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配电网中性点接地方式

2014-2-22 11:17| 编辑:电工学习网| 查看: 12264| 评论: 0

  配电网中性点接地方式可分为有效接地和非有效接地两大类。
  有效接地方式又包括直接接地(中性点与大地直接连接)、经小电阻接地(经阻值较小的电阻与大地连接)、经电抗接地(经感抗值较小的电感与大地连接)3种具体方法。由于单相接地时故障电流较大,习惯上称为大电流接地方式。
  非有效接地包括中性点不接地(中性点对地悬空或无中性点)、谐振接地(经消弧线圈,即感抗值较大的电感线圈与大地连接)、高阻接地(经阻值较大的电阻与大地连接)3种具体方法。由于单相接地时流过故障点的电流很小,又称为小电流接地方式。近年来出现的采用电力电子器件实现故障电流无功、有功以及谐波等全电气分量补偿的有源接地方式,也可归类到非有效接地方式,由于其有源电流发生装置属于柔性配电(DFACTS)设备,又可称为柔性接地方式。
  不同接地方式的特点
  直接接地系统中,单相接地时故障电流将超过三相短路电流的50%,巨大的短路电流会危害电气设备并干扰邻近通信线路,也容易产生接触电压和跨步电压危害人身安全,因此需要继电保护装置立即动作,切除故障线路。由于单相接地是配电网最主要的故障形式,这将频繁产生供电中断,影响供电可靠性。其优点是不产生过电压,且继电保护比较容易实现。
  经小电阻接地系统中,由于电阻的限流作用,单相接地故障电流相比于直接接地系统有明显下降,会减轻对配电网及设备的危害程度,但仍然需要立即切断故障线路,从而造成供电中断影响供电可靠性。同时,其过电压有所升高,但对配电设备不会造成危害。
  不接地系统中,单相接地时三相间的线电压基本保持不变,不影响对负荷的供电;又由于故障电流为系统对地分布电容电流,数值比较小,对设备、通信和人身的危害也较小,因此允许在接地情况下继续运行一段时间,运行人员可借此采取处理措施。事实上,如果接地电流不大,电弧会自行熄灭,形成“瞬时性”故障,系统恢复正常运行,达到“自愈”效果。
  单相接地不造成用户供电中断、供电可靠性高是不接地方式的主要优点。其不足之处是:接地电流较大时,会形成稳定的电弧接地或间歇性电弧接地,产生最大可达3.2倍相电压的弧光接地过电压,危害线路和设备绝缘安全并可能引发相间短路故障,造成线路跳闸停电;单相接地故障电流小,继电保护(故障选线、定位等)困难。
  谐振接地系统中,单相接地时,故障点电流是系统对地电容电流与消弧线圈电感电流之和。调整消弧线圈,可使故障点电流趋于最小,电弧更易熄灭;熄弧后可以限制故障相电压恢复速度,减小电弧重燃概率,促进故障自消除和系统恢复正常运行。
  根据补偿电感电流分别等于、小于和大于系统对地电容电流,消弧线圈可分为全补偿、欠补偿和过补偿三个状态。单纯从补偿效果来看全补偿方式最好,但消弧线圈与系统对地电容易产生串联谐振;欠补偿方式在切除部分线路后容易形成全补偿;因此,一般采用适度过补偿状态。
  早期消弧线圈调整采用人工方式,难以及时、准确地跟踪系统电容电流的变化,现在一般采用自动跟踪补偿技术,极大提高了消弧线圈的补偿效果。
  有源接地方式,可以最大限度减少故障点电流(趋于0),使故障电弧更容易自熄灭,最大限度避免电弧重燃,促使更多接地故障自恢复。通过避免间歇性接地的发生,也减少了弧光过电压的危害。
  配电网中性点接地方式的选择
  这是一个技术问题,也是一个经济问题,要考虑配电网运行情况、供电可靠性要求以及故障时的过电压、人身安全、通信干扰、继电保护、设备投资等,是一个系统工程。
  非有效接地方式的过电压危害、继电保护困难、运行管理复杂等,对供电企业而言都是不利因素,如果仅从自身利益出发,有理由选择有效接地方式。但从提高供电可靠性、减少人身危害等角度出发,非有效接地方式又具有更大的优势。对于非有效接地方式,选用不接地还是谐振接地,则应着重考虑故障电弧的熄弧率。根据我国相关标准,在电缆和架空线路混合网络中接地电流超过10安培以及纯电缆网络接地电流超过20安培时,应采用谐振接地方式。
  目前,美国、英国、新加坡等国和我国香港的配电网中性点一般采用有效接地方式,德国、法国等欧洲国家以及日本、俄罗斯等国的配电网中性点一般采用非有效接地方式。

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