(1)中性点接地方式是指配电系统中性点与大地间电气连接的方式,又称中性点运行方式。其分类如下:
1)有效接地方式(又称大电流接地方式):系统零序与正序电抗之比(X0/X1)为正值且不大于3,而其零序电阻与正序电抗之比(R0/X1)为正值且不大于1。它又可分为直接接地、经电抗接地、经低(小)电阻接地3种方式。其共同特点是:单相接地故障时不会引起过电压,继电保护配置比较容易,但会引起跳闸,影响供电可靠性。
2)非有效接地方式(又称小电流接地方式):它又可分为不接地、经低电阻接地、经高电阻接地、谐振接地4种方式。其共同特点是:接地电流较小,对电气设备、通信和人身造成的危害较小;三相之间线电压基本保持不变,不影响对负荷的供电。发生单相接地时一般允许带故障持续运行2h,这就给运行维护人员提供了检查处理的时间,即便检查后发现必须停电处理,也给企业生产系统提供了减产、停产、停电、必要时投入保安电源的时间,降低了故障造成的损失。而据国内外统计,单相接地故障约占接地故障的90%以上。
(2)高电阻、低电阻、谐振接地的概念。
中性点高电阻接地方式:系统中至少有一根导线或一点经过高电阻接地,系统等值零序电阻不大于系统单相对地分布容抗,且系统接地故障电流不大于10A。
中性点低电阻接地方式:系统中至少有一根导线或一点经过低电阻接地,系统等值零序电阻不小于2倍系统等值零序感抗。
中性点谐振接地方式:系统中至少有一根导线或一点经过电感接地,用于补偿系统单相接地故障电流的容性分量。
(3)国家标准中系统接地方式的规定。
在我国绝大部分110kV、220kV系统及所有220kV以上系统均为有效接地系统,个别雷电活动较强的山岳丘陵地区的110kV、220kV系统和所有3~66kV系统为非有效接地系统。相关标准有:
DL/T 620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》;
GB/T 50064—2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》。
以下摘自GB/T 50064—2014。
3.1.1 中性点有效接地方式应符合下列规定:
110~750kV系统中性点应采用有效接地方式。在各种条件下系统的零序与正序电抗之比(X0/X1)应为正值并且不应大于3,而其零序电阻与正序电抗之比(R0/X1)不应大于1。
110kV及220kV系统中变压器中性点可直接接地;部分变压器中性点也可采用不接地方式。
330~750kV系统中变压器中性点应直接接地或经低阻抗接地。
3.1.3 中性点不接地方式应符合下列规定:
1 35kV、66kV系统和不直接连接发电机,由钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的10~20kV系统,当单相接地故障电容电流不大于10A时,可采用中性点不接地方式;当大于10A又需在接地故障条件下运行时,应采用中性点谐振接地方式。
2 不直接连接发电机、由电缆构成的10~20kV系统,当单相接地故障电容电流不大于10A时,可采用中性点不接地方式;当大于10A又需在接地故障条件下运行时,宜采用中性点谐振接地方式。(www.xing528.com)
3.1.4 6~35kV主要由电缆线路构成的配电系统、发电厂用电系统、风力发电场集电系统和除矿井的工业企业供电系统,当单相接地故障电容电流较大时,可采用中性点低电阻接地方式。变压器中性点电阻器的电阻,在满足单相接地继电保护可靠性和过电压绝缘配合的前提下宜选较大值。
3.1.5 6kV和10kV配电系统以及发电厂用电系统,当单相接地故障电容电流不大于7A时,可采用高电阻接地方式,故障总电流不应大于10A。
3.1.6 6~66kV系统采用中性点谐振接地方式时应符合下列要求:
1 谐振接地宜采用具有自动跟踪补偿功能的消弧装置;
2 正常运行时,自动跟踪补偿消弧装置应确保中性点的长时间电压位移不超过系统标称相电压的15%;
3 采用自动跟踪补偿消弧装置时,系统接地故障残余电流不应大于10A。
6 自动跟踪补偿消弧装置的消弧部分应符合下列要求:
1)消弧部分宜接于YN,d或YN,yn,d接线的变压器中性点上,也可接在ZN,yn接线的变压器中性点上,不应接于零序磁通经铁心闭路的YN,yn接线变压器;
7 当电源变压器无中性点或中性点未引出,应装设专用接地变压器以连接自动跟踪补偿消弧装置,接地变压器容量应与消弧部分的容量相配合。对于新建变电站,接地变压器可根据站用电的需要兼作站用变压器。
注:GB/T 50064—2014与DL/T 620—1997在某些方面差别很大,如对于3~10kV电缆线路构成的系统,DL/T 620—1997要求当单相接地故障电容电流不超过30A值时,应采用不接地方式,而GB/T 50064—2014要求单相接地故障电容电流不大于10A。
(4)系统对地电容电流超标的危害。
实践表明中性点非有效接地系统也存在许多问题,随着电缆出线增多,10kV配电网络中单相接地电容电流将急剧增加,当系统电容电流超过标准规定后,将带来一系列危害,具体表现如下:
1)当发生间歇弧光接地时,可能引起高达3.5倍相电压的弧光过电压,引起多处绝缘薄弱的地方放电击穿和设备瞬间损坏,使小电流供电系统的可靠性这一优点大受影响。
2)配电网的铁磁谐振过电压现象比较普遍,时常发生电压互感器烧毁事故和熔断器的频繁熔断,严重威胁着配电网的安全可靠性。
3)当有人误触带电部位时,由于受到大电流的烧灼,加重了对触电人员的伤害,甚至伤亡。
4)当配电网发生单相接地时,电弧不能自灭,很可能破坏周围的绝缘,发展成相间短路,造成停电或损坏设备的事故;因小动物造成单相接地而引起相间故障致使停电的事故也时有发生。
5)配电网对地电容电流增大后,对架空线路来说,树线矛盾比较突出,尤其是雷雨季节,因单相接地引起的短路跳闸事故占很大比例。
(5)常用的中性点接地设备有:自动跟踪补偿消弧线圈装置,微机型消弧消谐高电压保护装置。
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