10kV发电机组中性点经电阻接地方式.docx
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1、.中性点经电阻接地方式 适宜于以电缆线路为主配电网的中性点接地方式一、前言三相沟通电系统中性点与之间电气连接的方式,称为电网中性点接地方式。中性点接地方式是一个综合性的、系统性的问题,既涉及到电网的安全牢靠性、也涉及电网的经济性。中性点接地方式直接影响到系统设备绝缘水平的选择、系统过电压水平及过电压保护元件的选择、继电保护方式、系统的运行牢靠性、通讯干扰等。在选择电网中性点接地方式时必需进展具体分析、全面考虑。我国 110kV 及以上电压等级的电网一般都承受中性点直接接地方式,在中性点直接接地系统中,由于中性点电位固定为地电位,发生单相接地故障时,非故障相的工频电压上升不会超过 1.4 倍运行
2、相电压;暂态过电压水平也相对较低;故障电流很大继电保护装置能快速断开故障线路,系统设备承受过电压的时间很短,这样就可以使电网中设备的绝缘水平降低,从而使电网的造价降低。这里对中性点直接接地系统不做过多的争论,下面主要 争论 635kV 配电网的接地方式。配电网中性点的接地方式主要可分为以下三种:l 不接地l 经消弧线圈接地l 经电阻接地自 1949 年至 80 年月我国根本上沿用前联的规定,635KV 电网均承受中性点不接.地或经消弧线圈 谐振接地方式。近10 多年来沿海一些大城市经济飞速进展,电网的容量和规模急剧扩大,配电线路逐步实现电缆化,系统电容电急剧增加、特别是近几年大规模城市电网改造
3、,电缆线路逐步代替架空线路,电网构造大大加强。在电缆线路为主的城市电网中 承受不接地或经消弧线圈接地方式,因单相接地过电压烧坏设备的事故概率大大增加,为了解决这一冲突,很多城市电力部门广泛考察了国外配电网的中性点接地方式,结合本地电网的具体状况,经过充分的分析、争论,觉察承受中性点经低电阻接地方式是解决这一冲突的有效措施,20 世纪 80 年月后期开头在、试用、推广,并很快推广到其他城市如、天津、工业园区、讪头、等,同时,也在发电厂,机场、港口、地铁、钢厂、有色金属冶炼厂等行业被广泛承受。通过多年的运行阅历证明,中性点经电阻接地方式对降低系统过电压水平、抑制谐振过电压、提高系统运行牢靠性具有良
4、好的效果。现在,中性点经电阻接地方式已被写入电力行业规程,电力行标 DL/T6201997沟通电气装置的过电压保护和绝缘协作第 3.1.4 条规定:“635KV 主要由电缆线路构成的送、配电系统,单相接地故障电容电流较大时,可承受低电阻接地方式,但应考虑供电牢靠性要求、故障时瞬态电压、瞬态电流对电气设备的影响、对通信的影响和继电保护技术要求以及本地的运行阅历等。”第 3.1.5 条规定:“6KV 和 10KV 配电系统以及发电厂厂用电系统,单相接地故障电容电流较小时,为防止谐振,间隙性电弧接地过电压等对设备的危害,可用高电阻接地方式。”二、 各中性点接地接地方式优、缺点比较(一)中性点不接地方
5、式1、适用围l适用于单相接地故障电容电流 I 10A 时,可能产生过电压倍数相当高的间歇性电弧接地过电压,这种过电压持续时间长,过电压普及全网,对网绝缘较差的设备、有绝缘弱点的设备、绝缘强度较低的旋转电机等都存在较大的威逼,在肯定程度上影响电网的安全运行。因间歇电弧过电压引起的不同相的两点或多点接地、烧毁主设备、造成严峻停电的事故在很多电网都有屡次发生。l 系统发生谐振过电压引起电压互感器容断器熔断、烧毁 PT、甚至烧毁主设备的事故常有发生。二中性点经消弧线圈接地方式;1、适用围:l 适用于单相接地故障电容电流 I 10A、瞬时性单相接地故障多的以架空线路为主C的电网。2、中性点经消弧线圈接地
6、方式的特点;l 利用消弧线圈的感性电流对电网的对地电容电流进展补偿,使单相接地故障电流10A,从而使故障点电弧可以自熄;l 故障点绝缘可以自行恢;l 可以削减间隙性弧光接地过电压的概率;l 单相接地时不破坏系统对称性,可以带故障运行一段时间,以便查找故障线路; 3、对以电缆线路为主的城市配网,消弧线圈接地方式存在的一些问题:l 单相接地故障时,非故障相对地电压上升到 3 相电压以上,持续时间长、涉及全系统设备,可能引起其次点绝缘击穿,引起事故扩大。l 消弧线圈不能补偿谐波电流,有些城市电网谐波电流占的比例达 5%-15%,仅谐波电流就可能远大于 10A,此时无法避开发生弧光接地过电压。l 对于
