发布时间:2022-12-06 12:00来源:www.51edu.com作者:畅畅
电力系统中性点运行方式可以分为三种:
中性点不接地系统、直接接地系统和经阻抗接地系统。
在正常运行情况下,三种系统没有大的差异。但在故障情况下(主要是单相接地故障),三种系统的状况就有了很大差异。
中性点不接地系统:
高压输电线路导线对地之间存在电容。当发生单相接地时,短路电流是经接地点---大地---线路两正常相线对地电容---电源---接地点这一回路流通(图1-7a)。低压、短线路导线对地电容不是很大,所以接地电流比较小,此时系统可以不切断故障线路,短时间继续运行,查找故障并消除,同时引发接地故障的原因自动消除的概率比较高,保持线路运行,就提高了系统的可靠性。但也有一个不利因素,在发生接地时,接地相电压为零,使中性点发生移动,造成正常的两相电压会升高√3倍(图1-7b),这样就要求系统设备的绝缘水平相应增强。
中性点直接接地系统:
由于系统中性点直接接地,在发生接地故障时,短路电流会有一个由接地点---大地---中性点---电源---接地点的直接通路。这个通路电阻很小,所以短路电流很大,要求必须迅速切除故障线路以保证系统安全,系统的可靠性会降低。
中性点经阻抗接地系统:
通常采用中性点经消弧线圈接地(图1-8)。这种系统在发生接地故障时,短路电流增加了一个经消弧线圈的回路,由于消弧线圈是感性阻抗,就使短路电流中有了一个感性电流分量,这样就中和了短路电流中的一部份容性电流,减小了短路电流。由于有消弧线圈,也减少了中性点的位移。
采用哪种接地系统和系统的电压有极大关系。
对于中性点不接地系统,由于有非故障相电压升高的现象,系统的电器设备就要提高绝缘水平。绝缘材料的费用在电器设备中所占比重很大,所以高电压系统采用中性点不接地,就要加大设备投资,不仅不经济,甚至技术上还会出现困难。采用中性点直接接地(大电流接地),就可以避免上述难题,提高了经济效益。虽然接地故障电流很大,但可以采用快速保护及时切除故障线路,保证系统安全。同时高电压系统中,线路接地故障多数不是永久性的,在断电后能自行消除,采用自动重合闸(一次)能很快恢复供电,也能提高供电可靠性。
高电压系统的输电线路都比较长,线路导线对地形成的电容比较大,接地故障时的电容电流也比较大,采用消弧线圈对中和短路容性电流减小短路电流的效果并不理想,电容电流大会使短路电弧不易自熄,导致弧光过电压,不及时切除故障线路可危及设备和系统安全。基于以上原因,110KV及以上的高电压等级系统,通常采用大电流接地系统。
不仅是110KV电压电网是中心点直接接地系统,从110KV往上的交流电压电网都是中心点直接接地系统。这是因为:高电压输电线路的路径都较长,当线路中间发生接地故障时,如果不是中心点接地系统,故障点只能流过线路的电容电流,而流过的电容电流由于存在沿途大地回路的阻抗将降低很所,使得端头的保护灵敏度很低,不能立即跳闸断开故障。而采用中心点直接接地系统后,一旦发生单相接地故障,就是有一相电压加在故障点与电源中心点之间,短路电流将增加很多倍,使得端头的保护能够很容易判断事故而跳闸断开故障点。
而实际上最主要的原因是:刚制造110KV设备的时候,这还是一个很高的电压,如果采用中心点不接地系统,每一个110KV上的电气设备的对地绝缘水平都必须是110KV,这对于造价和技术上来讲都有困难,而如果是中心点直接接地系统,每一个电气设备对地的绝缘水平就是110/1.732=63KV了,也就是:每一个接在中心点直接接地系统的110KV上的电气设备实际绝缘水平,只要满足63KV就可以了,这可以降低多少投资?因此,在110KV往上的交流电压等级中,就都采用这种方式
110KV及以上电压等级采用大电流接地系统的依据:
1,杆塔增高,树木及人为引起非永久性接地故障的机率大幅减小。
2,接地电流增大,对设备和人身已经构成不可忽视的威胁。
3,系统容量增大,短路电流必须快速切断。等。
110KV以上的交流电压电网都是中心点直接接地系统
