配电网中性点经高阻接地安全功用的剖析

1 前语

  跟着国民经济的翻开,某些城市及有些公司的供配电网已改动了曩昔以架空线路为主的局势,而是以电缆线路为主。一同,一些构造紧凑的封闭式设备(如SF6开关柜)、聚乙烯电缆及氧化锌避雷器的广泛运用,使原有的非有用接本地式,已不能习气其时电力体系的翻开需要。

  依据以上状况,中国单个区域的配电网络中性点已选用经低电阻接地的作业办法。这种接本地式能够下降单相接地时的暂态过电压,消除弧光接地过电压,运用简略的保护设备就能活络挑选缺点支路,消除缺点。可是,跟着带来线路跳闸再三、断路器保护作业量的增大及人身触电电流的增大,直接影响到供电体系的牢靠性与安全性。

  从国外电网的翻开来看,美、日等国家选用低电阻接本地式居多,并以为低电阻接地是往后的翻开趋势。中国从西方国家引入的成套工厂设备,高压配电体系都选用低电阻的接本地式。从国内来说,如今电力体系正在拟定电阻接地的有关办法,并将逐步施行。咱们经过实验研讨后以为,选用中性点经低电阻接地的办法,并不必定是适宜中国城市或公司配电网翻开的最好办法;如今,电力体系尚有纷歧样的观念和做法。因而,咱们将经过下面的仿照实验,对中性点接本地式的有关疑问作进一步的研讨与议论。

  影响中性点接本地式的要素许多,这篇文章不或许对各种要素逐个悉数研讨,只能关于电缆供电的特征,侧重对一些影响中性点接本地式的安全疑问进行研讨;首要对高阻接地状况下的参数挑选进行剖析比照,以寻求更为合理的中性点接本地式。

  2 电网中性点经高阻接地时的过电压实验

  高电阻接地是这么界说的:电力体系中性点经过一电阻接地,其单相接地缺点时的电阻电流被绑缚到等于或略大于体系总电容电流,即IRN≥3IC0,如图1所示。图中RN≤XC0/3,RN为接地电阻,XC0为体系每相对地容抗,3IC0为总电容电流,IRN为流过电阻器的电流。

  当发作电弧接地时,接地电流为

  Ijd=(1/RN+j3ωC0)UA=IRN+jIC

  单相接地将使非缺点相对地电压添加3倍,成为线电压;此刻,电网的线电压仍坚持对称状况,对负荷没有影响。假定发作的是间歇性电弧接地缺点,非缺点相对地电压将大大逾越3倍,并且触及悉数电网,使那些绝缘单薄环节相继发作绝缘击穿,使事端拓宽。

  实验时,在高压仿照电网(3.3kV)上用低阻尼电容分压器、磁带记载仪记载过电压信息,由核算机搜集剖析体系搜集记载在磁带仪上的过电压信息并加以剖析,核算机搜集剖析体系记载的过电压波形如图2所示。

  过电压波形特征剖析(皆在A相发作间歇性电弧接地):

  (1)相对地过电压 线间电容下降过电压效果不显着,A相接地时C相过电压高于B相。过电压倍数与中性点电阻值有关,RN>1/3ωC0时,过电压显着添加;RN=1/3ωC0时过电压下降;当RN=1.8kΩ>>1/3ωC0时,缺点相最高过电压达2.1Vxg(Vxg标明正常供电时的相对地电压峰值),健全相最高过电压达3.4Vxg;当RN=237Ω≈1/3ωC0=232Ω时,缺点相过电压≯2.2Vxg,健全相过电压≯1.3Vxg。

  (2)相间过电压 低于相对地过电压。

  (3)最大过电压发作时刻 在接地相工频电压幅值邻近。

  (4)熄弧性质 高频和工频兼有,接地电流较大时熄弧艰难。

  (5)波头长度及过电压振动频率 高频振动频率约在3000~4000Hz之间(与实验电路有关)。

  (6)中性点波形 间歇性重燃时V0为衰减的梯形波叠加高频振动,即中性点堆集的电荷经电阻RN泄放较快;实验中最大过电压在1.5~3.5Vxg之间。

  (7)从实验中能够看出,根柢上是每半个工频周期发作一次燃弧,每相及中性点电压都有显着的振动;当发作间歇性燃弧时,跟着中性点电阻值的减小,中性点电位在半个工频周期内衰减加速,即体系能量泄放较快,然后有用地下降了各相及中性点的过电压幅值。

  实验标明,中性点电阻对串联谐振过电压与间歇性电弧接地过电压起到了极好的按捺效果。当RN=1/3ωC0时,中性点位移电压在半个周期内降到正本的4.32%,这就下降了缺点相上的最大康来电压数值,使电弧重燃不致致使高幅值的过电压,但接地址的电流添加较大。取RN=2/3ωC0,将大大减小接地址的电流,此刻中性点电位在半个工频周期内衰减较小,降到正本的20.8%。电阻的存在,大大下降了缺点相康来电压的上升速度,削减了电弧重燃的或许。

  实验中,每次燃弧根柢上都是在缺点相电压的最大值处发作,及康来电压抵达最大且大于介质康复强度时,发作击穿而使电弧重燃。

  从实验效果剖析看,RN的值越大,电弧重燃越易,且电弧能量也较大;跟着RN值的减小,燃弧变得较难,电弧能量也逐步减小,这与理论剖析相符。电网中性点经高阻接地后,对电弧接地过电压和串联谐振过电压有较大的按捺效果,然后有用地避免了反常过电压对电机、电缆绝缘的损害,确保了用电设备的安全作业。当接地缺点电流较大时,继续的缺点电流所构成的使的热效应,会使电缆在接地缺点处的相间绝缘因过热燃毁而翻开为相间短路。所以,当电网的电容电流较小时,应选用中性点经高阻接地的办法;分外是对高压电动机的电缆线路较多且作业多年的老电网,因为电动机和电缆绝缘都已下降和老化,简略受反常过电压的损坏,将这类电网的中性点改为经高阻接地时十分适宜的。只需中性点电阻挑选适宜,即便电网参数发作改动,也不需要再调度电阻值,且作业简略,效益显着。

  中性点经电阻接地体系的另一个超卓利益是易于结束挑选性的继电保护。

  3 中性点电阻值的挑选准则

  依据电网的实习状况。安全电阻值的挑选通常应思考以下几个疑问。3.1 过电压的绑缚水平及下降人身触电的风险

  只需RN≤1/3ωC0,弧光接地过电压被绑缚在2.2Uxg以下,对纷歧样的体系,C0纷歧样,RN取值纷歧样,通常在十0Ω以上。它归于高阻方案,对RN不管是低阻(RN=十Ω)仍是高阻(RN=十0~400Ω)都能抵达按捺电压互感器(PT)谐振过电压和断线谐振过电压的意图,当然,RN越小,过电压水平越低。但一同应统筹对经过人体的接地电流不构成显着的添加。

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