7、电容电流很大的配电网,假设通过补偿要使单相接地故障电流 I 10A,就jd必需使系统保持较小的脱谐度,系统的脱谐度过小,对由于三相电容不对称引起的中性点位移电压会产生较强的放大作用,使中性点电压偏移超过规程允许值(10A),又可能引起间歇性弧光接地过电压。很难保证既使剩余接地电流 Ijd 10A,又保证中性点位移电压不超过规程允许值这两个相互制约的条件。l 消弧线圈的调整围受到调整容量限制,其调整容量与额定容量之比一般为 1/2,如按终期要求选择,工程初期系统电容电流小,消弧线圈的最小补偿电流偏大,可能投不上;如按工程初期的要求选择,工程终期时系统电容电流大,消弧线圈的最大补偿电流又偏小,也不
8、能满足合理补偿的要求。l 在运行中,消弧线圈各分接头的标称电流和实际电流会消灭较大误差,运行中就发生过由于实际电流与名牌电流误差较大而导致谐振的现象。l 由于系统的运行方式及系统电压常常变化,系统的电容电流常常变化,跟踪补偿困难。目前的自动跟踪补偿装置呈百花齐放的景象,实际运行考验时间较短,运行状况还不抱负。而且价格高、构造简单、维护量大,不适应无人值班变电站的要求。l 由于上述缘由,中性点经消弧线圈接地仅能降低弧光接地过电压的概率,不能消除弧光接地过电压,也不能降低弧光接地过电压的幅值,弧光过电压倍数也很高, 对设备绝缘威逼很大。特别是对紧凑型配电装置及电缆线路,更易造成绝缘击穿或相间短路,
9、造成设备烧毁的大事故。依据近年统计记录分析,随着城市电网电容电流的快速增大,发生高倍数弧光过电压的概率增加,市中性点电网在 1995 年前承受中性点不接地及经消弧线圈接地方式,据统计,19921995 四年时间发生 24 次因过电压造成变电站出口短路,烧坏主变 5 台,10KV 开关柜烧坏事故娄有发生。l 查找单相接地故障线路困难,目前很多针对消弧线圈接地系统的小电流接地选线装置的选线正确率还不抱负,往往还要承受试拉法 。l 承受试拉法时,既造成非故障线路短时停电,又会引起操作过电压。省电力试验争论所试验:对 35KV 系统,在一相接地状况下,在非电阻接地系统中共进行了 551 相 00.5C
10、 操作循环,实测最大过电压倍数超过 4.9P 超过 4.1 PU。U的概率到达 16.5%,19841985 年供电局和华东电力试验所在江宁变电站进展了切合 35KV 空载电缆试验,也测得 4.5P 的过电压值。Ul 系统谐振过电压高,谐振过电压持续时间长并涉及全系统设备,常造成 PT 烧坏、或 PT 熔断器熔断。武高所和供电局在区庄变电站试验中测得 1/2 分频谐振过电压达 2P ,测得由合闸操作激发的 3 次高频谐振过电压达 4P ,测得 A 相导线断UU线并接地于负荷侧时,谐振过电压值为 3.8P 。Ul 电缆排管或电缆隧道的电缆发生单相接地时,不能准时断开故障线路,可能引起火灾,某 3
11、5KV 系统电缆就发生过单相接地一小时后引起火灾,烧毁电缆隧道中 40 多条电缆的重大事故。l 查找故障线路时间较长,在带接地故障运行期间,简洁引起人身触电事故。l 单相接地时,非故障相电压上升至线电压或更高,在不能准时检出故障点的状况下,无间隙金属氧化物 MOA避雷器长时间在线电压下运行,简洁损坏甚至爆炸。弧光接地过电压、谐振过电压幅值高、持续时间长,MOA 由于动作负载问题, 一般不要求 WGMOA 保护系统过电压,不能有效利用 MOA 的优良特性,不利于 MOA 在配电网的推广使用。三 中性点经电阻接地方式中性点经电阻接地方式可分为三种:经高阻接地、经中电阻接地和经小电阻接地。1、 中性
12、点经高电阻接地方式中性点经高阻接地方式适用于对地电容电流 Ic10A 的配电网,单相接地电流大于允许值的大型发电机,单相接地故障电流 Ijd10A,中性点接地电阻值一般为数百欧姆至上千欧姆。中性点经高阻接地可以消退大局部谐振过电压,对单相间歇弧光接地过电压具有肯定的限制作用。2、 中性点经中电阻和小电阻接地方式中电阻和小电阻之间没有统一的界限,一般认为单相接地故障时通过中性点电阻的电流 10AI 100A 时为小电阻接地方式。中性点RR经中电阻和小电阻接地方式适用于以电缆线路为主、瞬时性单相接地故障很少的、系统电容电流比较大的城市配网、发电厂厂用电系统及大型工矿企业配电系统。3、 以电缆线路为
