(贵阳乌当供电局 贵州贵阳 550018)
摘要:电力系统的故障会引起无法估计的经济损失,给工业的生产和居民的生活造成很严重的影响,由于电力系统故障而引发的伤亡事故也屡见不鲜,选用适当的中性点接地方式对提高电力系统的整体运行水平和预防电力系统的事故是非常有效的。
关键词:中性点;接地方式;工作原理;供电可靠性
1中性点接地方式的工作原理和对比分析
1.1中性点不接地
中性点不接地这种方式对地绝缘,电网不与大地进行连接,运行方式和系统的结构相对的比较简单,也就无需其他的附加设备,在很大的程度上节省了资金的成本。应用这种方式的电力系统,如果发生了单相接地的故障,接地电压降为零,系统仍然保持继续运行的状态,可以通过布置专门的监控设备对故障进行实时监控。当接地点的电流过大时,可能会出现间歇性的电弧,对设备绝缘造成威胁,甚至会引起变压器的线圈变形,进一步的波及与接地点连接的整个电网。这种系统的优点是经济实用,安装方便,接地电流小,也减少了跨步电压和接触电压,基本上是不会对信息系统产生干扰的,而且在发生电力系统的故障时能够保证相关人员的安全;缺点是电弧不稳定,会加大电力故障的严重程度和停电范围,这有可能直接损坏电网中的设备。
1.2消弧线圈接地方式
消弧线圈接地方式也可以称为谐振接地,消弧线圈是由铁芯与绕组所组成的。消弧线圈对单相接地故障能够起到关键的作用,通过消弧线圈产生的感性电流可以让接地电流大大的减小,电弧可以自动的熄灭。这种方式的优点是能够在很大程度上解决单相接地的故障,降低故障相电压的恢复速度,故障点电流经补偿后的残余电流小,易于自行熄灭,在一定的程度上能够避免电弧再燃而引发的危险事故;缺点是发生电力故障的时候,只能依靠电流的大小或方向来判断故障线路,不能起到保护的作用。
1.3小电阻接地方式
中性点接地最为常见的就是低值电阻接地方式,也可以称之为小电阻接地方式。这种方式的优点是能够基本消除产生间歇性电弧过电压的几率,使发生异地两相接地的概率大大减少,由于故障线路的电流能够快速的增大,而使自动检测更加容易的实现,一旦出现故障就能够迅速的跳闸,避免了长时间的运行造成的故障扩展和停电范围扩大;缺点是无法识别瞬时性和永久性的单相接地故障,两种故障都会导致线路的跳闸,增加了跳闸次数,影响了供电的稳定性和可靠性。
1.4中性点直接接地
中性点直接接地发生单相接地故障时,需要考虑到电气设备的绝缘问题。这种方式的优点是在发生故障的时候电压不升高,能够在一定程度上降低线路的成本,由于接地电流大,较为简单的保护装置就能够准确快速地跳开故障线路,可靠性比较高;缺点是由于故障电流过大,为了防止损失,电网不能够继续运行,对通讯系统的干扰也比较大,并且由于接地点会产生比较大的跨步电压和接触电压,比较容易发生触电事故。
1.5小电流系统选线装置
小电流接地选线装置根据接地故障时产生的零序电压和零序电流,采用比较法选出接地的线路或母线,通过串口通信方式或继电器输出方式,向监控计算机报告,通知运行维护人员及时处理故障。长期以来,人们致力于研发出多种检测方法及选线装置,但选线装置运用于实际工程的效果不够理想,有原理上的缺陷、硬件平台设计上的不足,甚至是因为没有将其作为继电保护装置来对待,产品的设计、生产工艺和售后服务等都未引起足够的重视。因此,需要为小电流接地选线装置制定统一的运行管理和检测技术标准,选线装置从生产到投入电网运行时都需要进行全面检测,保证装置的实际工程效果。
2中性点接地方式影响供电可靠性的因素
2.1消弧线圈接地方式的影响
