配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的分析

1、配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的分析配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的分析20031029配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的分析摘要：配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有不接地、經(jīng)消弧線圈接地和經(jīng)電阻接地等，各種方式各有其優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)具體情況通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。對于電纜和架空線混合線路，究竟采用經(jīng)消弧線圈接地還是經(jīng)電阻接地一直頗有爭議。文章針對蘇州市新區(qū)2個(gè)變電站的10kV出線具體情況，從供電可靠性、內(nèi)過電壓、對通信線的干擾、繼電保護(hù)以及確保人身安全諸方面進(jìn)行分析，認(rèn)為在

2、這2個(gè)變電站的10kV系統(tǒng)中采用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地是適宜的。關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)；中性點(diǎn)；接地方式；消弧圈接地；電阻接地一、前言文獻(xiàn)[1]中規(guī)定：“3kV～10kV鋼筋混凝土或金屬桿塔的架空線路當(dāng)單相接地故障電容電流超過10A，3kV～10kV電纜線路當(dāng)單相接地故障電容電流超過30A，又需在接地故障條件下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)采用消弧線圈接地方式”。該標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定：“6kV～35kV主要由電纜線路構(gòu)成的送、配電系統(tǒng)，單相接地故障電容電流較大時(shí)，可采用低電阻

3、接地方式，但應(yīng)考慮供電可靠性要求，故障時(shí)瞬態(tài)電壓、瞬態(tài)電流對電氣設(shè)備的影響、對通信的影響和繼電保護(hù)技術(shù)要求以及本地的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等?！眴蜗嘟拥毓收想娙蓦娏鬏^大時(shí)，一般采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地或經(jīng)電阻接地。在我國城市配電系統(tǒng)中，全電纜出線變電站的單相接地故障電容電流超過30A時(shí)采用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地；全架空線路出線變電站的單相接地故障電容電流超過10A時(shí)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，一般是沒有爭議的。但是，對電纜與架空線混合線路的單相接地故障電流超

4、過10A時(shí)，采用何種方式接地一直存在著2種意見——采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和采用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地。目前，蘇州市新區(qū)220kV獅山變電站10kVⅠ段和Ⅱ段母線單相接地故障電容電流分別為41和63A，裝設(shè)了2臺72.9A的消弧線圈。1999年11月1日實(shí)測電容電流時(shí)發(fā)現(xiàn)10kV刀段消弧線圈電流為72.9A時(shí)，中性點(diǎn)電位升高，不得不使Ⅱ段消弧線圈處于欠補(bǔ)償狀態(tài)運(yùn)行，但當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)單相接地故障電容電流仍較大。110W何山變電站10kV！段母

5、線單相接地故障電容電流為45A，10kVⅡ段、Ⅲ段母線(為2號變壓器所供)單相接地故障電容電流為31A（均不包括用戶電纜的電容電流），都沒有消弧線圈。如果運(yùn)行方式改變，由1號主變帶I段、Ⅱ段母線或任何一臺主變帶所有10kV線路時(shí)單相接地故障電容電流都大大超過文獻(xiàn)［1」中規(guī)定的電流值（10A）。二、分析確定配電系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式，應(yīng)從供電可靠性、內(nèi)過電壓、對通信線的干擾、繼電保護(hù)以及確保人身安全諸方面綜合考慮。1、供電可靠性單相接地故障

6、可分為永久性故障和非永久性故障，若在電纜與架空線混合線路電纜上發(fā)生永久性故障，一般是電纜本體或終端、中間接頭擊穿；若發(fā)生在架空線上，一般為絕緣子碎裂、絕緣導(dǎo)線斷線或外物碰及裸導(dǎo)線等。對于永久性接地故障，都應(yīng)停電排除故障后恢復(fù)供電。在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地時(shí)可短時(shí)（不超過2h）帶故障運(yùn)行，但是小接地電流系統(tǒng)中確定單相接地線路的“自動選線裝置”在消弧線圈補(bǔ)償后往往不準(zhǔn)，只能試?yán)€路確定故障線路，試?yán)瓡r(shí)實(shí)際上已對很多用戶（往往是數(shù)條線路上的用戶

7、）短時(shí)停電。確定某條線路為接地故障后仍舊要停電，只是可在停電前轉(zhuǎn)移負(fù)荷或通知用戶，問題的。4、繼電保護(hù)中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的配電系統(tǒng)，發(fā)生單相接地時(shí)繼電保護(hù)裝置只發(fā)預(yù)告音響，靠試?yán)€路確定故障線路，在發(fā)生2條線路同相2處接地時(shí)極易產(chǎn)生錯(cuò)覺，使調(diào)度和運(yùn)行人員很難確定故障線路。對中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)能迅速切除故障。在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地改為經(jīng)電阻接地時(shí)，應(yīng)加裝零序電流互感器并增加零序保護(hù)。獅山變和何山變的

