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中壓系統(tǒng)中性點接地方式的安全可靠性分析

文檔作者：黃華文檔來源：蘇州電力設計研究院		點擊數：	更新時間： 2022年02月10日
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第5卷(2003年第5期) 電力安全技術 Z
巾壓曩贍巾鍵點接蝤 式
黃
(蘇州電力設計研究院，
城市配電網中主要采用中性點經消弧線圈和經
小電阻這2種接地方式。消弧線圈接地方式在增加
了微機控制的自動跟蹤補償裝置(即為自動跟蹤補償
消弧線圈，亦稱自動調諧消弧線圈)后，在單相接地
時配電網的對地電容電流能得到快速而有效的補償，
從而使接地點故障電流大大減小，并且也解決了電
抗接地時可能帶來的諧振問題，配電網運行的安全
可靠性有了明顯提高。
下面就這2種接地方式對系統(tǒng)安全的影響進行
分析。
l 對供電可靠率的影響
(1)自動調諧消弧線圈接地時陜速而有效地響
應可以使瞬間性接地故障自動消除，從而減少了跳
閘次數，提高了供電可靠率。
在各類事故中，瞬間單相接地占大多數，采用
這類消弧線圈后，由于補償快，且補償后的故障點
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)和用戶對此幾乎無感覺，從而提高了供電
可靠率。對于單相永久性接地故障，一般可以允許
帶故障運行2 h，這就便于調度調整運方后再予切除
華
江蘇蘇州215004)
故障線路，從而也減少了對用戶的停電。
(2)中性點經小電阻接地時，對故障的切除迅
速，在單相接地時往往引起跳閘，若重合不成功就
造成用戶短時停電，影響了供電可靠率。即使重合
成功，也會由于短時停電的出現，對某些敏感用戶
造成影響。對具有架空線路的系統(tǒng)，單相故障的幾
率高，這就必然會對供電可靠率造成嚴重影響。
(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
自動調諧消弧線圈系統(tǒng)。由于運行于后一系統(tǒng)的電
纜長度是小電阻接地系統(tǒng)的1．7倍，所以自動調諧
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％。這表明采用自動調諧消弧線圈接地后，即使
對電纜系統(tǒng)，也有助于減少永久性事故的發(fā)生。
據蘇州供電局2002年l～2月市區(qū)調度記錄，采
用自動調諧消弧線圈的3個變電站各發(fā)生一次短時
單相接地，均未跳閘；相反，采用小電阻接地的一
個l0 kV變電站卻發(fā)生過一次原因不明的零序電流
I段動作跳閘的事故，100 min后試送獲得成功，這
說明并非為永久性故障，如采用自動調諧消弧線圈
④ 禁止線，指帶電設備危及人體生命的距離，
任何人都不準人內。
②、③有值得吸取的地方，在設備檢修特別是
大型設備檢修時，我們往往不分專業(yè)人員和非專業(yè)
人員，非專業(yè)相關人員在現場可以隨便走馬觀花，
無界線劃分。
4 其它方面
在傷員救護、火災、雷電等方面有許多做法較
新穎，如事故出現后該怎么報告，怎么走才能使救
援人員以最簡捷的路途、最快的速度到達現場，爭
分奪秒贏得時間。我們的((安規(guī)》及基層單位安全
教育都沒有涉及以上內容，遇到事故時，不少人的
做法是報“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
場人員因突發(fā)事故而變得緊張，記憶和語言表達出
現短時間的障礙等原因，常會延誤寶貴的搶救時間，
所以報“l(fā)10”、“l(fā)19”的方法不一定是最佳方法。 綱
要 的火災救護條款中還有其它比較詳細的內容，
如要及時解下傷者手表、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。
另外對雷電的防護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，
還有現場使用絕緣梯子及注意事項、保持現場整潔
等內容。 (收稿日期：2002-09-21)
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Z 電力安全技術 第5卷(2003年第5期)
也許就可避免事故的發(fā)生。
(4)廣東電力集團公司2001年的“10 kV系統(tǒng)
中性點接地方式研討會紀要”指出：采用低電阻接
地方式的一些地區(qū)“出現了實際跳閘率高”的問題，
而“采用可控消弧線圈接地方式時間較短，基本上
運行良好，跳閘率明顯下降?！?
