劉繼紅
(佳木斯市電業(yè)局,黑龍江 佳木斯 154003)
變壓器中性點(diǎn)接地方式與電網(wǎng)的安全運(yùn)行有密切關(guān)系,在系統(tǒng)正常運(yùn)行時,中性點(diǎn)對地電壓為零,接地方式對系統(tǒng)沒有影響,當(dāng)發(fā)生一相接地或人身觸電事故時,各種接地方式的差別就出現(xiàn)了,那么,采用哪種方式最佳,是值得討論的問題,變壓器中性點(diǎn)接地方式一般分為以下5種:
(1)中性點(diǎn)不接地方式;
(2)中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地方式;
(3)中性點(diǎn)直接接地方式;
(4)中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地方式;
(5)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。
其中,第1),2)種接地方式相似,可作一類考慮,稱為中性點(diǎn)不接地方式;第3),4)種接地方式相似,可作一類考慮,稱為中性點(diǎn)直接接地方式;第5)種接地方式單獨(dú)討論。
一般10kV和35kV系統(tǒng)的變壓器,中性點(diǎn)不接地,系統(tǒng)發(fā)生單相接地時,理論上允許帶故障運(yùn)行2小時。110kV及以上的變壓器中性點(diǎn)是否接地,應(yīng)要求系統(tǒng)調(diào)度要求確定。
中性點(diǎn)接地與不接地,與變壓器沒有直接關(guān)系,是工程設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)接地方式時考慮的。無中性點(diǎn)的變壓器,如高壓輸電變壓器,三角形接法,當(dāng)然不能有中性點(diǎn)接地,但可以有通過某個阻抗接地的用法;有中性點(diǎn)的變壓器,用戶變壓器低壓側(cè)通常是星形接法,中性點(diǎn)也通常都接地,接地形式有:TNS、TN-C、TN-C-S、TT 等。中性點(diǎn)接地與否在于變壓器之外,與變壓器無關(guān)。變壓器還是那個變壓器,沒區(qū)別。
全絕緣變壓器中性點(diǎn)不接地,半絕緣變壓器中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)放電間隙接地。變壓器中性點(diǎn)接不接地并無優(yōu)略,電力系統(tǒng)為保證零序網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定,會要求某些變壓器中性點(diǎn)接地、某些變壓器中性點(diǎn)不接地。
變壓器中性點(diǎn)接地方式的安排應(yīng)盡量保持變電所的零序阻抗基本不變。遇到因變壓器檢修等原因使變電所的零序阻抗有較大變化的特殊運(yùn)行方式時,應(yīng)根據(jù)規(guī)程規(guī)定或?qū)嶋H情況臨時處理。
(1)變電所只有一臺變壓器,則中性點(diǎn)應(yīng)直接接地,計(jì)算正常保護(hù)定值時,可只考慮變壓器中性點(diǎn)接地的正常運(yùn)行方式。當(dāng)變壓器檢修時,可作特殊運(yùn)行方式處理,例如改定值或按規(guī)定停用、起用有關(guān)保護(hù)段。
(2)變電所有兩臺及以上變壓器時,應(yīng)只將一臺變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行,當(dāng)該變壓器停運(yùn)時,將另一臺中性點(diǎn)不接地變壓器改為直接接地。如果由于某些原因,變電所正常必須有兩臺變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行,當(dāng)其中一臺中性點(diǎn)直接接地的變壓器停運(yùn)時,若有第三臺變壓器則將第三臺變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。否則,按特殊運(yùn)行方式處理。
((3)雙母線運(yùn)行的變電所有三臺及以上變壓器時,應(yīng)按兩臺變壓器中性點(diǎn)直接接地方式運(yùn)行,并把它們分別接于不同的母線上,當(dāng)其中一臺中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時、將另一臺中性點(diǎn)不接地變壓器直接接地。若不能保持不同母線上各有一個接地點(diǎn)時,作為特殊運(yùn)行方式處理。
(4)為了改善保護(hù)配合關(guān)系,當(dāng)某一短線路檢修停運(yùn)時,可以用增加中性點(diǎn)接地變壓器臺數(shù)的辦法來抵消線路停運(yùn)對零序電流分配關(guān)系產(chǎn)生的影響。
(5)自耦變壓器和絕緣有要求的變壓器中性點(diǎn)必須直接接地運(yùn)行。
為節(jié)省費(fèi)用,許多變壓器是分級絕緣的,也就是變壓器中性點(diǎn)的絕緣要差一點(diǎn),為防止在操作變壓器時,產(chǎn)生的過電壓傷及變壓器的絕緣,規(guī)程規(guī)定在變壓器操作前合上變壓器中性點(diǎn)接地刀閘,將變壓器中性點(diǎn)接地,操作過后,再斷開中性點(diǎn)。
