的被采用,电网的单相接地电容电流不断增大,中性点不接地方式已难以适用.在近年来的电网建设和改造中,中性点经小电阻接地和经消弧线圈接地被越来越多的采用.2.1 中性点经电阻接地 中性点经电阻接地适于瞬间性单相接地故障较少的电力电缆线路。该电阻与系统对地电容构成并联回路，由于电阻是耗能元件，也是电容电荷释放元件和谐振的阻压元件，对防止谐振过电压和间歇性电弧接地过电压，有一定优越性。中性点经电阻接地的方式有高电阻接地、中电阻接地、低电阻接地等三种方式.中性点经电阻接地运行方式的特点： 2.1.1降低操作过电压。中性点经电阻接地的配网发生单相接地故障时，零序保护动作，可准确判断并快速切断故障线路； 2.1.2可有效降低工频过电压，单相接地故障时非故障相电压不升高，对设备绝缘等级要求较低，其耐压水平可以按相电压来选择； 2.1.3当发生单相接地故障时，无论是永久性的还是非永久性的，均作用与跳闸，使线路的跳闸次数大大增加，严重影响了用户的正常供电，使其供电的可靠性下降； 2.1.4有效地限制弧光接地过电压，当电弧熄灭后，系统对地电容中的残余电荷将通过接地电阻泄放掉，下次电弧重燃时，不会叠加形成过电压； 2.1.5可有效消除系统内谐振过电压，中性点电阻接地相当于在谐振回路中并接阻尼电阻，试验表明，只要中性点电阻1500，就可以消除各种谐振过电压，电阻越小，消除谐振的效果越好； 2.1.6对电容电流变化的适用范围较大，简单、可靠、经济。 3.1 中性点经消弧线圈接地 适用于单相接地故障电容电流大于10A，瞬间性单相接地故障较多的架空线路为主的配电网。其特点为： 3.1.1利用消弧线圈的感性电流补偿接地点流过的电网容性电流，使故障电流10A，电弧自熄，熄弧后故障点绝缘自行恢复； 3.1.2减少系统弧光接地过电压的概率；3.1.3线路发生单相接地时，可不立即跳闸，按规程规定电网可带单相接地故障运行2小时； 3.1.4消弧线圈无法补偿谐波电流,在某些谐波电流所占比重较大的场所中,消弧线圈很难起到作用;3.1.5当系统发生接地时，由于接地点残流很小，且根据规程要求消弧线圈必须处于过补偿状态，接地线路和非接地线路流过的零序电流方向相同，故零序过流、零序方向保护无法检测出已接地的故障线路;3.1.6目前运行的消弧线圈大多为手动调匝的结构，必须在退出运行才能调整，也没有在线实时检测电网单相接地电容电流的设备，故在运行中不能根据电网电容电流的变化及时进行调节，所以不能很好的起到补偿作用，仍出现弧光不能自灭及过电压问题.国内运行的消弧线圈分手动调节和自动跟踪补偿两类：前一种手动调节时，消弧线圈需退出运行，且人为估算电容电流值，误差较大，现已较少使用；后一种是微机控制消弧装置人工调谐的消弧线圈，因不能随着电网的运行实时调整补偿量，这样就不能保证电网始终处于过补偿状态，甚至导致系统谐振，并难以将故障发生时入地电流限制到最小。我国研制微机自动跟踪消弧装置始于80年代，现已不断完善形成系列产品，并配套接地自动选线环节，有效的解决了中性点经消弧线圈接地方式的电网，长期难以解决的技术问题。该装置的Z型结构接地变压器，具有零序阻抗小，损耗低，并可带二次负荷，其可调电抗器为无级连续可调铁芯全气隙结构，具有调节特性好、线性度高、噪声低等特点，装置采用消弧线圈串电阻接地方式，以抑制消弧线圈导致谐振的问题，其微机控制单元是实现自动跟踪检测、调节、选线的核心，系统的响应时间小于20 s，由过补、欠补、最小残流三种运行方式。3结束语 通过以上的分析可以得出, 几种中性点接地方式各有优缺点，选择应从本网实际出发，权衡利弊，因地制宜地选用. 以架空线路为主的电网发生接地故障70%为瞬间故障,只需按照规程要求，以系统电容电流是否大于10A来确定，选用中性点不接地或自动跟踪消弧线圈接地方式。 以电缆线路为主的电网，系统电容电流也较大，据有关文献和运行实践，电缆线路发生接地故障大约50%为瞬间故障。但由于电缆线路的特殊性，一般可选用小电阻接地方式，牺牲一些供电可靠性，来防止扩大事故。 以架空和电缆混合线路为主的电网，兼顾架空和电缆线路的特点,使中性点接地方式的形式难以选择.最近出现的自动跟踪消弧线圈并联小电阻投切装置很好的解决了这一难题,其原理为瞬间接地故障时，自动跟踪消弧线圈工作，经过一定的延时，接地故障未消失，微处理器可自动判断为永