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知识!电力系统中性点接地的三种方式
发布日期:2019-12-30 访问量:
电力系统的中性点接地有三种方式:

有效接地系统(又称大电流接地系统)

小电流接地系统(包含不接地和经消弧线圈接地)

经电阻接地系统(含小电阻、中电阻和高电阻)

知识!电力系统中性点接地的三种方式

(本文转载自微信公众号:电力笔记 微信号:dianlibiji  作者:电力笔记编辑部)

大电流接地系统

用于110kV及以上系统及。该系统在单相接地时,另外两相对地电压基本不变,系统过电压较低,对110kV及以上系统抑制过电压有利,但此时接地电流很大,运行设备很难长时间通过此电流,接地相对地电压很低,甚至为零,系统电压严重不平衡,许多电气设备无法正常工作,必须及时切除接地点。大电流接地系统要求部分主变的中性点接地,避免单相接地时短路电流过大。这些主变必须有一个三角形接线的绕组,以构成零序通路,降低零序阻抗。主变的零序阻抗一般为正序阻抗的1/3,线路的零序阻抗一般为正序阻抗的3倍。

作为220kV枢纽变电站的主变必须并列运行。其中一台主变的220kV侧中性点和110kV侧中性点必须直接接地,其他主变中性点通过间隙接地。好处是110kV侧零序阻抗稳定,有利于该110kV系统零序定值的计算和整定,零序过流保护的保护范围变化很小,容易保持其阶梯特性;未220kV系统提供稳定的零序电源,保持220kV系统零序保护的方向性和稳定性。主变220kV侧中性点和110kV侧中性点均加装间隙保护,保护动作跳开各侧断路器。

作为220kV负荷变电站的主变必须分列运行。此时所有主变的220kV侧中性点必须通过间隙接地,110kV侧中性点全部接地运行。所有主变不能相220kV系统提供零序电流,110kV侧零序阻抗稳定。主变220kV侧中性点加装间隙保护,保护动作跳开各侧断路器。

作为链式接线的220kV变电站,其220kV侧母线并列运行并有两个电源。虽然主变分列运行,但必须有一台主变的220kV侧中性点直接接地,其他主变的220kV侧中性点通过间隙接地。110kV侧中性点必须全部直接接地。主变220kV侧中性点加装间隙保护,保护动作跳开各侧断路器。

目前运行的110kV变电站全部主变均分裂运行,其电源侧母线为单电源。所以主变110kV侧中性点通过间隙接地,并且不再加装间隙保护。

0.4kV系统均采用大电流接地运行。对于Y/Y0接线的变压器,零序阻抗很大。虽然接入的负荷多为单相负荷,由于每个负荷较小,并不一定会造成三相负荷电流严重不一致(中性点电流小于额定电流的25%),不会造成三相电压严重不平衡。但当线路出现对地短路时,短路电流较小,往往不能使断路器(空气开关)跳开或熔断器熔断,致使事故扩大,许多情况下形成火灾。此时应在变压器中性点引线处加装过流保护,跳开高压侧断路器。显然这是比较复杂的。

使用△/Y0接线的变压器,可以克服这一缺点。但充油变压器的分接开关制作比较困难,尤其是有载分接开关。△/Y0接线的变压器虽然有零序阻抗低,三相电流不平衡时电压差异不大的优点,但是用时中性点电流仍不得超过额定电流的60%。为此315kVA及以下中小容量的变压器(尤其是充油变压器)多采用Y/Y0接线,而315kVA以上的变压器(尤其是干式变压器)多采用△/Y0接线。

目前,大型建筑物中供电多采用三相五线制,比原来的三相四线制多出一根地线。地线和零线在低压屏(或变压器)处是连在一起的(小电阻接地系统另有说明),从低压屏引出时分为两线。零序可接入单相负荷,会有工作电流,地线由于没有工作电流,其电位始终与大地一致。为保证地线与大地的电位一致,还需按规定进行重复接地。而零线则不应再接地,更不能再与地线相连,避免地线中产生工作电流。电气设备的金属外壳均应与地线相连。当电气设备绝缘损坏时,与地线形成回路,严重时造成保险丝熔断或空气开关跳开,而外壳电位基本不升高,对人身安全不会产生威胁。

小电流接地系统

系统的中性点全部不接地时,无论是架空线还是电缆,在正常运行时均有一三相对地基本相等的电容。由于容抗基本相等,所以三相对地电压基本相等,中性点的对地电压很低(不超过2%系统额定电压)。当其中一相接地时,接地相对地电压降低(金属性接地时为零),非接地相对地电压升高(金属性接地时为线电压),金属性接地时接地点的电流为每相对地电容电流的3倍。系统中若接有测量对地电压的电压互感器,其输出电压为额定电压(开口三角有固定接法)。根据这个电压的高低,可以判断系统是否发生了单相接地。由于接地点只有电容电流,系统可以长期运行。但接地点的跨步电压会对周围人员的生命安全(20米内)产生很大的威胁,此外系统中监视对地电压的电压互感器是按坚持8小时设计的。因此应尽快找出接地点并将其从电网中切除。接地点接触不牢固时会产生电弧。由于电弧电流不大,当导线远离接地点时电弧不能维持,会自动熄灭。间歇电弧电流会引起系统过电压,电弧电流不大时,过电压会限制在系统允许的范围内。

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