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發(fā)電廠中壓系統(tǒng)中性點接地方式淺析論文
摘要：針對發(fā)電廠中壓系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)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(tǒng)中性點接地方式、合理選擇系統(tǒng)中性點接地方式，已是關(guān)系到系統(tǒng)運行可靠性關(guān)鍵的技術(shù)問題。
關(guān)鍵詞：中壓系統(tǒng);中性點系統(tǒng);可靠性;探討
一、概述
中壓系統(tǒng)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(tǒng)。在電氣設(shè)備設(shè)計規(guī)范中規(guī)定35KV系統(tǒng)如果單相接地電容電流大于10A，3-10 KV系統(tǒng)如果接電電容電流大于30 A，都需要采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式，當電纜線路較長、系統(tǒng)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(fā)電廠饋線電纜線路也日益增加，使得系統(tǒng)單相接地電容電流不斷增加，使得系統(tǒng)內(nèi)單相接地故障很可能擴展為事故。因此，對系統(tǒng)的中性點接地方式進行分析和探討，合理選擇系統(tǒng)中性點接地方式，已是關(guān)系到系統(tǒng)運行可靠性的關(guān)鍵技術(shù)問題。
二、中性點不同的接地方式與系統(tǒng)的可靠性
在發(fā)電廠中壓系統(tǒng)中，大部分為小電流接地系統(tǒng)，即中性點不接地或經(jīng)消弧線圈或電阻接地系統(tǒng)。以前的電廠大都采用經(jīng)消弧線圈接地方式，近幾年有部分電廠設(shè)計采用了中性點經(jīng)小電阻接地方式。對于中性點不接地系統(tǒng)，因其是一種過渡形式，隨著電網(wǎng)的發(fā)展最終將發(fā)展到上述兩種形式。下面對中性點經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)小電阻接地這兩種接地方式進行分析。
1、中性點經(jīng)消弧線圈接地方式
采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，流過接地點的電流較小，其特點是線路發(fā)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(diào)節(jié)得及時，電弧能自滅。對于中壓系統(tǒng)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(fā)展為相間故障。因此中性點經(jīng)消弧線圈接地方式的運行可靠性，大大高于中性點經(jīng)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(tǒng)發(fā)生接地時，由于接地點殘流很小，且根據(jù)規(guī)程要求消弧線圈必須處于過補償狀態(tài)，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(tǒng)的消弧線圈大多為手動調(diào)節(jié)，必須在退出運行才能調(diào)整，也沒有在線實時檢測單相接地電容電流的設(shè)備，故在運行中不能根據(jù)電容電流的變化及時進行調(diào)節(jié)，所以不能很好的起到補償作用，仍出現(xiàn)弧光不能自滅及過電壓問題。
2、中性點經(jīng)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(jīng)小電阻接地方式中，一般選擇電阻的值較小。在系統(tǒng)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(yōu)缺點是：
(1)系統(tǒng)單相接地時，全相電壓不升高或升幅較小，對設(shè)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(dǎo)致相間故障發(fā)生。
(4)當發(fā)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(shù)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(tǒng)中，僅是一種短期的過渡方式，最終是要過渡到經(jīng)消弧線圈或小電阻接地方式，而在改造前要對系統(tǒng)中的電容電流進行計算和測量，以給改造提供技術(shù)數(shù)據(jù)。中壓系統(tǒng)單相接地電容電流有以下幾部分構(gòu)成：
(1)系統(tǒng)中所有電氣連接的全部線路的電容電流;
(2)系統(tǒng)中相與地之間跨接的電容器產(chǎn)生的電容電流;
(3)因用電設(shè)備造成的系統(tǒng)電容電流的增值。
系統(tǒng)中的電容電流可按下式計算：
∑IC= (∑icl+Eic2)(l+ko/o)
其中：∑ic是系統(tǒng)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(tǒng)中相與地問跨接的電容電器產(chǎn)生的電蓉電流之和k%是用電設(shè)備造成的系統(tǒng)電容電流的增值10 KV取16qo、35KV取13%
在對系統(tǒng)單相電容電流計算的基礎(chǔ)上，為了準確選擇和合理配置消弧線圈的容量，對系統(tǒng)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(tǒng)單相電容電流提供了快速準確的手段。其原理是，檢測系統(tǒng)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(jù)公式Ecr- Un+I。×XC計算出單相接地電容電流。式巾XC為系統(tǒng)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(shù)據(jù)，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(diào)諧的消弧線圈，因不能隨著系統(tǒng)的運行實時調(diào)整補償量，這樣就不能保證系統(tǒng)始終處于過補償狀態(tài)，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)諧振，并難以將故障發(fā)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(huán)節(jié)，有效地解決了中性點經(jīng)消弧線圈接地方式的系統(tǒng)長期難以解決的技術(shù)問題。該裝置的Z型結(jié)構(gòu)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(diào)電抗器為無級連續(xù)可調(diào)鐵芯全氣隙結(jié)構(gòu)，具有調(diào)節(jié)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(dǎo)致諧振的問題，其微機控制單元是實現(xiàn)自動跟蹤檢測、調(diào)節(jié)、選線的核心，系統(tǒng)的響應(yīng)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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