變壓器中性點(diǎn)接地可以有多種解釋。配電變壓器中性點(diǎn)接地是為了三相四線制供電,得到220V相電壓。110KV和220KV系統(tǒng)變壓器中性點(diǎn)接地是為了"在故障時提供足夠的短路電流,保證繼保裝置可靠動作"。大電流接地系統(tǒng)每一個變壓器中性點(diǎn)接地點(diǎn)都是一個零序電源。
不是所有變壓器都是中性點(diǎn)接地的。變壓器中性點(diǎn)接地的時候,可以降低不平衡短路故障時的非故障相電壓,但是故障電流會比較大;而如果中性點(diǎn)不接地,單相接地時的故障電流比較小,因此仍然可以維持設(shè)備短時運(yùn)行,但是非故障相的電壓會升高,這對系統(tǒng)絕緣不利。所以中性點(diǎn)是否接地都各有利弊。
變壓器中性點(diǎn)接地方式的安排應(yīng)盡量保持變電所的零序阻抗基本不變。遇到因變壓器檢修等原因使變電所的零序阻抗有較大變化的特殊運(yùn)行方式時,應(yīng)根據(jù)規(guī)程規(guī)定或?qū)嶋H情況臨時處理。
(1)變電所只有一臺變壓器,則中性點(diǎn)應(yīng)直接接地,計(jì)算正常保護(hù)定值時,可只考慮變壓器中性點(diǎn)接地的正常運(yùn)行方式。當(dāng)變壓器檢修時,可作特殊運(yùn)行方式處理,例如改定值或按規(guī)定停用、起用有關(guān)保護(hù)段。
(2)變電所有兩臺及以上變壓器時,應(yīng)只將一臺變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行,當(dāng)該變壓器停運(yùn)時,將另一臺中性點(diǎn)不接地變壓器改為直接接地。如果由于某些原因,變電所正常必須有兩臺變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行,當(dāng)其中一臺中性點(diǎn)直接接地的變壓器停運(yùn)時,若有第三臺變壓器則將第三臺變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。否則,按特殊運(yùn)行方式處理。
(3)雙母線運(yùn)行的變電所有三臺及以上變壓器時,應(yīng)按兩臺變壓器中性點(diǎn)直接接地方式運(yùn)行,并把它們分別接于不同的母線上,當(dāng)其中一臺中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時、將另一臺中性點(diǎn)不接地變壓器直接接地。若不能保持不同母線上各有一個接地點(diǎn)時,作為特殊運(yùn)行方式處理。
(4)為了改善保護(hù)配合關(guān)系,當(dāng)某一短線路檢修停運(yùn)時,可以用增加中性點(diǎn)接地變壓器臺數(shù)的辦法來抵消線路停運(yùn)對零序電流分配關(guān)系產(chǎn)生的影響。
(5)自耦變壓器和絕緣有要求的變壓器中性點(diǎn)必須直接接地運(yùn)行。
小電流接地系統(tǒng)通常中性點(diǎn)采用消弧線圈接地方式。
小電流接地接地系統(tǒng)是指中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)(包括中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)),發(fā)生單相接地故障時,由于不構(gòu)成短路回路,接地故障電流往往比負(fù)荷電流小得多
中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,接地點(diǎn)將通過接地線路對應(yīng)電壓等級電網(wǎng)的全部對地電容電流。如果此電容電流相當(dāng)大,就會在接地點(diǎn)產(chǎn)生間歇性電弧,引起過電壓,從而使非故障相對地電壓極大增加。在電弧接地過電壓的作用下,可能導(dǎo)致絕緣損壞,造成兩點(diǎn)或多點(diǎn)的接地短路,使事故擴(kuò)大。中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線圈的目的是利用消弧線圈的感性電流補(bǔ)償接地故障時的容性電流,使接地故障電流減少,以致自動熄弧,保證繼續(xù)供電。
消弧線圈是一個帶有鐵芯的電感線圈,帶有抽頭檔位,可以調(diào)節(jié)電感大小。使用消弧線圈以后,一旦發(fā)生單相接地,中性點(diǎn)就會出現(xiàn)電壓,在中性點(diǎn)電壓作用下,消弧線圈就會通過接地點(diǎn)構(gòu)成回路,形成感性電流。這個感性電流正好抵消分布電容形成的容性電流,使接地電流控制在較小的數(shù)值之內(nèi)。采用"過補(bǔ)償"是為了避免出現(xiàn)“諧振”。
[1]畢筱妍.電力系統(tǒng)變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式的分析與比較,2006.
[2]楊明.變壓器中性點(diǎn)接地方式選擇分析,2011.