消弧线圈接地这种方式一般是应用在单相接地电容电流比较大的地方,只要电力系统不中断,用电就可以恢复正常。消弧线圈接地方式提高了配电系统的供电质量和供电的可持续性。电缆配电网的主要故障是永久性单相接地故障,不能立即切除故障线路,配电系统需要在故障条件下继续运行一段时间,因而增加了故障扩大的风险,从这方面来看,这种方式对于电力系统的供电可持续性产生了负面影响。这种方式导致的跳闸有两种原因:一是线路问题,二是微机或者人工选线出现错误。对于因电力系统的故障而导致的跳闸,可能需要很长的时间才能修复,如果没有备用电源或者无法及时的转移线路负荷,就有可能导致长时间的停电,单相接地故障会发展成比较严重的事故,造成停电范围的扩大,甚至会波及整个供电网络系统。配电线路可以分为架空线路和电缆线路,比较常见的就是在室外经常能够看到的安置在一定高度上并保持一定距离的电线,架空线路由于其所处环境的原因,不会出现电弧火灾沿电缆的线路蔓延的情况。如果跳闸原因是选线错误,跳闸线路为正常线路,在故障发生的时候,一般是不采用效果相对较差的电脑选线方式,而是使用人工选线来进行故障排除。在选线错误的情况下,会出现短时间的停电,但是由于很多的用户对供电的连续性有很高要求,所以即使是短时间的停电也是不能接受的。
2.2小电阻接地方式对供电可靠性的影响
小电阻接地方式的不确定因素相对来说是比较少的,但是这种方式的跳闸概率却非常的高。在系统能够保持正常工作的情况下,这种方式的接地电流很大,这主要是因为小电阻电流和配电系统对电流产生了累加效果,便于迅速的选出故障的线路,使故障线路快速的跳闸,只需要在很短的时间内就可以完成故障线路的切除。小电阻给配电系统增加了阻尼,这在一定的程度上缓解了电压过大的现象,而且这种方式也不会发生电路火灾事故的蔓延和扩展。小电阻接地方式的配电系统会设置零序保护,增大接地电流,提高选线的灵敏度,但也因此提高了继电保护拒动而产生的风险。拒动一旦发生,就会导致电路火灾事故的扩大和蔓延,烧毁更多的电力系统的电缆线路,甚至会对周围建筑物和居民造成火灾危险,最终导致产生无法挽回的损失。这种方式的配电线路非常灵敏,不会因选线问题而导致跳闸,只会因为线路的故障而发生跳闸。而跳闸一般可以分为两种情况:一种是在设备发出信号的时候的线路跳闸,从发生故障到切除故障的过程非常快,不会发生事故扩展和火灾蔓延的情况;另外一种是在拒动的情况下,没能够成功的发出信号而造成的跳闸,这种跳闸只针对电缆。
2.3小电流接地选线装置对可靠性的影响
在配电网故障中,单相接地故障所占比例较高,为80%以上,而小电流接地系统可以在单相接地故障下有其固有的优势,即:单相接地故障时不能构成低阻抗的短路回路,因此接地相电流小,故障电流仅为分布式电容电流或经消弧线圈后的小电流;接地相的电压为零,非接地相的对地电压却升高为相电压的3倍,由于三相之间的线电压仍然保持对称,对供电负荷没有影响,允许继续运行1~2h。因此,小电流接地方式对提高配电网的供电可靠性有良好的作用。
3结束语
中性点接地方式对供电可靠性的影响是通过多个因素共同作用的,为了提高配电网的安全性与可靠性,深化电力系统改革,满足居民生活及工业生产对供电系统提出的更高要求,我们必须结合电网现状,以提高供电可靠性为中心,滚动修编电网规划,落实电网技改项目,优化电网结构,提升电网技术含量,为用户提供清洁、优质、可靠的能源。
参考文献:
[1]武华茂,庄颖涛,李泽涛,等.浅析中性点接地方式对配网供电可靠性的影响[J].低碳世界,2017(21):24-25.
[2]郭丽伟,薛永端,徐丙垠,等.中性点接地方式对供电可靠性的影响分析[J].电网技术,2015,39(8):2340-2345.
作者简介:
刘骁杨(1930.7.23—),女;贵州贵阳:汉族;大学本科;工程师;配电专业;贵阳乌当供电局.