13、主的配电网的特点:l 单位长度的电缆线路的电容电流比架空线路电容电流大 10 几倍,以电缆为主的配电网对地电容电流都比较大。l 电缆线路受外界环境条件雷电、外力、树木、大风等影响小,瞬时接地故障很少,接地故障一般都是永久性故障。l 电缆线路发生接地故障时,接地电弧为封闭性电弧,电弧不易自行熄灭,如不准时跳闸,很简洁造成相间短路,扩大事故。l 电缆为弱绝缘设备。例如,10kV 交联聚乙稀电缆的一分钟工频耐压为 28KV ,而一般 10kV 配电设备的绝缘水平为 35kV 。在消弧线圈接地系统中,由于查找故障点时间较长,电缆长时间承受工频或暂态过电压作用,易进展成相间故障,造成一线或多线跳闸。79
14、84 的统计结果说明,有 30%单相接地故障在查找故障点过程中,引起跳闸或闪络。据钢厂同志介绍,该厂的变配电系统原承受消弧线圈接地,由于厂区根本上都是电缆线路,且使用年限较长、绝缘老化,在单相接地时,常常发生来不及找出故障线路,非故障线路就发生电缆爆炸的状况。l 接地故障时要求继电保护准时动作跳开故障线路。l 随着城市电网改造工作的进展,大局部负荷都承受环网或双电源供电,配电网的构造得到加强,有些地方已开头配网自动化的实施,从而大大提高了供电牢靠性, 而不是靠带接地故障运行来提高供电牢靠性。4、 中性点经电阻接地方式的特点:l 中性点电阻是耗能元件,也是阻尼元件而消弧线圈是谐振元件。3l 可以
15、降低工频过电压,单相接地故障时非故障相电压相电压,且持续时间很短。l 有效地限制弧光接地过电压,在中性点经电阻接地的配网中,当接地电弧熄弧后, 系统对地电容中的残荷将通过中性点电阻泄放掉,在下一次燃弧时其过电压幅值和从正常运行状况发生单相接地故障时的状况一样,不会产生很高的过电压。中性点电阻阻值越小,泄放残荷越快。适中选择中性点电阻值,可以将过电压倍数限制在满足的围。l 是消退系统各种谐振过电压的最有效措施,中性点电阻相当于在谐振回路中并接一个阻尼电阻,由于电阻的阻尼作用,根本上可以消退系统的各种谐振过电压。试验说明,只要中性点电阻不是太大(不大于 1500),就可以消退各种谐振过电压,电阻值
16、越小,消退谐振的效果越好。l 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,可准确推断并快速切除故障线路,假设故障线路是电缆线路,考虑到接地故障一般是永久性故障,对故障线路不进展重合闸,不会引起操作过电压。假设是架空线路,由于架空线路发生瞬时故障的可能性较大,在故障线路跳闸后,还将重合一次。实测说明,不管重合成功与否,在重合闸过程中均无明显的谐振过程和过电压。l 提高系统安全水平、降低人身伤亡事故,在低电阻接地系统发生接地故障时,零序保护可以在很短时间动作,将电源切除,这就大大降低了人员接触带电故障设备的时机,从而削减了人身触电伤亡的时机。市 10kV 配电网承受 7
17、0 多套中性点电阻接地装置,运行 6 年多,从未发生过因单相接地引起的人身或牲畜触电伤亡事故。市 10kV 配电网承受中性点小电阻接地方式后,人身触电伤亡事故也大幅下降。l 有利于无间歇金属氧化物避雷器MOA的推广使用,中性点经电阻接地系统中,无间歇金属氧化物避雷器不会长期工作在很高的工频过电压 和暂态过电压作用下,不会由于其通流容量缺乏和加速老化而发生爆炸,所以中性点经电阻接地系统适宜承受无间隙金属氧化物避雷器MOA。l 有利于降低系统设备绝缘水平和提高系统安全牢靠运行水平,由于系统的工频电压上升和暂态过电压倍数较低,加之无间隙金属氧化物避雷器保护性能优越,可以将雷电过电压和操作过电压限制到
18、较低水平,所以,中性点经小电阻接地系统的电气设备承受的过电压数值低、时间短,可以适当降低设备的绝缘水平,节约设备投资,对承受原标准的设备则安全牢靠性和设备使用寿命大大增长,同时也大大提高整个系统的运行牢靠水平,具有明显的经济效益。l 可准时切除故障线路,中性点经小电阻接地系统可以简洁的配置零序过流保护,在发生单相接地故障时,故障线路的零序保护动作,跳开本线路的断路器,市城市电网自 1996 年开头实施 10kV 电网小电阻接地方式,至 2023 年已有城区 20 多个 220kV、110kV 变电站、70 多套中性点电阻柜运行,经过四年多运行检验,零序保护动作近 500 次,统计分析证明,零序
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- 10 kV 发电 机组 中性 电阻 接地 方式
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