中性點(diǎn)電阻接地系統(tǒng)

在6~66KV電網(wǎng)中，傳統(tǒng)的分類(lèi)把電阻分為高電阻、中電阻和小電阻三種形式(也有只分高電阻和低電阻兩種)。對(duì)應(yīng)的電阻值如下。

高電阻>500Ω，接地故障電流<10~10A;

中電阻10~500Ω，15A<接地故障電流<600A;

小電阻<10Ω，接地故障電流>600A。

10~35KV配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用小電阻接地方式曾在上海、北京、廣州、深圳等地的城區(qū)的配電網(wǎng)中使用。20世紀(jì)80年代初，美國(guó)為我國(guó)首批300MW機(jī)組設(shè)計(jì)的火力發(fā)電廠廠用系統(tǒng)中性點(diǎn)采用小電阻接地方式。

小電阻接地方式的優(yōu)點(diǎn):

(1)自動(dòng)清除故障，運(yùn)行維護(hù)方便;

(2)可快速切斷接地故障點(diǎn)，過(guò)電壓水平低，能消除諧振過(guò)電壓，可采用絕緣水平較低的電纜和電氣設(shè)備;

(3)減少絕緣老化，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，提高設(shè)備可靠性;

(4)因接地電流高達(dá)幾百安以上，繼電保護(hù)有足夠的靈敏度和選取行，不存在選線上的問(wèn)題;

(5)可降低火災(zāi)事故的概率;

(6)可采用通流容量大、殘壓低的無(wú)間隙氧化鋅避雷器作為電網(wǎng)的過(guò)電壓保護(hù);

(7)能消除弧光接地過(guò)電壓中的5次諧波，避免事故擴(kuò)大為相間短路。

小電阻接地方式的接地故障電流高達(dá)600~1000A或以上，會(huì)在電力系統(tǒng)中帶來(lái)幾個(gè)問(wèn)題:

1)過(guò)大故障電流容易擴(kuò)大事故，即當(dāng)電纜發(fā)生單相接地時(shí)，強(qiáng)烈的電弧會(huì)危及鄰相電纜或同一電纜溝里的相鄰電纜釀成火災(zāi)，擴(kuò)大事故。

2)數(shù)百安以上的接地電流會(huì)引起地電位升高達(dá)數(shù)千伏，大大地超過(guò)了安全的允許值，會(huì)對(duì)低壓設(shè)備、通信線路、電子設(shè)備和人身保安都有危險(xiǎn)。如低壓電器要求不大于(2U+1000)*0.75=1000(V); 通信線路要求不大于430~650V地電位差;電子設(shè)備接地裝置不能超過(guò)升高600V的電位，人身保安要求的跨步電壓和接觸電壓在0.2s切斷電源條件下不大于650V，延長(zhǎng)切斷電源時(shí)間會(huì)有更大危害。

3)小電阻流過(guò)的電流過(guò)大，電阻器產(chǎn)生的熱容量因與接地電流的平分成正比，會(huì)給電阻器的制造帶來(lái)困難，給運(yùn)行也帶來(lái)不便。

4)為了保證繼電保護(hù)正確動(dòng)作，線路出現(xiàn)的零序保護(hù)不應(yīng)采用三相電流互感器組成的二次零序接線方式，防止三相電流互感器有不同程度的飽和，或因特性不平衡，使零序保護(hù)誤動(dòng)作，應(yīng)采用零序電流互感器來(lái)解決之。

為了克服小電阻的不足之處，而保留其優(yōu)點(diǎn)，可以采用中電阻接地方式。其要求是:

1)選擇接地電阻值時(shí)，應(yīng)保證電阻的接地電流Ir=(1~1.5)Ic,以限制過(guò)電壓值不超過(guò)2.6倍(此數(shù)值是高壓電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)可以承受的最大過(guò)電壓倍數(shù))。研究表明，進(jìn)一步減少電阻值，提高電阻接地電流對(duì)降低內(nèi)過(guò)電壓收效不大。