2 人身和用戶低壓弱電設備的安全
(1)相對而言，采用自動調諧消弧線圈接地的
安全性較好，因單相接地時故障點電流很小，能有
效地限制故障點的跨步電壓和接觸電勢差，居民人
身傷亡和低壓及弱電設備的損壞率就能顯著降低。
(2)小電阻接地時，接地點電流一般為幾百安，
跳閘前由這樣大的電流引起的跨步電壓和接觸電勢，
不論對人、對設備，尤其是弱電設備，都具有不可
忽視的危險性。美國中壓電網是小電阻接地系統(tǒng)，
據美國N#I公共事業(yè)委員會的報告，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
自動補償消弧線圈接地系統(tǒng)的瑞典，因配電線路故
障，全國居民平均死亡少于1人，傷5～6人。另外
對于存在架空線的網絡，在架空線斷線落地時，由
于接地電阻較高，保護還不一定會跳閘。在不能跳
閘時，將對人身和設備造成嚴重威脅。表l列出了
各種接地時故障點的電阻值。
表1 各種接地■的故障點電阻值(Q)
由表可見，導線落地時，對10 kV系統(tǒng)來說，故
障點電流只有20-60 A，這時零序電流保護是難以
動作的，從而將對人身和設備造成嚴重威脅。
(3)法國電力公司本來采取小電阻接地，但經
過多年研究后，于1989年在2個變電站開始了高阻
抗接地的試點。經過初步試驗和運行以后，該公司
已決定在架空線和電纜混合使用的中壓電網采用中
性點經電抗接地方式。
3 故障設備本身的傷害及其對系統(tǒng)安全的影響
(1)采用自動調諧消弧線圈時，由于能正確補
償系統(tǒng)電容電流，使故障點殘流很小，因而發(fā)展成
相間短路事故的幾率也大為減少，一般也不再會引
起弧光接地過電壓，對系統(tǒng)也就不會造成大的影響。
同時由于電流小，使故障設備本身的燒傷也比較輕，
修復就比較容易。例如：
① 獅山變10 kV系統(tǒng)前幾年事故頻發(fā)，造成配
網設備嚴重損壞，自2000年6月將普通消弧線圈改
為自動調諧消弧線圈后，到2000年年底，共發(fā)生4
次永久性單相接地，均未擴大為相間故障。其中2次
為電纜接地，電纜的故障點燒傷很輕，修復較容易。
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號線由于外力破
壞，A相電纜本體在運行中接地，故障點僅燒穿直
徑不到l cm的小孔，其他兩相絕緣完好，將故障相
開斷后制作一只單相中間接頭，很快就恢復了運行。
③ 2000年7月，何山變一條10kV架空線的
盡頭線下，一根引線對水泥桿發(fā)生間隙性放電后燒
牢，僅使健全相對地升高到線電壓，而未引起系統(tǒng)
的異常過電壓，對該系統(tǒng)運行也未產生影響。
(2)采用小電阻接地，可以限制內過電壓的倍
數，一般也不會產生各類諧振過電壓，改善了10 kV
配電設備的工作條件，并能避免單相接地擴大為相
間故障，這些是其主要優(yōu)點。但是由于故障電流大，
雖能在短時間內切除故障，對故障點的燒傷還是相
當嚴重的。而且由于接地時健全相對地電壓仍會升
高到接近線電壓，絕緣存在薄弱點時發(fā)展成相間短
路的情況仍會發(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，20 kV系統(tǒng)在l0
條電纜上發(fā)生過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
乎同時發(fā)生2點接地短路。這說明小電阻接地時相
間故障的概率仍然很高。
所以從故障點的損壞程度和單相發(fā)展成相間故
障的可能性來看即便是純電纜系統(tǒng)，小電阻接地較
之自動調諧也并沒有十分明顯的優(yōu)越性。
綜上所述，在很多情況下特別是對架空和電纜
混合系統(tǒng)，中性點經自動跟蹤補償消弧線圈接地從
提高供電可靠性，減小對人身和對低壓、弱電設備
的傷害，削弱對故障設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量穩(wěn)定可靠，
自動跟蹤補償正確迅速，接地選線裝置動作正確可
靠，對配電網的安全可靠運行是大有好處的。當然，
對于純電纜系統(tǒng)，小電阻接地也是一種可行的方式。
參考文獻：
l江蘇省電力試驗研究所，江蘇省電力系統(tǒng)供電科技情報網．電力
系統(tǒng)中性點接地方式的研究
2廣東省電力集團公司部門文件．10kV系統(tǒng)中性點接地方式研討
會紀要
3浙江省電力局高電壓專業(yè)會議文件之附件．推廣使用自動跟蹤補
償消弧線圈
(收稿日期{20o2一l0—27)
一■ 一
囊塞 。 。囊纛． ．
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