摘要：針對(duì)發(fā)電廠中壓系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大及電纜饋線回路的增加，單相接地電容電流也在不斷的增加，分析和探討中壓系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式、合理選擇系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式，已是關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行可靠性關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：中壓系統(tǒng);中性點(diǎn)系統(tǒng);可靠性;探討
一、概述
中壓系統(tǒng)以35KV、10 KV、6 KV三個(gè)電壓等級(jí)較為普遍，并且均為中性點(diǎn)非接地系統(tǒng)。在電氣設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定35KV系統(tǒng)如果單相接地電容電流大于10A，3-10 KV系統(tǒng)如果接電電容電流大于30 A，都需要采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式，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。目前，隨著機(jī)組容量的增大，發(fā)電廠饋線電纜線路也日益增加，使得系統(tǒng)單相接地電容電流不斷增加，使得系統(tǒng)內(nèi)單相接地故障很可能擴(kuò)展為事故。因此，對(duì)系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式進(jìn)行分析和探討，合理選擇系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式，已是關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
二、中性點(diǎn)不同的接地方式與系統(tǒng)的可靠性
在發(fā)電廠中壓系統(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)。以前的電廠大都采用經(jīng)消弧線圈接地方式，近幾年有部分電廠設(shè)計(jì)采用了中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，因其是一種過(guò)渡形式，隨著電網(wǎng)的發(fā)展最終將發(fā)展到上述兩種形式。下面對(duì)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)小電阻接地這兩種接地方式進(jìn)行分析。
1、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式
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，當(dāng)接地電流小于10A時(shí)，電弧能自滅，因?yàn)橄【€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)得及時(shí)，電弧能自滅。對(duì)于中壓系統(tǒng)各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運(yùn)行可靠性，大大高于中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式，但這種接地方式也存在著以下問(wèn)題。
(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)因目前運(yùn)行在中壓系統(tǒng)的消弧線圈大多為手動(dòng)調(diào)節(jié)，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)單相接地電容電流的設(shè)備，故在運(yùn)行中不能根據(jù)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}。
2、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式
采用該方‘式是為了泄放線路上的過(guò)剩電荷，來(lái)限制過(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：
(1)系統(tǒng)單相接地時(shí)，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)先選擇。
(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，可以比較容易的切除接地線路。
(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。
(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，均作用于跳閘，使回路的跳閘次數(shù)大大增加，使運(yùn)行可靠性下降。
三、單相接地電容電流
因中性點(diǎn)不接地方式在中壓系統(tǒng)中，僅是一種短期的過(guò)渡方式，最終是要過(guò)渡到經(jīng)消弧線圈或小電阻接地方式，而在改造前要對(duì)系統(tǒng)中的電容電流進(jìn)行計(jì)算和測(cè)量，以給改造提供技術(shù)數(shù)據(jù)。中壓系統(tǒng)單相接地電容電流有以下幾部分構(gòu)成：
(1)系統(tǒng)中所有電氣連接的全部線路的電容電流;
(2)系統(tǒng)中相與地之間跨接的電容器產(chǎn)生的電容電流;
(3)因用電設(shè)備造成的系統(tǒng)電容電流的增值。
系統(tǒng)中的電容電流可按下式計(jì)算：
∑IC= (∑icl+Eic2)(l+ko/o)
其中：∑ic是系統(tǒng)上單相接地電容電流之和Eicl是電纜線路和電纜單相接地電容電流之和Xi。2是系統(tǒng)中相與地問(wèn)跨接的電容電器產(chǎn)生的電蓉電流之和k%是用電設(shè)備造成的系統(tǒng)電容電流的增值10 KV取16qo、35KV取13%
在對(duì)系統(tǒng)單相電容電流計(jì)算的基礎(chǔ)上，為了準(zhǔn)確選擇和合理配置消弧線圈的容量，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中單相電容電流進(jìn)行實(shí)測(cè)是十分必要的。微機(jī)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置為實(shí)測(cè)系統(tǒng)單相電容電流提供了快速準(zhǔn)確的手段。其原理是，檢測(cè)系統(tǒng)的不平衡電壓En，并以一定的采樣周期檢測(cè)線電壓UAB，中性點(diǎn)位移電壓Ul及中性點(diǎn)位移電流Io，根據(jù)公式Ecr- Un+I?！罼C計(jì)算出單相接地電容電流。式巾XC為系統(tǒng)對(duì)地容抗。
因?yàn)閄C=( En_ Un)÷ln
所以IC=U相÷XC=U相×10÷(EO- UO)(.上式中IC為單相接地電容電流)單相電容電流的檢測(cè)也可以采用偏置電容法和中性點(diǎn)外加電容法，在測(cè)試中，可以選用幾種不同容量的Cf(所加的偏置電容)測(cè)出幾組數(shù)據(jù)，利用移動(dòng)平均值獲得單相接地電容電流，以減少測(cè)試中的誤差。
四、微機(jī)控制消弧裝置
人工調(diào)諧的消弧線圈，因不能隨著系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)時(shí)調(diào)整補(bǔ)償量，這樣就不能保證系統(tǒng)始終處于過(guò)補(bǔ)償狀態(tài)，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)諧振，并難以將故障發(fā)生時(shí)對(duì)地電流限制到最小。
目前，電廠采用的微機(jī)自動(dòng)跟蹤消弧裝置并配套接地自動(dòng)選線環(huán)節(jié)，有效地解決了中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式的系統(tǒng)長(zhǎng)期難以解決的技術(shù)問(wèn)題。該裝置的Z型結(jié)構(gòu)接地變壓器，具有零序阻抗小，損耗低，并可帶二次負(fù)荷，其可調(diào)電抗器為無(wú)級(jí)連續(xù)可調(diào)鐵芯全氣隙結(jié)構(gòu)，具有調(diào)節(jié)特性好，線性度高，噪聲低等特點(diǎn)，裝置采用消弧線圈串電阻接地方式，以抑制消弧線圈導(dǎo)致諧振的問(wèn)題，其微機(jī)控制單元是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤檢測(cè)、調(diào)節(jié)、選線的核心，系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間短。微機(jī)控制消弧裝置有過(guò)補(bǔ)、欠補(bǔ)、最小殘流三種方式。
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