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發電廠中壓系統中性點接地方式淺析論文
摘要：針對發電廠中壓系統中性點不接地系統的不斷擴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中性點接地方式、合理選擇系統中性點接地方式，已是關系到系統運行可靠性關鍵的技術問題。
關鍵詞：中壓系統;中性點系統;可靠性;探討
一、概述
中壓系統以35KV、10 KV、6 KV三個電壓等級較為普遍，并且均為中性點非接地系統。在電氣設備設計規范中規定35KV系統如果單相接地電容電流大于10A，3-10 KV系統如果接電電容電流大于30 A，都需要采用中性點經消弧線圈接地方式，當電纜線路較長、系統電容電流較大時，也可以采用電阻方式。目前，隨著機組容量的增大，發電廠饋線電纜線路也日益增加，使得系統單相接地電容電流不斷增加，使得系統內單相接地故障很可能擴展為事故。因此，對系統的中性點接地方式進行分析和探討，合理選擇系統中性點接地方式，已是關系到系統運行可靠性的關鍵技術問題。
二、中性點不同的接地方式與系統的可靠性
在發電廠中壓系統中，大部分為小電流接地系統，即中性點不接地或經消弧線圈或電阻接地系統。以前的電廠大都采用經消弧線圈接地方式，近幾年有部分電廠設計采用了中性點經小電阻接地方式。對于中性點不接地系統，因其是一種過渡形式，隨著電網的發展最終將發展到上述兩種形式。下面對中性點經消弧線圈接地、經小電阻接地這兩種接地方式進行分析。
1、中性點經消弧線圈接地方式
采用中性點經消弧線圈接地方式，在系統發生單相接地時，流過接地點的電流較小，其特點是線路發生單相接地時，可不立即跳閘，當接地電流小于10A時，電弧能自滅，因為消弧線圈的電感的電流可抵消接地點流過的電容電流，若調節得及時，電弧能自滅。對于中壓系統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，但因接地電流得到補償，單相接地故障并不發展為相間故障。因此中性點經消弧線圈接地方式的運行可靠性，大大高于中性點經小電阻接地方式，但這種接地方式也存在著以下問題。
(1)當系統發生接地時，由于接地點殘流很小，且根據規程要求消弧線圈必須處于過補償狀態，接地線路和非接地線路流過的零序電流方向相同，故零序過流、零序方向保護無法檢測出已接地的故障線路。
(2)因目前運行在中壓系統的消弧線圈大多為手動調節，必須在退出運行才能調整，也沒有在線實時檢測單相接地電容電流的設備，故在運行中不能根據電容電流的變化及時進行調節，所以不能很好的起到補償作用，仍出現弧光不能自滅及過電壓問題。
2、中性點經小電阻接地方式
采用該方‘式是為了泄放線路上的過剩電荷，來限制過電壓。中性點經小電阻接地方式中，一般選擇電阻的值較小。在系統單相接地時，控制流過接地點的電流在500A左右，也有的控制在100A左右，通過流過接地點的電流來啟動零序保護動作，切除故障線路。其優缺點是：
(1)系統單相接地時，全相電壓不升高或升幅較小，對設備絕緣等級要求較低，其耐壓水平可以按相電壓來先選擇。
(2)接地時，由于流過故障線路的電流較大，零序過流保護有較好的靈敏度，可以比較容易的切除接地線路。
(3)由于接地點的電流較大，當零序保護動作不及時或拒動時，將使接地點及附近的絕緣受到更大的危害，導致相間故障發生。
(4)當發生單相接地故障時，無論是永久性的還是非永久性的，均作用于跳閘，使回路的跳閘次數大大增加，使運行可靠性下降。
三、單相接地電容電流
因中性點不接地方式在中壓系統中，僅是一種短期的過渡方式，最終是要過渡到經消弧線圈或小電阻接地方式，而在改造前要對系統中的電容電流進行計算和測量，以給改造提供技術數據。中壓系統單相接地電容電流有以下幾部分構成：
(1)系統中所有電氣連接的全部線路的電容電流;
(2)系統中相與地之間跨接的電容器產生的電容電流;
(3)因用電設備造成的系統電容電流的增值。
系統中的電容電流可按下式計算：
∑IC= (∑icl+Eic2)(l+ko/o)
其中：∑ic是系統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是系統中相與地問跨接的電容電器產生的電蓉電流之和k%是用電設備造成的系統電容電流的增值10 KV取16qo、35KV取13%
在對系統單相電容電流計算的基礎上，為了準確選擇和合理配置消弧線圈的容量，對系統運行中單相電容電流進行實測是十分必要的。微機在線實時檢測裝置為實測系統單相電容電流提供了快速準確的手段。其原理是，檢測系統的不平衡電壓En，并以一定的采樣周期檢測線電壓UAB，中性點位移電壓Ul及中性點位移電流Io，根據公式Ecr- Un+I。×XC計算出單相接地電容電流。式巾XC為系統對地容抗。
因為XC=( 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也可以采用偏置電容法和中性點外加電容法，在測試中，可以選用幾種不同容量的Cf(所加的偏置電容)測出幾組數據，利用移動平均值獲得單相接地電容電流，以減少測試中的誤差。
四、微機控制消弧裝置
人工調諧的消弧線圈，因不能隨著系統的運行實時調整補償量，這樣就不能保證系統始終處于過補償狀態，甚至導致系統諧振，并難以將故障發生時對地電流限制到最小。
目前，電廠采用的微機自動跟蹤消弧裝置并配套接地自動選線環節，有效地解決了中性點經消弧線圈接地方式的系統長期難以解決的技術問題。該裝置的Z型結構接地變壓器，具有零序阻抗小，損耗低，并可帶二次負荷，其可調電抗器為無級連續可調鐵芯全氣隙結構，具有調節特性好，線性度高，噪聲低等特點，裝置采用消弧線圈串電阻接地方式，以抑制消弧線圈導致諧振的問題，其微機控制單元是實現自動跟蹤檢測、調節、選線的核心，系統的響應時間短。微機控制消弧裝置有過補、欠補、最小殘流三種方式。
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