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中壓系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的安全可靠性分析

文檔作者：黃華文檔來(lái)源：蘇州電力設(shè)計(jì)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年02月10日
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第5卷(2003年第5期) 電力安全技術(shù) Z
巾壓曩贍巾鍵點(diǎn)接蝤 式
黃
(蘇州電力設(shè)計(jì)研究院，
城市配電網(wǎng)中主要采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈和經(jīng)
小電阻這2種接地方式。消弧線圈接地方式在增加
了微機(jī)控制的自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置(即為自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償
消弧線圈，亦稱自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈)后，在單相接地
時(shí)配電網(wǎng)的對(duì)地電容電流能得到快速而有效的補(bǔ)償，
從而使接地點(diǎn)故障電流大大減小，并且也解決了電
抗接地時(shí)可能帶來(lái)的諧振問(wèn)題，配電網(wǎng)運(yùn)行的安全
可靠性有了明顯提高。
下面就這2種接地方式對(duì)系統(tǒng)安全的影響進(jìn)行
分析。
l 對(duì)供電可靠率的影響
(1)自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈接地時(shí)陜速而有效地響
應(yīng)可以使瞬間性接地故障自動(dòng)消除，從而減少了跳
閘次數(shù)，提高了供電可靠率。
在各類事故中，瞬間單相接地占大多數(shù)，采用
這類消弧線圈后，由于補(bǔ)償快，且補(bǔ)償后的故障點(diǎn)
電流一般可小于5 A，其電弧就可以在瞬間自行熄
滅，系統(tǒng)和用戶對(duì)此幾乎無(wú)感覺(jué)，從而提高了供電
可靠率。對(duì)于單相永久性接地故障，一般可以允許
帶故障運(yùn)行2 h，這就便于調(diào)度調(diào)整運(yùn)方后再予切除
華
江蘇蘇州215004)
故障線路，從而也減少了對(duì)用戶的停電。
(2)中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地時(shí)，對(duì)故障的切除迅
速，在單相接地時(shí)往往引起跳閘，若重合不成功就
造成用戶短時(shí)停電，影響了供電可靠率。即使重合
成功，也會(huì)由于短時(shí)停電的出現(xiàn)，對(duì)某些敏感用戶
造成影響。對(duì)具有架空線路的系統(tǒng)，單相故障的幾
率高，這就必然會(huì)對(duì)供電可靠率造成嚴(yán)重影響。
(3)從蘇州市區(qū)2001年發(fā)生于電纜的l2次永久
性故障來(lái)看，其中發(fā)生于小電阻接地系統(tǒng)的為4次，
普通消弧線圈接地系統(tǒng)的為6次，還有2次發(fā)生于
自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈系統(tǒng)。由于運(yùn)行于后一系統(tǒng)的電
纜長(zhǎng)度是小電阻接地系統(tǒng)的1．7倍，所以自動(dòng)調(diào)諧
消弧線圈系統(tǒng)電纜的故障率只有小電阻接地系統(tǒng)的
30％。這表明采用自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈接地后，即使
對(duì)電纜系統(tǒng)，也有助于減少永久性事故的發(fā)生。
據(jù)蘇州供電局2002年l～2月市區(qū)調(diào)度記錄，采
用自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈的3個(gè)變電站各發(fā)生一次短時(shí)
單相接地，均未跳閘；相反，采用小電阻接地的一
個(gè)l0 kV變電站卻發(fā)生過(guò)一次原因不明的零序電流
I段動(dòng)作跳閘的事故，100 min后試送獲得成功，這
說(shuō)明并非為永久性故障，如采用自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈
④ 禁止線，指帶電設(shè)備危及人體生命的距離，
