1. 概述
中壓電網(wǎng)以35KV、10KV、6KV三個(gè)電壓電壓應(yīng)用較為普遍,其均為中性點(diǎn)非接地系統(tǒng),但是隨著供電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,特別是采用電纜線路的用戶日益增加,使得系統(tǒng)單相接地電容電流不斷增加,導(dǎo)致電網(wǎng)內(nèi)單相接地故障擴(kuò)展為事故。我國(guó)電氣設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定35KV電網(wǎng)如果單相接地電容電流大于10A,3KV—10KV電網(wǎng)如果接地電容電流大于30A,都需要采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式,而《城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》(施行)第59條中規(guī)定“35KV、10KV城網(wǎng),當(dāng)電纜線路較長(zhǎng)、系統(tǒng)電容電流較大時(shí),也可以采用電阻方式”。因?qū)χ袎弘娋W(wǎng)中性點(diǎn)接地方式,世界各國(guó)也有不同的觀點(diǎn)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),就我國(guó)而言,對(duì)此在理論界、工程界也是討論的熱點(diǎn)問(wèn)題,在中壓電網(wǎng)改造中,其中性點(diǎn)的接地方式問(wèn)題,現(xiàn)已引起多方面的關(guān)注,面臨著發(fā)展方向的決策問(wèn)題。
2. 中性點(diǎn)不同的接地方式與供電的可靠性
在我國(guó)中壓電網(wǎng)的供電系統(tǒng)中,大部分為小電流接地系統(tǒng)(即中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈或電阻接地系統(tǒng))。我國(guó)采用經(jīng)消弧線圈接地方式已運(yùn)行多年,但近幾年有部分區(qū)域采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式,為此對(duì)這兩種接地方式作以分析,對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),因其是一種過(guò)度形式,其隨著電網(wǎng)的發(fā)展最終將發(fā)展到上述兩種方式。
2.1) 中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式 世界上以美國(guó)為主的部分國(guó)家采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式,原因是美國(guó)在歷史上過(guò)高的估計(jì)了弧光接地過(guò)電壓的危害性,而采用此種方式,用以泄放線路上的過(guò)剩電荷,來(lái)限制此種過(guò)電壓。中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式中,一般選擇電阻的值較小。在系統(tǒng)單相接地時(shí),控制流過(guò)接地點(diǎn)的電流在500A左右,也有的控制在100A左右,通過(guò)流過(guò)接地點(diǎn)的電流來(lái)啟動(dòng)零序保護(hù)動(dòng)作,切除故障線路。其優(yōu)缺點(diǎn)是:
2.1.1.系統(tǒng)單相接地時(shí),健全相電壓不升高或升幅較小,對(duì)設(shè)備絕緣等級(jí)要求較低,其耐壓水平可以按相電壓來(lái)選擇。
2.1.2.接地時(shí),由于流過(guò)故障線路的電流較大,零序過(guò)流保護(hù)有較好的靈敏度,可以比較容易檢除接地線路。
2.1.3.由于接地點(diǎn)的電流較大,當(dāng)零序保護(hù)動(dòng)作不及時(shí)或拒動(dòng)時(shí),將使接地點(diǎn)及附近的絕緣受到更大的危害,導(dǎo)致相間故障發(fā)生。
2.1.4.當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí),無(wú)論是永久性的還是非永久性的,均作用與跳閘,使線路的跳閘次數(shù)大大增加,嚴(yán)重影響了用戶的正常供電,使其供電的可靠性下降。
2.2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式
1916年發(fā)明了消弧線圈,并于1917年首臺(tái)在德國(guó)Pleidelshein電廠投運(yùn)至今,已有84年的歷史,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,其廣泛適用于中壓電網(wǎng),在世界范圍有德國(guó)、中國(guó)、前蘇聯(lián)和瑞典等國(guó)的中壓電網(wǎng)均長(zhǎng)期采用此種方式,顯著提高了中壓電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。
采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式,在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí),流過(guò)接地點(diǎn)的電流較小,其特點(diǎn)是線路發(fā)生單相接地時(shí),可不立即跳閘,按規(guī)程規(guī)定電網(wǎng)可帶單相接地故障運(yùn)行2小時(shí)。從實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和資料表明,當(dāng)接地電流小于10A時(shí),電弧能自滅,因消弧線圈的電感的電流可抵消接地點(diǎn)流過(guò)的電容電流,若調(diào)節(jié)得很好時(shí),電弧能自滅。對(duì)于中壓電網(wǎng)中日益增加的電纜饋電回路,雖接地故障的概率有上升的趨勢(shì),但因接地電流得到補(bǔ)償,單相接地故障并不發(fā)展為相間故障。因此中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式的供電可靠性,大大的高于中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式,但中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式也存在著以下問(wèn)題:
2.2.1.當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地時(shí),由于接地點(diǎn)殘流很小,且根據(jù)規(guī)程要求消弧線圈必須處于過(guò)補(bǔ)償狀態(tài),接地線路和非接地線路流過(guò)的零序電流方向相同,故零序過(guò)流、零序方向保護(hù)無(wú)法檢測(cè)出已接地的故障線路。
2.2.2.因目前運(yùn)行在中壓電網(wǎng)的消弧線圈大多為手動(dòng)調(diào)匝的結(jié)構(gòu),必須在退出運(yùn)行才能調(diào)整,也沒(méi)有在線實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)單相接地電容電流的設(shè)備,故在運(yùn)行中不能根據(jù)電網(wǎng)電容電流的變化及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié),所以不能很好的起到補(bǔ)償作用,仍出現(xiàn)弧光不能自滅及過(guò)電壓?jiǎn)栴}。
中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式存在的兩大缺點(diǎn),也是兩大技術(shù)難題,多年來(lái)電力學(xué)者致力于解決這一技術(shù)難題,隨著微電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,我國(guó)已研制生產(chǎn)出自動(dòng)跟蹤消弧線圈及單相接地選線裝置,并已投入實(shí)際運(yùn)行取得良好效果,現(xiàn)在正處在推廣應(yīng)用階段。