發(fā)電廠(chǎng)中壓系統中性點(diǎn)接地方式淺析論文

　　摘要：針對發(fā)電廠(chǎng)中壓系統中性點(diǎn)不接地系統的不斷擴大及電纜饋線(xiàn)回路的增加，單相接地電容電流也在不斷的增加，分析和探討中壓系統中性點(diǎn)接地方式、合理選擇系統中性點(diǎn)接地方式，已是關(guān)系到系統運行可靠性關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題。

　　關(guān)鍵詞：中壓系統;中性點(diǎn)系統;可靠性;探討

　　一、概述

　　中壓系統以35KV、10 KV、6 KV三個(gè)電壓等級較為普遍，并且均為中性點(diǎn)非接地系統。在電氣設備設計規范中規定35KV系統如果單相接地電容電流大于10A，3-10 KV系統如果接電電容電流大于30 A，都需要采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式，當電纜線(xiàn)路較長(cháng)、系統電容電流較大時(shí)，也可以采用電阻方式。目前，隨著(zhù)機組容量的增大，發(fā)電廠(chǎng)饋線(xiàn)電纜線(xiàn)路也日益增加，使得系統單相接地電容電流不斷增加，使得系統內單相接地故障很可能擴展為事故。因此，對系統的中性點(diǎn)接地方式進(jìn)行分析和探討，合理選擇系統中性點(diǎn)接地方式，已是關(guān)系到系統運行可靠性的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

　　二、中性點(diǎn)不同的接地方式與系統的可靠性

　　在發(fā)電廠(chǎng)中壓系統中，大部分為小電流接地系統，即中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線(xiàn)圈或電阻接地系統。以前的電廠(chǎng)大都采用經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式，近幾年有部分電廠(chǎng)設計采用了中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。對于中性點(diǎn)不接地系統，因其是一種過(guò)渡形式，隨著(zhù)電網(wǎng)的發(fā)展最終將發(fā)展到上述兩種形式。下面對中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地、經(jīng)小電阻接地這兩種接地方式進(jìn)行分析。

　　1、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式

　　采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式，在系統發(fā)生單相接地時(shí)，流過(guò)接地點(diǎn)的電流較小，其特點(diǎn)是線(xiàn)路發(fā)生單相接地時(shí)，可不立即跳閘，當接地電流小于10A時(shí)，電弧能自滅，因為消弧線(xiàn)圈的電感的電流可抵消接地點(diǎn)流過(guò)的電容電流，若調節得及時(shí)，電弧能自滅。對于中壓系統各日益增加的電纜饋電回路，雖接地故障的概率有上升的趨勢，但因接地電流得到補償，單相接地故障并不發(fā)展為相間故障。因此中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式的運行可靠性，大大高于中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式，但這種接地方式也存在著(zhù)以下問(wèn)題。

　　(1)當系統發(fā)生接地時(shí)，由于接地點(diǎn)殘流很小，且根據規程要求消弧線(xiàn)圈必須處于過(guò)補償狀態(tài)，接地線(xiàn)路和非接地線(xiàn)路流過(guò)的零序電流方向相同，故零序過(guò)流、零序方向保護無(wú)法檢測出已接地的故障線(xiàn)路。

　　(2)因目前運行在中壓系統的消弧線(xiàn)圈大多為手動(dòng)調節，必須在退出運行才能調整，也沒(méi)有在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測單相接地電容電流的設備，故在運行中不能根據電容電流的變化及時(shí)進(jìn)行調節，所以不能很好的起到補償作用，仍出現弧光不能自滅及過(guò)電壓?jiǎn)?wèn)題。

　　2、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式

　　采用該方‘式是為了泄放線(xiàn)路上的過(guò)剩電荷，來(lái)限制過(guò)電壓。中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式中，一般選擇電阻的值較小。在系統單相接地時(shí)，控制流過(guò)接地點(diǎn)的電流在500A左右，也有的控制在100A左右，通過(guò)流過(guò)接地點(diǎn)的電流來(lái)啟動(dòng)零序保護動(dòng)作，切除故障線(xiàn)路。其優(yōu)缺點(diǎn)是：

