高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的選擇

盧燚

【摘 要】過(guò)去我國(guó)的火力和水力發(fā)電廠(chǎng)中高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)和城市、農(nóng)村的10kV供電網(wǎng)一般均采用不接地或經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的方式。隨著社會(huì)的發(fā)展，目前大城市城區(qū)配電網(wǎng)，大中型工礦企業(yè)配電網(wǎng)、中小型發(fā)電機(jī)電壓直配電網(wǎng)、大型火力發(fā)電廠(chǎng)的高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)等，均以電纜供電為主，大量的電纜饋線(xiàn)，使得配電網(wǎng)內(nèi)的電容電流不斷增大，這樣，傳統(tǒng)的接地方式就暴露了許多弊病，因此，目前國(guó)內(nèi)在中壓系統(tǒng)中（主要由電纜線(xiàn)路組成的電網(wǎng)中），如大城市的10kV城網(wǎng)和大型火力發(fā)電廠(chǎng)的6kV（或10kV）廠(chǎng)用電系統(tǒng)，在電容電流超過(guò)7A時(shí)，采用中性點(diǎn)電阻接地，單相接地故障立即跳閘的接地方式。解決了上面所述的弊病，而由于立即跳閘而影響的供電可靠性，則可以從提高線(xiàn)路或設(shè)備的冗余度來(lái)解決。

【關(guān)鍵詞】不接地或經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地；電容電流；中性點(diǎn)電阻接地；立即跳閘

0.引言

我國(guó)早就提出了對(duì)傳統(tǒng)的接地方式進(jìn)行改變的要求，實(shí)際上就是由原來(lái)不立即跳閘改為立即跳閘和由原來(lái)中性點(diǎn)非有效接地改為中性點(diǎn)有效接地的要求。單相接地故障，保護(hù)立即動(dòng)作于跳閘。如果電網(wǎng)仍然是中性點(diǎn)不接地方式，由于電容電流較大，將會(huì)造成真空斷路器或其他開(kāi)斷設(shè)備，電弧重燃，無(wú)法滅弧的情況，同時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的操作過(guò)電壓，危害設(shè)備。這樣就要求將中性點(diǎn)改為有效接地的型式，使接地電流由容性向阻性發(fā)展，使真空斷路器或其他開(kāi)斷設(shè)備不致于電弧重燃，迅速開(kāi)斷故障電流。那么采用中性點(diǎn)有效接地方式是采用哪一種方法更好呢？是采用中性點(diǎn)直接接地，還是采用電阻接地呢？采用中性點(diǎn)直接接地，單相接地電流很大，可達(dá)到幾千安甚至幾十千安，雖然保護(hù)在較短的時(shí)間內(nèi)跳閘，但接地點(diǎn)仍會(huì)因?yàn)榱鬟^(guò)強(qiáng)大的接地電流而嚴(yán)重?zé)龘p。采用電阻接地可以限制接地電流在一定的范圍內(nèi)，即達(dá)到保護(hù)接地點(diǎn)不會(huì)因?yàn)榱鬟^(guò)強(qiáng)大的接地電流而嚴(yán)重?zé)龘p，又能滿(mǎn)足繼電保護(hù)的靈敏度要求，達(dá)到限制單相接地時(shí)非故障相產(chǎn)生的瞬時(shí)過(guò)電壓。

1.中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的介紹

在6～10kV以至20kV的電網(wǎng)中，目前所采用的有高電阻、中電阻、低電阻接地三種形式。

1.1高電阻接地

高電阻接地方式以限制單相接地故障電流為目的，并可防止阻尼諧振過(guò)電壓和間歇性電弧接地過(guò)電壓，主要用于200MW以上大型發(fā)電機(jī)回路和某些6～10kV配電網(wǎng)。

在6～10kV配電系統(tǒng)以及發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用電系統(tǒng)，當(dāng)單相接地電容較小，故障不跳閘時(shí)，采用高電阻接地可以減少故障點(diǎn)的電壓梯度，阻尼諧振過(guò)電壓。為了遏制間歇性電弧接地過(guò)電壓，至少應(yīng)使IR=（1～1.5）IC?？紤]到故障電流宜限制在10A以下，以維持2h的運(yùn)行條件，因此，故障電容電流IC大于4～5A的網(wǎng)絡(luò)，就不宜采用高電阻接地，從而大大限制了這種接地方式的推廣應(yīng)用。