8、10kV出線均為電纜，加裝零序電流互感器有可能，零序保護(hù)一般為兩階段式——零序電流速斷保護(hù)和零序電流過流保護(hù)。為了保證繼電保護(hù)的選擇性，零序電流速斷保護(hù)動作電流應(yīng)躲過被保護(hù)線路的單相接地電容電流。對于非金屬性單相接地，為使各種類型的非金屬性接地都能可靠動作，零序電流過流保護(hù)定值不宜太大。10kV母線零序電流保護(hù)，只能用三相電流互感器的零序過濾器或零序差動保護(hù)。為了保證繼電保護(hù)的選擇性，在高壓供電的用戶側(cè)也應(yīng)增加零序電流保護(hù)。5、確保人身

9、安全無論配電系統(tǒng)是中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地還是中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地，如果工作人員誤登帶電桿塔或在工作中誤碰帶電導(dǎo)體，即使時(shí)間很短也可能造成人員觸電傷亡事故。配電系統(tǒng)的架空線一般分布較廣，高度也不高，時(shí)有發(fā)生外物誤碰高壓線以及高壓線斷線情況，中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地可以立即跳閘，避免發(fā)生高壓觸電事故，如廣州市在10kV改為中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地后，1990年1月20日區(qū)莊變下塘支線12.1～13號C相導(dǎo)線因制造不良斷線接地，斷線點(diǎn)是行人稠密的大馬路，由

10、于零序保護(hù)動作及時(shí)切除了電源，避免了發(fā)生行人觸電事故。1991年3月19日一建筑工人將水管碰及三元里變10kV線路，線路跳閘重合后又跳閘，該人僅感麻電，未發(fā)生傷害。同樣在廣州市10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，1987年9月4日也曾發(fā)生過建筑工人將水管碰及中山醫(yī)院三院附近的10kV線路，由于未能及時(shí)脫離電源，因而發(fā)生死5人傷1人的重大觸電傷亡事故。電纜發(fā)生單相接地故障時(shí)引起電位升高的危險(xiǎn)程度不會很大，這是因?yàn)殡娎|外皮具有分流作用，入地電流只占很

11、小部分。上海、廣州、北京、深圳、珠海等地采用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的大部分是電纜和架空線混合線路，每年發(fā)生多次單相接地故障，但由此發(fā)生接觸電壓或跨步電壓而引起的人身安全事故未見報(bào)道。快速切除故障是避免發(fā)生人身安全事故的重要措施，上海、廣州等地地下水位高，土壤電阻率低亦是不產(chǎn)生危險(xiǎn)高電壓的有利因素。但是，對中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)，還應(yīng)采取一些必要的技術(shù)措施，以減小其威脅：對電桿的拉線上部串接絕緣子或在地面2m處以下加裝護(hù)套；對安裝在電桿上的接地引

12、下線等裸露金屬部分在地面2m處以下加裝護(hù)套；在倒閘操作時(shí)，操作人員戴絕緣手套和穿絕緣靴，以避免接觸電壓和跨步電壓的威脅。但是，中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)在配電變壓器內(nèi)部或配電所發(fā)生10kV單相接地故障時(shí)，接地電流通過接地裝置產(chǎn)生故障電壓。若配電變壓器低壓側(cè)的中性點(diǎn)與配變外殼、配電柜的柜架共同使用一個(gè)總的接地體時(shí)，該故障電壓會沿著PNE線或PE線傳到采用保護(hù)接零的用戶，低壓用電設(shè)備外殼可能產(chǎn)生接觸電壓危及人身安全。公用配變供電的居民用戶家用電器

13、若均采用外殼接地保護(hù)時(shí)，當(dāng)發(fā)生上述故障時(shí)是不會產(chǎn)生接觸電壓的。文［2］增加了電阻接地系統(tǒng)接地電阻的規(guī)定：向建筑物電氣裝置供電的配電變壓器在該建筑物外，向低壓系統(tǒng)供電的配電變壓器的高壓側(cè)工作于低電阻接地系統(tǒng)情況下，低壓系統(tǒng)不得與電源配電變壓器的保護(hù)接地共用接地裝置，低壓系統(tǒng)電源點(diǎn)的接地點(diǎn)應(yīng)在距該配電變壓器的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置專用接地裝置，其接地電阻不宜超過40；供電的配電變壓器安裝在建筑物內(nèi)，配電變壓器高壓側(cè)工作于低電阻接地系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)該變壓器的