　　(1)系統單相接地時(shí)，全相電壓不升高或升幅較小，對設備絕緣等級要求較低，其耐壓水平可以按相電壓來(lái)先選擇。

　　(2)接地時(shí)，由于流過(guò)故障線(xiàn)路的電流較大，零序過(guò)流保護有較好的靈敏度，可以比較容易的切除接地線(xiàn)路。

　　(3)由于接地點(diǎn)的電流較大，當零序保護動(dòng)作不及時(shí)或拒動(dòng)時(shí)，將使接地點(diǎn)及附近的絕緣受到更大的危害，導致相間故障發(fā)生。

　　(4)當發(fā)生單相接地故障時(shí)，無(wú)論是永久性的還是非永久性的，均作用于跳閘，使回路的跳閘次數大大增加，使運行可靠性下降。

　　三、單相接地電容電流

　　因中性點(diǎn)不接地方式在中壓系統中，僅是一種短期的過(guò)渡方式，最終是要過(guò)渡到經(jīng)消弧線(xiàn)圈或小電阻接地方式，而在改造前要對系統中的電容電流進(jìn)行計算和測量，以給改造提供技術(shù)數據。中壓系統單相接地電容電流有以下幾部分構成：

　　(1)系統中所有電氣連接的全部線(xiàn)路的電容電流;

　　(2)系統中相與地之間跨接的電容器產(chǎn)生的電容電流;

　　(3)因用電設備造成的系統電容電流的增值。

　　系統中的電容電流可按下式計算：

　　∑IC= (∑icl+Eic2)(l+ko/o)

　　其中：∑ic是系統上單相接地電容電流之和Eicl是電纜線(xiàn)路和電纜單相接地電容電流之和Xi。2是系統中相與地問(wèn)跨接的電容電器產(chǎn)生的電蓉電流之和k%是用電設備造成的系統電容電流的增值10 KV取16qo、35KV取13%

　　在對系統單相電容電流計算的基礎上，為了準確選擇和合理配置消弧線(xiàn)圈的容量，對系統運行中單相電容電流進(jìn)行實(shí)測是十分必要的。微機在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測裝置為實(shí)測系統單相電容電流提供了快速準確的手段。其原理是，檢測系統的不平衡電壓En，并以一定的采樣周期檢測線(xiàn)電壓UAB，中性點(diǎn)位移電壓Ul及中性點(diǎn)位移電流Io，根據公式Ecr- Un+I�！罼C計算出單相接地電容電流。式巾XC為系統對地容抗。

　　因為XC=( En_ Un)÷ln

　　所以IC=U相÷XC=U相×10÷(EO- UO)(.上式中IC為單相接地電容電流)單相電容電流的檢測也可以采用偏置電容法和中性點(diǎn)外加電容法，在測試中，可以選用幾種不同容量的Cf(所加的偏置電容)測出幾組數據，利用移動(dòng)平均值獲得單相接地電容電流，以減少測試中的誤差。

　　四、微機控制消弧裝置

　　人工調諧的消弧線(xiàn)圈，因不能隨著(zhù)系統的運行實(shí)時(shí)調整補償量，這樣就不能保證系統始終處于過(guò)補償狀態(tài)，甚至導致系統諧振，并難以將故障發(fā)生時(shí)對地電流限制到最小。

　　目前，電廠(chǎng)采用的微機自動(dòng)跟蹤消弧裝置并配套接地自動(dòng)選線(xiàn)環(huán)節，有效地解決了中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式的系統長(cháng)期難以解決的技術(shù)問(wèn)題。該裝置的Z型結構接地變壓器，具有零序阻抗小，損耗低，并可帶二次負荷，其可調電抗器為無(wú)級連續可調鐵芯全氣隙結構，具有調節特性好，線(xiàn)性度高，噪聲低等特點(diǎn)，裝置采用消弧線(xiàn)圈串電阻接地方式，以抑制消弧線(xiàn)圈導致諧振的問(wèn)題，其微機控制單元是實(shí)現自動(dòng)跟蹤檢測、調節、選線(xiàn)的核心，系統的響應時(shí)間短。微機控制消弧裝置有過(guò)補、欠補、最小殘流三種方式。

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