2)從保證人身及設(shè)備安全出發(fā)，在對(duì)接地電阻為4Ω的用戶變電站，接地故障電流不宜超過(guò)150A。即系統(tǒng)的Ic和Ir控制在100A左右為宜。當(dāng)Ic超過(guò)100A時(shí)，可采取的措施:增加變電站的母線段數(shù)，減少一段母線上連接的出線數(shù)量，即降低該段母線的電容電流;給中性點(diǎn)接地電阻串聯(lián)一只干式小電抗，把Ic補(bǔ)償?shù)?00A以下。從以上分析可知，中電阻接地方式有著較大的生命力，較小電阻接地方式有較大的優(yōu)勢(shì)，是值得進(jìn)一步研討完善的接地方式之一。

高電阻接地方式是以限制單相接地故障電流，并可防止諧振過(guò)電壓和間歇性弧光接地過(guò)電壓，主要應(yīng)用于大型發(fā)電機(jī)組、發(fā)電廠廠用電和某些6~10KV變電站。它最大的特點(diǎn)是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)可以繼續(xù)運(yùn)行2h，這與中、小電阻運(yùn)行方式有著根本不同。

在6~10KV配電系統(tǒng)以及發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)，當(dāng)單相接地電流電容電流較小時(shí)，故障接地可不跳閘，這樣可以減少故障點(diǎn)的電位梯度，阻尼諧振過(guò)電壓。按DL/T 620-1997《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:"高電壓接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合Ro≤Xco的原則，以限制由于電弧接地故障產(chǎn)生的瞬態(tài)過(guò)電壓。一般采用接地故障電流小于10A"。單從上述高電阻定義來(lái)看，高電阻的使用有局限性。

電力系統(tǒng)中性電阻接地方式 近幾年在我國(guó)某些城市電網(wǎng)和工礦企業(yè)的配

(1)電阻器的電壓一般按電網(wǎng)最高運(yùn)行電壓選取。

(2)從降低過(guò)電壓和電網(wǎng)的發(fā)展，電阻器阻值要保證接地電阻的阻性電流大于容性電流的1~1.5倍。

(3)電阻器的冷卻方式宜采用自然冷卻。

(4)在發(fā)電廠中，發(fā)電機(jī)的電阻器可裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)上，廠用電的電阻器可裝在廠用變壓器的中性點(diǎn)上。

在城區(qū)、農(nóng)網(wǎng)和工礦企業(yè)、公共設(shè)施的變電站中，電阻器一般裝在變壓器的中性點(diǎn)上。如無(wú)變壓器中性點(diǎn)或中性點(diǎn)未能引出，應(yīng)另外裝設(shè)專(zhuān)用接地變壓器。

(5)裝設(shè)專(zhuān)用接地變壓器的電阻器，可以通過(guò)斷路器連接在母線上，也可以不通過(guò)斷路器直接連在主變壓器的出線側(cè)。但不能采用熔斷器連接，以避免一相熔斷器熔斷后，電阻器長(zhǎng)期運(yùn)行燒壞電阻器。

(6)電阻器的安裝位置應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，分散布置。在任何運(yùn)行方式情況下，電網(wǎng)不應(yīng)失去電阻器的保護(hù)，不應(yīng)將多臺(tái)電阻器安裝在一處。

(7)電阻器的材質(zhì)可選用電阻率高、溫度系數(shù)小、熱容量大、耐高溫、通流容量強(qiáng)、允許通流時(shí)間長(zhǎng)、耐腐蝕、性能穩(wěn)定不易氧化的金屬電阻或非金屬電阻。

一般要求:

電阻率>10μΩ*m;

溫度系數(shù)≤-0.045%/℃;

通流能力10~1000A;

通流時(shí)間用于跳閘≤10s,可不跳閘≤2h;

熱容量≥600J/cm

一般使用溫度<700℃;最高使用溫度<1500℃.

(8)電阻器外殼防護(hù)等級(jí)。室外可取IP54,室內(nèi)可取IP34.