中性点运行方式及中性点连接、接地

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中性点运行方式是指中性点以何种方式与地连接。按照实际施工方法分类,有如下六种方式。

1.中性点不接地方式

用在变压器Δ-Δ接线中。这种方式包括用接地型电压互感器,将接地型电压互感器的一次侧中性点直接的方式。发生一线完全接地事故时,非故障相电压上升至线电压。但在送电电压低、线路对地静电电容小的情况下,接地电流小,接地时电弧电离空气可能性小,只要不是绝缘子破损之类的永久性接地事故,一般可自动切除,继续保持送电。该方式适合要使用低压短距离送电线的对地静电

电容小的系统,但已经很少使用了。

2.中性点电阻接地方式

在回路中设置Y接线,其中性点用适当电阻接地,在接地故障时限制接地电流,同时防止发生电弧接地现象,并且使接地继电器可靠动作,断开故障回路。接地电阻若足够大时与不接地系统相似,对通讯回路危害较小。其缺点在于可能出现电弧接地,继电器的动作不太可靠。因此在考虑接地电阻值时,要注意:电阻值能够防止因电弧接地现象引起的异常电压;电阻值能够使继电器可靠动作;电阻值能够限制接地电流,对邻近通讯回路不会感应出现危险电压。采用电阻接

地有代替不接地系统的发展趋势。

3.中性点直接接地方式

采用低电阻将回路中的中性点直接接地。当一线接地故障,与其他接地方式比较,另外两个非故障相的电位上升可以抑制在更低的值。本方式原来广泛应用在美国,在日本因国土狭小,送电线路与通讯线路接近的情况很多,为了防止感应,从不采用该方式。但是最近随着送电距离增大,送电电压升高,即使历来使用以消弧线圈为主的欧洲各国,对超高压线路也逐渐采用直接接地方式。

日本在187kV以上超高压线路上采用本方式,其理由如下:可降低系统的耐压水平,从而可降低线路及变电所费用。由于断路器及保护继电器装置的技术进步,事故切除的时间非常快,可能在很短的几个周波内完成。因此瞬时接地电流很大。因此即使接地电流大,但感应危害及对系统稳定性的影响都极小。通讯回路使用的避雷器更加先进。对超高压长距离送电线路使用电抗接地,对消弧考虑有一定限度。日本的超高压接地方式全部按有效接地方式设计,其他各国的直接接地方式不能说是有效接地。因此设计时要判断是否有效接地。

4.中性点消弧线圈接地方式

送电线路的中性点具有适当电感的电抗器接地,该线路上即使发生一线接地故障,从故障点流向大地的接地电流也会大大减少,故障点再次发生电弧的可能性完全没有,即可防止异常电压的产生。用其他方式必须断开故障线路的情况,用本方式则能瞬时恢复,一般都能继续运行。

消弧线圈接地方式,如果送电线路很长,其电抗分量不可忽视,其接地电流的有效分量成为残余电流,因为电抗对它不能补偿,所以该电流值太大就不能发挥其消弧作用。另外,有将消弧线圈与接地电阻并联或串联的方式,故障时间长

时将电阻投入,使继电器动作。

5.中性点补偿电抗器接地

随着电缆系统的增加,作为对地充电电流增大的对策,是采用补偿电抗器补偿对地充电电流的方法,不增加中性点电阻电流而抑制异常电压的产生。关于补偿电抗器的设置场所,在长距离单回线路的情况下最好是在送电端。一般工厂配电系统中允许电流达不到需要补偿电抗器的程度。但是当用特别高压受电并用电缆将受电电压作为工厂配电时则往往有问题。因此,采用补偿电抗器接地方式必须从保护装置及抑制异常电压两个方面去考虑。

6.中性点接地的运行方式

(1)380/220V的TT系统、TN-C系统和TN-S系统电网,它的中性点是直接接地的。

(2)6~10kV三相三线制电网,它的中性点一般均采用不接地的方式。当系统的单相接地故障电流超过30A时,应采用消弧线圈接地。

(3)35~60kV三相三线制电网,它的中性点通常采用消弧线圈接地,以提高供电的可靠性。若系统的单相接地故障电流在10A以下,可不装消弧线圈。(4)110~154kV三相三线制电网,一般采用中性点直接接地的方式。在雷电活动较强的山地、丘陵地区,杆型简单的电网,如果采用直接接地方式不能满足安全供电的要求和电网影响不大时,可采用中性点经消弧线圈接地的方式。

(5)220~330kV三相三线制电网,应该采用中性点直接接地的方式,并配合采用分相自动重合闸装置,以提高供电的可靠性。

其中(1)属于有效接地,也称大电流接地。(2)(3)两种属于非有效接地。

直接接地:220/380V的低压配电系统及110kV及以上的系统。

消弧圈接地:3~10kV电流I>30A、20kV及以上电网接地电流大于10A时。

不接地:3~63kV。

上述不同的电压等级电网中性点接地方式的选择,应结合具体条件,综合考虑各个方面的要求。例如对供电的连续性、系统的稳定性、过电压与绝缘水平、继电保护装置以及对通讯和信号系统的干扰,保证人身和设备的安全等方面,都能获得技术上和经济上的合理兼顾。

应该注意的是,上述中性点直接接地的220/380V的TN-C或TN-S方式供电系统,可对动力和照明混合供电。在不增加变配电设备的情况下,能直接获得两种使用电压。当三相负载严重不平衡时,也不会产生中性点漂移现象,能保证负载各相电压大小相等,可防止导线对地电压的不对称。并可限制对地电压不超过250V,但是在种电压仍然属于危险电压。在TN-C或TN-S系统正常运行时,如果人体触及任何一根相线,就会发生触电危险,需要采用相应的技术措施。

TN—C系统,中性点接地,全系统的N线与PE线合为一根线PEN

如图:

TN—C—S系统,中性点接地,系统前一部分为TN—C系统,后一部分N 线与PE线分开,如图:

TN—S系统,中性点接地,整个系统的中性线与保护线(PE)是分开的。

如图:

TT系统,中性点接地,设备外壳单独接地。如图:

IT系统,中性点不接地或系统一点经高阻接地,设备外壳单独接地。如图:

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