1.2低電阻接地

配電網(wǎng)中性點(diǎn)低電阻接地方式曾在上海、廣州、珠海等地的城區(qū)配電網(wǎng)使用。八十年代初美國(guó)為我國(guó)首批300MW機(jī)組設(shè)計(jì)的火力發(fā)電廠(chǎng)高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)中性點(diǎn)也采用此種接地方式。

這種低電阻接地方式的接地故障電流達(dá)600～1000A甚至更大，有一個(gè)原因是為了避開(kāi)高壓電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和線(xiàn)路沖擊合閘。當(dāng)接地保護(hù)是采用三相電流互感器二次按零序?yàn)V過(guò)器方式構(gòu)成時(shí)，由于高壓電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流中含有直流分量，三相電流互感器不同程度飽和，或者特性的不均衡，都會(huì)使零序接地保護(hù)誤動(dòng)作。另外，當(dāng)電流互感器變比較大，而零序過(guò)流整定值較小時(shí)，配合上也會(huì)出現(xiàn)困難，常需增加中間變流器解決。

1.3中電阻接地

為了克服低電阻接地的弊端而保留其優(yōu)點(diǎn)，可以采用中電阻接地方式，其要求是：

（1）保證IR=（1～1.5）IC，以限制內(nèi)過(guò)電壓不超過(guò)2.5倍（此2.5倍，是高壓電動(dòng)機(jī)可以承受的最大過(guò)電壓，也是當(dāng)未發(fā)生間歇性電弧接地過(guò)電壓時(shí)，網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)的較嚴(yán)重的過(guò)電壓限值）。分析表明，進(jìn)一步增大IR減小電阻，對(duì)降低內(nèi)過(guò)電壓收效不大。具體配電網(wǎng)可根據(jù)IC推算出需要的電阻值。

（2）保證接地保護(hù)的靈敏度和選擇性。推薦采用的零序電流互感器，以避開(kāi)三相電流互感器不平衡帶來(lái)的問(wèn)題。

這一做法與超高壓并聯(lián)電抗器中性點(diǎn)接地電阻串聯(lián)小阻抗的作用相似。

2.高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)接地點(diǎn)的取得方式

目前，河北電力按照軟硬件資源整合實(shí)施方案已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)weblogic中間件的整合，整合內(nèi)容有國(guó)際合作、經(jīng)濟(jì)法律、審計(jì)管理、安全監(jiān)察等松耦合系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫(kù)整合主要完成了松耦合數(shù)據(jù)庫(kù)和綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的建立工作，并實(shí)現(xiàn)了23個(gè)系統(tǒng)的共享松耦合數(shù)據(jù)庫(kù)和綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)資源共享和集中管理，提高資源使用率，減少資源閑置，降低成本；建立了開(kāi)發(fā)測(cè)試環(huán)境中的虛擬服務(wù)器，便于開(kāi)發(fā)人員對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)測(cè)試，在正式環(huán)境中建立服務(wù)器集群和負(fù)載均衡設(shè)備，統(tǒng)一規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)一個(gè)高可擴(kuò)展、高可靠性的統(tǒng)一計(jì)算環(huán)境，減少服務(wù)器設(shè)備數(shù)量，簡(jiǎn)化運(yùn)行環(huán)境；存儲(chǔ)整合完成了ERP、營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)，生產(chǎn)、數(shù)據(jù)中心和松耦合系統(tǒng)的存儲(chǔ)整合，提高了數(shù)據(jù)的可靠性。

3.結(jié)束語(yǔ)

因此，目前國(guó)內(nèi)在中壓系統(tǒng)中（主要由電纜線(xiàn)路組成的電網(wǎng)中），根據(jù)《火力發(fā)電廠(chǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL5000-2000第13.3.1條和《火力發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL/T 5153-2002第4.2.1條規(guī)定，當(dāng)電廠(chǎng)高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)的接地電容電流小于7A時(shí)，其中性點(diǎn)宜采用高電阻接地方式，也可采用不接地方式；當(dāng)接地電容電流大于7A時(shí)，其中性點(diǎn)宜采用低電阻接地方式，也可采用不接地方式。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王鑫，龔家瓏.蒲圻電廠(chǎng)高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的選擇.電力建設(shè)，2006.

[2]崔明霞.發(fā)電廠(chǎng)高低壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式選擇.山西建筑，2000（02）.