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高壓系統接地
一、系統接地的作用
1. 系統接地的作用是給配電系統提供一個參考電位并使配電系統正常和安全地運行。
中國電壓等級劃分
依據《電工術語 發電、輸電及配電 通用術語》GB 2900.50-2008-T /《標準電壓》GB/T 156-2007
低壓:1kV 及以下的交流電壓(220/380V、380/660V、1000V);
高壓:高于 1kV、低于 330kV 的交流電壓(3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、66kV、110kV、220kV);
超高壓:330kV 及以上,并低于 1000kV 的交流電壓(330kV、500kV、750kV);
特高壓:1000kV 及以上(1000kV)
高壓直流:直流±800kV 以下的直流電壓(±500kV、±660kV)
特高壓直流:直流±800kV 及以上的直流電壓±800kV)
二、高壓接地分類
1. 系統接地:電力系統的一點或多點的功能性接地。電力系統中的某一點,直接或經特殊設備與大地作電氣上的連接,以保證系統正常穩定運行。如變壓器中性點接地。
2、保護接地:為電氣安全,將系統 / 裝置或設備的一點或多點接地。將一切在正常時不帶電而在絕緣損壞時可能帶電的金屬部分(例如:各種電氣設備的外殼;配電裝置的金屬構架等)接地,以保證工作人員的安全。如設備外殼的接地
3、雷電保護接地:為雷電保護裝置(避雷針 / 避雷線和避雷器等)向大地泄放雷電流而設的接地。如避雷針、避雷線的接地
4、防靜電接地:為防止靜電對易燃油 / 天然氣儲罐和管道等的危險作用而設的接地。如儲油儲氣罐等有靜電危害的設備接地
三、高壓系統接地類型
1. 高壓系統接地發展
1)發展歷程①10kV、35kV 兩個個電壓等級的電網,在電力系統中量大面廣,占有重要的地位。
②早期:在過去,由于配電網比較小,主要采用不接地或經消弧線圈接地,一般來說運行情況是良好的。
③中期:在 80 年代中后期,有些配電網的中性點采用了經小電阻接地或高電阻接地方式。
④現在:近年來各種不同形式的自動跟蹤補償的消弧線圈開始在配電系統中運行。
現各種系統接地方式共存
2. 中性點有效接地系統
1)依據《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規范》GB/T 50064-2014
注:X0:系統零序電抗,X1:系統正序電抗
2)典型系統:直接接地系統
3. 中性點非有效接地系統
1)《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規范》GB/T 50064-2014
2)典型系統:不接地系統、低電阻接地系統、高電阻接地系統、諧振接地系統。
4. 各典型系統的介紹(可靠性與經濟性的權衡)
電力系統中性點接地方式是一個涉及到供電的可靠性、過電壓與絕緣配合、繼電保護、通信干擾、系統穩定諸多方面的綜合技術問題以及經濟性問題,這個問題在不同的國家和地區,不同的發展水平可以有不同的選擇。
1)不接地系統(自己默默承受)可靠性高,造價低
中性點不接地方式也就是中性點對地絕緣方式,該方式結構簡單、運行方便,不需要增加附加電力設備,投資便宜。這種接地方式在運行中,如果發生單相接地故障,流過故障點的電流僅為電網對地的電容電流,數值很小,可以裝設絕緣監察裝置,以便及時發現單相接地故障,迅速處理,避免其發展為兩相短路而造成停電事故。
優點:這種系統發生單相接地時,三相用電設備能正常工作,允許暫時繼續運行 2 小時之內,因此可靠性高。
缺點:這種系統發生單相接地時,其它兩條完好相對地電壓升到線電壓,是正常時的√3 倍,因此絕緣要求高,增加絕緣費用。
2)諧振接地系統 / 消弧線圈接地系統(找朋友幫忙)可靠性高、造價中
該方式就是在中性點和大地之間接入一個電感消弧線圈,在系統發生單相接地故障時,利用消弧線圈的電感電流補償線路接地的電容電流,使流過接地點的電流減小到能自行熄滅的范圍。
消弧線圈是一個裝設于配電網中性點的可調電感線圈,當發生單相接地時,可形成與接地電流大小接近但方向相反的感性電流以補償容性電流,從而使接地處的電流變得很小或接近于零,當電流過零電弧熄滅后,消弧線圈還可減小故障相電壓的恢復速度從而減小電弧重燃的可能性。
優缺點基本同不接地系統
區別:發生單相接地故障時,限制電容電流引起的弧光接地,減少對系統的沖擊。注意:變壓器▲連接時,需要設計接地變壓器。
3)直接接地系統(可靠性低、造價低)
優點:發生單相接地時,其它兩完好相對地電壓不升高,因此可降低絕緣費用。保證安全。
缺點:發生單相接地短路時,短路電流大,要迅速切除故障部分,從而使供電可靠性低。
4)小電阻接地系統(可靠性低、造價低)
優缺點基本同有效接地系統
區別:發生單相接地故障時,故障電流通過電阻限制,減小故障電流,即可觸發保護裝置切除故障,又可減小對系統的損傷。
四、高壓接地系統選擇
1. 依據《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規范》GB/T 50064-2014
2. 綜上總結(變壓器中性點接地方式總結,不包含發電機):
1)變壓器的 110~1000kV 側中性點應采用有效接地方式
①110~1000KV 系統中性點采用有效接地方式
②110kV 及 220kV(330kV)系統中主變壓器中性點可采用直接接地方式。為限
制系統短路電流,變壓器中性點可裝設隔離開關、避雷器及間隙等設備,部分變壓器實際運行時打開中性點隔離開關,采用不接地方式運行。
③500~1000KV 系統中主變壓器中性點應采用直接接地或經小電抗接地方式。
④自耦變壓器的中性點須直接接地或經小電抗器接地。
2)主變壓器的 6~66kV 側中性點采用不接地 / 經消弧線圈接地 / 小電阻接地方式
①35kV 系統、66kV 系統、不直接連接發電機且由鋼筋混凝土桿或金屬桿塔的架
空線路構成的 6~20kV 系統,當單相接地故障電容電流不大于 10A 時,可采用中性點不接地方式;當單相接地故障電容電流應大于 10A 且需在接地故障條件下運行時,應采用中性點經消弧線圈接地。
②不直接連接發電機且由電纜線路構成的 6~20kV 系統,當單相接地故障電容
電流不大于 10A 時,可采用中性點不接地方式;當單相接地故障電容電流應大于 10A 且需在接地故障條件下運行時,宜采用中性點經消弧線圈接地。
③6~35kV 主要由電纜線路構成的配電系統,和除礦井的工業企業配電系統,當單相電容電流較大時,宜選小電阻接地系統(滿足可靠性的前提下電阻盡可能大)
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