電力系統中性點(diǎn)運行方式有不接地、經(jīng)電阻接地、經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地或直接接地等多種。我國電力系統目前所采用的中性點(diǎn)接地方式主要有三種:即不接地、經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地和直接接地。小電阻接地系統在國外應用較為廣泛,我國開(kāi)始部分應用。
1、中性點(diǎn)不接地(絕緣)的三相系統
各相對地電容電流的數值相等而相位相差120°,其向量和等于零,地中沒(méi)有電容電流通過(guò),中性點(diǎn)對地電位為零,即中性點(diǎn)與地電位一致。這時(shí)中性點(diǎn)接地與否對各相對地電壓沒(méi)有任何影響??墒?,當中性點(diǎn)不接地系統的各相對地電容不相等時(shí),及時(shí)在正常運行狀態(tài)下,中性點(diǎn)的對地電位便不再是零,通常此情況稱(chēng)為中性點(diǎn)位移即中性點(diǎn)不再是地電位了。這種現象的產(chǎn)生,多是由于架空線(xiàn)路排列不對稱(chēng)而又換位不完全的緣故造成的。
在中性點(diǎn)不接地的三相系統中,當一相發(fā)生接地時(shí):一是未接地兩相的對地電壓升高到√3倍,即等于線(xiàn)電壓,所以,這種系統中,相對地的絕緣水平應根據線(xiàn)電壓來(lái)設計。二是各相間的電壓大小和相位仍然不變,三相系統的平衡沒(méi)有遭到破壞,因此可繼續運行一段時(shí)間,這是這種系統的最大優(yōu)點(diǎn)。但不許長(cháng)期接地運行,尤其是發(fā)電機直接供電的電力系統,因為未接地相對地電壓升高到線(xiàn)電壓,一相接地運行時(shí)間過(guò)長(cháng)可能會(huì )造成兩相短路。所以在這種系統中,一般應裝設絕緣監視或接地保護裝置。當發(fā)生單相接地時(shí)能發(fā)出信號,使值班人員迅速采取措施,盡快消除故障。一相接地系統允許繼續運行的時(shí)間,最長(cháng)不得超過(guò)2h。三是接地點(diǎn)通過(guò)的電流為電容性的,其大小為原來(lái)相對地電容電流的3倍,這種電容電流不容易熄滅,可能會(huì )在接地點(diǎn)引起弧光解析,周期性的熄滅和重新發(fā)生電弧?;」饨拥氐某掷m間歇性電弧較危險,可能會(huì )引起線(xiàn)路的諧振現場(chǎng)而產(chǎn)生過(guò)電壓,損壞電氣設備或發(fā)展成相間短路。故在這種系統中,若接地電流大于5A時(shí),發(fā)電機、變壓器和電動(dòng)機都應裝設動(dòng)作于跳閘的接地保護裝置。
2、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的三相系統
上面所講的中性點(diǎn)不接地三相系統,在發(fā)生單相接地故障時(shí)雖還可以繼續供電,但在單相接地故障電流較大,如35kV系統大于10A,10kV系統大于30A時(shí),就無(wú)法繼續供電。為了克服這個(gè)缺陷,便出現了經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的方式。目前在35kV電網(wǎng)系統中,就廣泛采用了這種中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的方式。
消弧線(xiàn)圈是一個(gè)具有鐵芯的可調電感線(xiàn)圈,裝設在變壓器或發(fā)電機的中性點(diǎn)。當發(fā)生單相接地故障時(shí),可形成一個(gè)與接地電容電流大小接近相等而方向相反的電感電流,這個(gè)滯后電壓90°的電感電流與超前電壓90°的電容電流相互補償,最后使流經(jīng)接地處的電流變得很小以至等于零,從而消除了接地處的電弧以及由它可能產(chǎn)生的危害。消弧線(xiàn)圈的名稱(chēng)也是這么得來(lái)的。當電容電流等于電感電流的時(shí)候稱(chēng)為全補償;當電容電流大于電感電流的時(shí)候稱(chēng)為欠補償;當電容電流小于電感的電流的時(shí)候稱(chēng)為過(guò)補償。一般都采用過(guò)補償,這樣消弧線(xiàn)圈有一定的裕度,不至于發(fā)生諧振而產(chǎn)生過(guò)電壓。
3、中性點(diǎn)直接接地
中性點(diǎn)直接接地的系統屬于較大電流接地系統,一般通過(guò)接地點(diǎn)的電流較大,可能會(huì )燒壞電氣設備。發(fā)生故障后,繼電保護會(huì )立即動(dòng)作,使開(kāi)關(guān)跳閘,消除故障。目前我國110kV以上系統大都采用中性點(diǎn)直接接地。
對于不通等級的電力系統中性點(diǎn)接地方式也不一樣,一般按下述原則選擇:220kV以上電力網(wǎng),采用中性點(diǎn)直接接地方式;110kV接地網(wǎng),大都采用中性點(diǎn)直接接地方式,少部分采用消弧線(xiàn)圈接地方式;20~60kV的電力網(wǎng),從供電可靠性出發(fā),采用經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地或不接地的方式。但當單相接地電流大于10A時(shí),可采用經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的方式;3~10kV電力網(wǎng),供電可靠性與故障后果是其最主要的考慮因素,多采用中性點(diǎn)不接地方式。但當電網(wǎng)電容電流大于30A時(shí),可采用經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地或經(jīng)電阻接地的方式;1kV以下,即220/380V三相四線(xiàn)制低壓電力網(wǎng),從安全觀(guān)點(diǎn)出發(fā),均采用中性點(diǎn)直接接地的方式,這樣可以防止一相接地時(shí)換線(xiàn)超過(guò)250V的危險(對地)電壓。特殊場(chǎng)所,如礦下,也有采用中性點(diǎn)不接地的。這時(shí)一相或中性點(diǎn)應有擊穿熔斷器,以防止高壓竄入低壓所引起的危險。
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