中性点接地方式对内过电压的影响

1.中性点直接接地的系统

从经济角度看,中性点直接接地是一种投资最小的接地方式,其主要原因如下:

(1)系统的过电压较低,可以采用保护特性较好的避雷器,设备的绝缘水平可取得低一些。

(2)不需要任何附加的接地设备。

(3)在电压为110kV以上的电力系统中,可以采用分级绝缘的电力变压器。

但是,在这种系统中,一切故障都将引起断路器的跳闸,且单相接地电流很大,有时还会超过三相短路电流,因此会影响对断路器遮断能力的选择。另外,接地电流过大有时还会严重烧坏导体和影响通信系统的正常工作。

2.中性点不接地方式

中性点不接地方式即中性点对地绝缘,结构简单,运行方便,不需任何附加设备,投资省,适用于农村10kV架空线路长的辐射形或树状形的供电网络。

对于中性点不接地方式,电网中的电磁式电压互感器由于磁饱和可引起中性点位移,由于参数的配合不同可能产生工频谐振,也可能产生分频或高次谐波谐振,过电压的幅值最高可达3Uφ(Uφ为相电压),可引起绝缘弱点击穿,避雷器若在此期间动作,会因熄不了弧和过电压时间长而发生爆炸。另外,若产生分频谐振,虽然过电压幅值不高(2Uφ),但由于谐振频率低,互感器的阻抗小,以及铁芯元件的非线性特性,使电压互感器励磁电流大大增加。这时,容易使电压互感器的高压侧熔断器熔断,或使电压互感器严重过热、冒油、烧损、爆炸,因而造成较大的危害。

中性点不接地系统的主要优点是它能自动清除单相接地故障,而不会跳闸。但当线路很长时,电容电流将很大,接地电弧则不能自动熄灭,前述优点就不存在了。

中性点不接地系统的致命缺点是最大长期工作电压与过电压较高,特别是存在电弧接地过电压的危险。

中性点不接地方式系统弧光接地过电压的产生可分以下两种情况:(www.xing528.com)

(1)电网对地电容电流小于熄弧临界值11.4A,此时接地电流由于能在电流过零时可靠熄灭,不形成间歇性的接地电弧,也就不容易产生弧光接地过电压;

(2)电网电容电流大于熄弧临界值11.4A,此时接地电弧在电流过零时短暂熄灭,在峰值附近重燃,形成时断时续的间歇性电弧。由于电网是由电感、电容和电阻等元件组成的网络,电弧间歇性的熄灭与重燃会导致网络强烈的电磁振荡,产生严重的过渡过程过电压,且过电压持续时间长,遍及全网,会使电网中绝缘弱点发生击穿,如电缆头爆炸、避雷器爆炸等,此时过电压的幅值可达3.5Uφ,因而弧光接地过电压对电网构成了较大的危害。

3.中性点经消弧线圈接地方式

采用中性点经消弧线圈接地方式即在中性点和大地之间接入一个电感消弧线圈,中性点经消弧线圈接地又称为谐振接地(共振接地),采用这种接地方式的电网又称为补偿接地电网系统。这种系统中,用消弧线圈的目的是补偿或中和电网中的接地电容电流。经消弧线圈接地系统,单相接地电流将可以被补偿或中和到很小的数值,因此一般情况下接地电弧不能维持,而且在电流经过零点使电弧熄灭后,消弧线圈的存在还能显著减小故障相电压的恢复速度,减小电弧重燃的可能性。正是这样,单相接地故障将会自动消除。应用消弧线圈不但可以使单相接地故障所引起的停电事故大大减小,还将大大减少发生多相短路故障的次数。但是该系统也有它自己的缺点,补偿电网的运行比较复杂,接地投资也比较大,接地选线保护存在一些困难。

4.中性点经电阻接地方式

中性点经电阻接地方式即中性点与大地之间接入一定阻值的电阻,该电阻与系统对地电容构成并联回路,由于电阻是耗能元件,也是电容电荷释放元件和谐振的阻压元件,对防止谐振过电压和间歇性电弧接地过电压,有一定优越性。在中性点经电阻接地方式中,一般选择电阻的阻值较小,在系统单相接地时,控制流过接地点的电流在500A左右,也有的控制在100A左右,通过流过接地点的电流来启动零序保护动作,切除故障线路。

中性点经电阻接地系统可以直接消除中性点不接地系统的两个严重缺点,实现灵敏而有选择性的接地保护,并减小电弧接地过电压的危险。

该系统的主要缺点是:

(1)同中性点不接地系统相似,要求有较高的绝缘水平。

(2)同大电流接地系统一样,发生单相接地故障时,必须开断线路。

(3)电阻器制造困难。