任何人都不準(zhǔn)人內(nèi)。
②、③有值得吸取的地方，在設(shè)備檢修特別是
大型設(shè)備檢修時(shí)，我們往往不分專業(yè)人員和非專業(yè)
人員，非專業(yè)相關(guān)人員在現(xiàn)場(chǎng)可以隨便走馬觀花，
無(wú)界線劃分。
4 其它方面
在傷員救護(hù)、火災(zāi)、雷電等方面有許多做法較
新穎，如事故出現(xiàn)后該怎么報(bào)告，怎么走才能使救
援人員以最簡(jiǎn)捷的路途、最快的速度到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，爭(zhēng)
分奪秒贏得時(shí)間。我們的((安規(guī)》及基層單位安全
教育都沒(méi)有涉及以上內(nèi)容，遇到事故時(shí)，不少人的
做法是報(bào)“l(fā)10”、“119”求救。由于變電站、線路
的位置可能較偏僻、電氣事故有其特殊性，加上現(xiàn)
場(chǎng)人員因突發(fā)事故而變得緊張，記憶和語(yǔ)言表達(dá)出
現(xiàn)短時(shí)間的障礙等原因，常會(huì)延誤寶貴的搶救時(shí)間，
所以報(bào)“l(fā)10”、“l(fā)19”的方法不一定是最佳方法。 綱
要 的火災(zāi)救護(hù)條款中還有其它比較詳細(xì)的內(nèi)容，
如要及時(shí)解下傷者手表、皮帶、手飾等緊身的物體，
防止因傷口腫大限制人體的血液循環(huán)，加重傷情。
另外對(duì)雷電的防護(hù)與躲避也用了較多的篇幅等。
((綱要 中還有許多安全條款與《安規(guī) 有不
同之處，比如安全的三道防線也是不同的安全概念，
還有現(xiàn)場(chǎng)使用絕緣梯子及注意事項(xiàng)、保持現(xiàn)場(chǎng)整潔
等內(nèi)容。 (收稿日期：2002-09-21)
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Z 電力安全技術(shù) 第5卷(2003年第5期)
也許就可避免事故的發(fā)生。
(4)廣東電力集團(tuán)公司2001年的“10 kV系統(tǒng)
中性點(diǎn)接地方式研討會(huì)紀(jì)要”指出：采用低電阻接
地方式的一些地區(qū)“出現(xiàn)了實(shí)際跳閘率高”的問(wèn)題，
而“采用可控消弧線圈接地方式時(shí)間較短，基本上
運(yùn)行良好，跳閘率明顯下降。”
2 人身和用戶低壓弱電設(shè)備的安全
(1)相對(duì)而言，采用自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈接地的
安全性較好，因單相接地時(shí)故障點(diǎn)電流很小，能有
效地限制故障點(diǎn)的跨步電壓和接觸電勢(shì)差，居民人
身傷亡和低壓及弱電設(shè)備的損壞率就能顯著降低。
(2)小電阻接地時(shí)，接地點(diǎn)電流一般為幾百安，
跳閘前由這樣大的電流引起的跨步電壓和接觸電勢(shì)，
不論對(duì)人、對(duì)設(shè)備，尤其是弱電設(shè)備，都具有不可
忽視的危險(xiǎn)性。美國(guó)中壓電網(wǎng)是小電阻接地系統(tǒng)，
據(jù)美國(guó)N#I公共事業(yè)委員會(huì)的報(bào)告，因配電線路故
障原因居民每年平均死40人，傷150人；而在采用
自動(dòng)補(bǔ)償消弧線圈接地系統(tǒng)的瑞典，因配電線路故
障，全國(guó)居民平均死亡少于1人，傷5～6人。另外
對(duì)于存在架空線的網(wǎng)絡(luò)，在架空線斷線落地時(shí)，由
于接地電阻較高，保護(hù)還不一定會(huì)跳閘。在不能跳
閘時(shí)，將對(duì)人身和設(shè)備造成嚴(yán)重威脅。表l列出了
各種接地時(shí)故障點(diǎn)的電阻值。
表1 各種接地■的故障點(diǎn)電阻值(Q)
由表可見(jiàn)，導(dǎo)線落地時(shí)，對(duì)10 kV系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，故
障點(diǎn)電流只有20-60 A，這時(shí)零序電流保護(hù)是難以
動(dòng)作的，從而將對(duì)人身和設(shè)備造成嚴(yán)重威脅。
(3)法國(guó)電力公司本來(lái)采取小電阻接地，但經(jīng)
過(guò)多年研究后，于1989年在2個(gè)變電站開(kāi)始了高阻
抗接地的試點(diǎn)。經(jīng)過(guò)初步試驗(yàn)和運(yùn)行以后，該公司
已決定在架空線和電纜混合使用的中壓電網(wǎng)采用中
性點(diǎn)經(jīng)電抗接地方式。
3 故障設(shè)備本身的傷害及其對(duì)系統(tǒng)安全的影響
