中性点小电流接地系统.doc

电力系统小电流接地系统简述一、电力中压配网的接地方式目前电力系统接地方式常用的有下面六种：l 中性点直接接地l 中性点不接地l 中性点经消弧线圈接地l 中性点经小电阻接地l 中性点经高阻接地l 中性点经接地变压器接地中性点直接接地系统又称为大电流接地系统，其它四种接地方式也称为小电流接地系统或非直接接地系统。大电流接地系统是说系统发生故障时对地电流很大，同样小电流接地系统是说系统发生故障时对地电流很小。二、选择不同中性点接地方式的目的不论采用何种的中性点接地方式，其目的都是为了当系统发生单相接地故障或者相间短路故障的时候，能最大限度地保证电力系统供电的可靠性、安全性和经济性。接地方式的选择与供电可靠性、人身安全、设备水平、过电压保护、继电保护等是密切相关的。三、大电流接地系统由于我国受电力系统设备工艺、材料等技术现状的制约，同时考虑到电力系统建设的经济性、可靠性、安全性及稳定性等，使大电流接地系统的使用受到了限制。首先，大电流接地对于供电可靠性的要求是非常高的，工作线路故障后备用线路必须马上投入运行，目前我国很多地方是很难满足的，但国网公司对于供电可靠性的考核很苛刻的。其次，大电流接地系统在故障点附近的跨步电压较高，从而对变电运行人员的生命安全造成威胁。第三，为保证系统供电的连续性和可靠性，对于自动重合闸及二次保护也提出了更高的要求。四、采用小电流接地系统的原因首先，在我国配电电网发展初期是学习前苏联的，原苏联在配网方面最早是采用的小电流接地，消弧线圈接地是非常普遍的，同时我国的消弧线圈技术也是从苏联学习过来的，因此在电网建设初期由于电网规模不大，我国也以小电流接地系统为主。其次，由于电力系统的建造成本是由两部分组成的，一部分是设备本身的制造成本，另一部分是电气的绝缘成本。电力系统在发生单相对地短路时非故障相的电压将上升到正常运行电压的3倍，因此小电流接地系统对电气绝缘也就相应提出了更高的要求。第三，基于以上原因，根据我国电气产品的绝缘工艺水平，为保证系统供电的连续性、可靠性和安全性，在110kV以上采用小电流接地系统将会使电气绝缘成本大幅提高，所以在220kV以上系统我国相关标准和规范规定采用中性点直接接地系统，因为对于高压及超高压系统，电气设备的绝缘成本已上升为主要问题。对于110kV系统，由于这一电压等级有部分应用于安全配电，故此对一些对供电连续性要求很高的配电系统采用小电流接地系统，而其它的供电及送电均采用中性点直接接地方式，以节约配电及送电系统建设中的绝缘投资。第四，对于3kV66kV配电系统，我国基本采用的是小电流接地系统（也有例外，但极少），因为对我国电气设备绝缘的制造水平比较容易达到这一类配电系统的要求，加之这类系统大部分为配电，因此为保证供电的连续性，我国采用中性点小电流接地系统。至于0.4kV系统由于照明及220V电气的要求采用中性点直接接地方式。五、接地变压器1、接地变压器的产生我国电力系统中，3kV、6kV、10kV、35kV电网中一般都采用中性点不接地的运行方式。电网中主变压器配电电压侧一般为三角形接法，没有可供接地电阻的中性点。当中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压三角形保持对称，对用户继续工作影响不大，并且电容电流比较小（小于10A）时，一些瞬时性接地故障能够自行消失，这对提高供电可靠性，减少停电事故是非常有效的。由于该运行方式简单、投资少，所以在我国电网初期阶段一直采用这种运行方式，并起到了很好的作用。但是随着电力事业日益的壮大和发展，这中简单的方式已不在满足现在的需求，现在城市电网中电缆电路的增多，电容电流越来越大（超过10A），此时接地电弧不能可靠熄灭，就会产生以下后果。1），单相接地电弧发生间歇性的熄灭与重燃，会产生弧光接地过电压，其幅值可达4U（U为正常相电压峰值）或者更高，持续时间长，会对电气设备的绝缘造成极大的危害，在绝缘薄弱处形成击穿；造成重大损失。2），持续电弧造成空气的离解，拨坏了周围空气的绝缘，容易发生相间短路；3），产生铁磁谐振过电压，容易烧坏电压互感器并引起避雷器的损坏甚至可能使避雷器爆炸； 这些后果将严重威胁电网设备的绝缘，危及电网的安全运行。为了防止上述事故的发生，为系统提供足够的零序电流和零序电压，使接地保护可靠动作，需人为建立一个中性点，以便在中性点接入接地电阻。为了解决这样的办法。接地变压器（简称接地变）就这样的情况下产生了。接地变压器就是人为制造了一个中性点接地电阻，它的接地电阻一般很小（一般要求小于5欧）。 另外接地变压器有电磁特性，对正序负序电流呈高阻抗，绕组中只流过很小的励磁电流。由于每个铁心柱上两段绕组绕向相反，同心柱上两绕组流过相等的零序电流呈现低阻抗，零序电流在绕组上的压降很小。也既当系统发生接地故障时，在绕组中将流过正序、负序和零序电流。该绕组对正序和负序电流呈现高阻抗，而对零序电流来说，由于在同一相的两绕组反极性串联，其感应电动势大小相等，方向相反，正好相互抵消，因此呈低阻抗。 2、接地变压器的应用变电站内一般采用接地变压器作为10kV站用变，它一般有两个用途：1）、供给变电站使用的低压交流电源；2）、在10kV侧形成人为的中性点，同消弧线圈相结合，用于10kV发生接地时补偿接地电容电流，消除接地点电弧，其原理如下：三相电网各相导线及各相对地之间，沿导线全长都分布有电容。当电网中性点不是死接地时，单相接地相的对地电容为零，另外两相的对地电压升高到3倍。相电压升高并未超过安全电压设计绝缘强度，但是会导致其对地电容的增加。单相接地时电容电流为正常运行时一相对地电容电流的3倍。当该电容电流较大时，较易引起间歇电弧，对电网的电感和电容的震荡回路产生过电压，其值可达2.5到3倍的相电压。电网电压越高由其引起的过电压危险越大。因此只有60KV以下的供电系统的中性点才可不接地，因为它们单相接地电容电流不大。否则，应通过接地变压器将中性点经阻抗接地。当变电站主变压器一侧（如10KV侧）为三角形或星形接线，当单相对地电容电流较大时，由于没有中性点可接地，则需要采用一台接地变压器（曲折接线的电抗器）使电网形成人为的中性点，以便经消弧线圈接地，使电网形成人为中性点，这就是接地变压器的作用。在电网正常运行时接地变压器承受电网的对称电压，仅流过很小的励磁电流，处于空载运行状态，其中性点对地电位差为零（忽略消弧线圈的中性点位移电压），此时消弧线圈没有电流流过。假设相对地短路时，三相不对称零序电压，汇合后流经消弧线圈入地。其作用与消弧线圈一样，即它所产生的感性电流补偿了接地电容电流，消除了接地点的电弧。3、接地变压器的主要特点是：1）、考虑到各铁心柱上的磁势平衡，绕组采用