发电厂中压系统中性点接地方式浅析论文

摘要：针对发电厂中压系统中性点不接地系统的不断扩大及电缆馈线回路的增加，单相接地电容电流也在不断的增加，分析和探讨中压系统中性点接地方式、合理选择系统中性点接地方式，已是关系到系统运行可靠性关键的技术问题。

关键词：中压系统;中性点系统;可靠性;探讨

一、概述

中压系统以35KV、10 KV、6 KV三个电压等级较为普遍，并且均为中性点非接地系统。在电气设备设计规范中规定35KV系统如果单相接地电容电流大于10A，3-10 KV系统如果接电电容电流大于30 A，都需要采用中性点经消弧线圈接地方式，当电缆线路较长、系统电容电流较大时，也可以采用电阻方式。目前，随着机组容量的增大，发电厂馈线电缆线路也日益增加，使得系统单相接地电容电流不断增加，使得系统内单相接地故障很可能扩展为事故。因此，对系统的中性点接地方式进行分析和探讨，合理选择系统中性点接地方式，已是关系到系统运行可靠性的关键技术问题。

二、中性点不同的接地方式与系统的可靠性

在发电厂中压系统中，大部分为小电流接地系统，即中性点不接地或经消弧线圈或电阻接地系统。以前的电厂大都采用经消弧线圈接地方式，近几年有部分电厂设计采用了中性点经小电阻接地方式。对于中性点不接地系统，因其是一种过渡形式，随着电网的发展最终将发展到上述两种形式。下面对中性点经消弧线圈接地、经小电阻接地这两种接地方式进行分析。

1、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，在系统发生单相接地时，流过接地点的电流较小，其特点是线路发生单相接地时，可不立即跳闸，当接地电流小于10A时，电弧能自灭，因为消弧线圈的电感的电流可抵消接地点流过的电容电流，若调节得及时，电弧能自灭。对于中压系统各日益增加的电缆馈电回路，虽接地故障的概率有上升的趋势，但因接地电流得到补偿，单相接地故障并不发展为相间故障。因此中性点经消弧线圈接地方式的运行可靠性，大大高于中性点经小电阻接地方式，但这种接地方式也存在着以下问题。

(1)当系统发生接地时，由于接地点残流很小，且根据规程要求消弧线圈必须处于过补偿状态，接地线路和非接地线路流过的零序电流方向相同，故零序过流、零序方向保护无法检测出已接地的故障线路。

(2)因目前运行在中压系统的消弧线圈大多为手动调节，必须在退出运行才能调整，也没有在线实时检测单相接地电容电流的设备，故在运行中不能根据电容电流的变化及时进行调节，所以不能很好的起到补偿作用，仍出现弧光不能自灭及过电压问题。

2、中性点经小电阻接地方式

采用该方‘式是为了泄放线路上的过剩电荷，来限制过电压。中性点经小电阻接地方式中，一般选择电阻的值较小。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。其优缺点是：

(1)系统单相接地时，全相电压不升高或升幅较小，对设备绝缘等级要求较低，其耐压水平可以按相电压来先选择。

(2)接地时，由于流过故障线路的电流较大，零序过流保护有较好的灵敏度，可以比较容易的切除接地线路。

(3)由于接地点的电流较大，当零序保护动作不及时或拒动时，将使接地点及附近的绝缘受到更大的危害，导致相间故障发生。

(4)当发生单相接地故障时，无论是永久性的还是非永久性的，均作用于跳闸，使回路的跳闸次数大大增加，使运行可靠性下降。

三、单相接地电容电流

因中性点不接地方式在中压系统中，仅是一种短期的过渡方式，最终是要过渡到经消弧线圈或小电阻接地方式，而在改造前要对系统中的电容电流进行计算和测量，以给改造提供技术数据。中压系统单相接地电容电流有以下几部分构成：

(1)系统中所有电气连接的全部线路的电容电流;

(2)系统中相与地之间跨接的电容器产生的电容电流;

(3)因用电设备造成的系统电容电流的增值。

系统中的电容电流可按下式计算：

∑IC= (∑icl+Eic2)(l+ko/o)

其中：∑ic是系统上单相接地电容电流之和Eicl是电缆线路和电缆单相接地电容电流之和Xi。2是系统中相与地问跨接的电容电器产生的电蓉电流之和k%是用电设备造成的系统电容电流的增值10 KV取16qo、35KV取13%

在对系统单相电容电流计算的基础上，为了准确选择和合理配置消弧线圈的容量，对系统运行中单相电容电流进行实测是十分必要的。微机在线实时检测装置为实测系统单相电容电流提供了快速准确的手段。其原理是，检测系统的不平衡电压En，并以一定的采样周期检测线电压UAB，中性点位移电压Ul及中性点位移电流Io，根据公式Ecr- Un+I。×XC计算出单相接地电容电流。式巾XC为系统对地容抗。

因为XC=( En_ Un)÷ln

所以IC=U相÷XC=U相×10÷(EO- UO)(.上式中IC为单相接地电容电流)单相电容电流的检测也可以采用偏置电容法和中性点外加电容法，在测试中，可以选用几种不同容量的Cf(所加的偏置电容)测出几组数据，利用移动平均值获得单相接地电容电流，以减少测试中的误差。

四、微机控制消弧装置

人工调谐的消弧线圈，因不能随着系统的运行实时调整补偿量，这样就不能保证系统始终处于过补偿状态，甚至导致系统谐振，并难以将故障发生时对地电流限制到最小。

目前，电厂采用的微机自动跟踪消弧装置并配套接地自动选线环节，有效地解决了中性点经消弧线圈接地方式的系统长期难以解决的技术问题。该装置的Z型结构接地变压器，具有零序阻抗小，损耗低，并可带二次负荷，其可调电抗器为无级连续可调铁芯全气隙结构，具有调节特性好，线性度高，噪声低等特点，装置采用消弧线圈串电阻接地方式，以抑制消弧线圈导致谐振的问题，其微机控制单元是实现自动跟踪检测、调节、选线的核心，系统的响应时间短。微机控制消弧装置有过补、欠补、最小残流三种方式。

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