110kV及以上电压等级的电网,主要承担输电任务,形成多电源环网。流过保护安装处短路电流的大小与电力系统运行方式的变化;电力系统正常运行状态的变化;不同的短路类型等因素有关。短路电流连续变化,越远电流越小,并且在本线路末端和下级线路出口短路,电流无差别。电流,电压保护的主要优点是简单,经济,可靠。但是由于它们的定值选择,保护范围以及灵敏度等受系统运行方式变化的影响较大,难以应用于更高电压等级的复杂网络中,为满足更高电压等级复杂网络快速,有选择性地切除故障元件的要求,必须采用性能更加完善的继电保护装置,其中距离保护就是一种。
110KV应该可用距离保护,三段保护整定,灵敏度校验,时间整定就可以啦
电力安全规程规定:电气设备非带电的金属外壳都要接地,因此电缆的铝包或金属屏蔽层都要接地。通常35kV及以下电压等级的电缆都采用两端接地方式,这是因为这些电缆大多数是三芯电缆,在正常运行中,流过三个线芯的电流总和为零,在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链,这样,在铝包或金属屏蔽层两端就基本上没有感应电压,所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。但是当电压超过35kV时,大多数采用单芯电缆,单芯电缆的线芯与金属屏蔽的关系,可看作一个变压器的初级绕组。当单芯电缆线芯通过电流时就会有磁力线交链铝包或金属屏蔽层,使它的两端出现感应电压。感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比,电缆很长时,护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度,在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时,屏蔽上会形成很高的感应电压,甚至可能击穿护套绝缘。此时,如果仍将铝包或金属屏蔽层两端三相互联接地,则铝包或金属屏蔽层将会出现很大的环流,其值可达线芯电流的50%--95%,形成损耗,使铝包或金属屏蔽层发热,这不仅浪费了大量电能,而且降低了电缆的载流量,并加速了电缆绝缘老化,因此单芯电缆不应两端接地。[个别情况(如短电缆或轻载运行时)方可将铝包或金属屏蔽层两端三相互联接地。]
然而,当铝包或金属屏蔽层有一端不接地后,接着带来了下列问题:当雷电流或过电压波沿线芯流动时,电缆铝包或金属屏蔽层不接地端会出现很高的冲击电压;在系统发生短路时,短路电流流经线芯时,电缆铝包或金属屏蔽层不接地端也会出现较高的工频感应电压,在电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的作用而损坏时,将导致出现多点接地,形成环流。因此,在采用一端互联接地时,必须采取措施限制护层上的过电压,安装时应根据线路的不同情况,按照经济合理的原则在铝包或金属屏蔽层的一定位置采用特殊的连接和接地方式,并同时装设护层保护器,以防止电缆护层绝缘被击穿。
据此,高压电缆线路安装时,应该按照GB50217-1994《电力工程电缆设计规程》的要求,单芯电缆线路的金属护套只有一点接地时,金属护套任一点的感应电压不应超过50-100V(未采取不能任意接触金属护套的安全措施时不大于50V;如采取了有效措施时,不得大于100V),并应对地绝缘。①如果大于此规定电压时,应采取金属护套分段绝缘或绝缘后连接成交叉互联的接线。为了减小单芯电缆线路对邻近辅助电缆及通信电缆的感应电压,应尽量采用交叉互联接线。对于电缆长度不长的情况下,可采用单点接地的方式。为保护电缆护层绝缘,在不接地的一端应加装护层保护器。
由此可见,高压电缆线路的接地方式有下列几种:
1.护层一端直接接地,另一端通过护层保护接地----可采用方式;
2.护层中点直接接地,两端屏蔽通过护层保护接地---常用方式;
3.护层交叉互联----常用方式;
4.电缆换位,金属护套交叉互联---效果最好的接地方式;
5.护套两端接地---不常用,仅适用于极短电缆和小负载电缆线路。
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