(1)采用自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈時(shí)，由于能正確補(bǔ)
償系統(tǒng)電容電流，使故障點(diǎn)殘流很小，因而發(fā)展成
相間短路事故的幾率也大為減少，一般也不再會(huì)引
起弧光接地過(guò)電壓，對(duì)系統(tǒng)也就不會(huì)造成大的影響。
同時(shí)由于電流小，使故障設(shè)備本身的燒傷也比較輕，
修復(fù)就比較容易。例如：
① 獅山變10 kV系統(tǒng)前幾年事故頻發(fā)，造成配
網(wǎng)設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞，自2000年6月將普通消弧線圈改
為自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈后，到2000年年底，共發(fā)生4
次永久性單相接地，均未擴(kuò)大為相間故障。其中2次
為電纜接地，電纜的故障點(diǎn)燒傷很輕，修復(fù)較容易。
而且2001年全年未再發(fā)生電纜事故。
② 2000年6月，竹輝變中興l號(hào)線由于外力破
壞，A相電纜本體在運(yùn)行中接地，故障點(diǎn)僅燒穿直
徑不到l cm的小孔，其他兩相絕緣完好，將故障相
開(kāi)斷后制作一只單相中間接頭，很快就恢復(fù)了運(yùn)行。
③ 2000年7月，何山變一條10kV架空線的
盡頭線下，一根引線對(duì)水泥桿發(fā)生間隙性放電后燒
牢，僅使健全相對(duì)地升高到線電壓，而未引起系統(tǒng)
的異常過(guò)電壓，對(duì)該系統(tǒng)運(yùn)行也未產(chǎn)生影響。
(2)采用小電阻接地，可以限制內(nèi)過(guò)電壓的倍
數(shù)，一般也不會(huì)產(chǎn)生各類諧振過(guò)電壓，改善了10 kV
配電設(shè)備的工作條件，并能避免單相接地?cái)U(kuò)大為相
間故障，這些是其主要優(yōu)點(diǎn)。但是由于故障電流大，
雖能在短時(shí)間內(nèi)切除故障，對(duì)故障點(diǎn)的燒傷還是相
當(dāng)嚴(yán)重的。而且由于接地時(shí)健全相對(duì)地電壓仍會(huì)升
高到接近線電壓，絕緣存在薄弱點(diǎn)時(shí)發(fā)展成相間短
路的情況仍會(huì)發(fā)生，蘇州市區(qū)小電阻接地的20 kV
系統(tǒng)就不乏其例。自1999年以來(lái)，20 kV系統(tǒng)在l0
條電纜上發(fā)生過(guò)9次故障，其中4次發(fā)展為相間短
路或兩相接地故障，另一次為2條電纜不同相，幾
乎同時(shí)發(fā)生2點(diǎn)接地短路。這說(shuō)明小電阻接地時(shí)相
間故障的概率仍然很高。
所以從故障點(diǎn)的損壞程度和單相發(fā)展成相間故
障的可能性來(lái)看即便是純電纜系統(tǒng)，小電阻接地較
之自動(dòng)調(diào)諧也并沒(méi)有十分明顯的優(yōu)越性。
綜上所述，在很多情況下特別是對(duì)架空和電纜
混合系統(tǒng)，中性點(diǎn)經(jīng)自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈接地從
提高供電可靠性，減小對(duì)人身和對(duì)低壓、弱電設(shè)備
的傷害，削弱對(duì)故障設(shè)備的損壞程度等方面要優(yōu)于
小電阻接地。只要選擇的消弧線圈質(zhì)量穩(wěn)定可靠，
自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償正確迅速，接地選線裝置動(dòng)作正確可
靠，對(duì)配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行是大有好處的。當(dāng)然，
對(duì)于純電纜系統(tǒng)，小電阻接地也是一種可行的方式。
參考文獻(xiàn)：
l江蘇省電力試驗(yàn)研究所，江蘇省電力系統(tǒng)供電科技情報(bào)網(wǎng)．電力
系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的研究
2廣東省電力集團(tuán)公司部門文件．10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式研討
會(huì)紀(jì)要
3浙江省電力局高電壓專業(yè)會(huì)議文件之附件．推廣使用自動(dòng)跟蹤補(bǔ)
償消弧線圈
(收稿日期{20o2一l0—27)
一■ 一
囊塞 。 。囊纛． ．
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