配电网中性点经高阻接地安全性能的分析

　

摘要：随着国民经济的发展，某些城市及部分企业的供配电网已改变了过去以架空线路为主的局面，而是以电缆线路为主。同时，一些结构紧凑的封闭式设备(如SF6开关柜)、聚乙烯电缆及氧化锌避雷器的广泛应用，使原有的非有效接地方式，已不能适应当前电力系统的发展需要。

关键词：配电网络中性点 高阻接地 安全性能分析
　1　前言
　　随着国民经济的发展，某些城市及部分企业的供配电网已改变了过去以架空线路为主的局面，而是以电缆线路为主。同时，一些结构紧凑的封闭式设备(如SF6开关柜)、聚乙烯电缆及氧化锌避雷器的广泛应用，使原有的非有效接地方式，已不能适应当前电力系统的发展需要。
　　基于以上情况，我国个别地区的配电网络中性点已采用经低电阻接地的运行方式。这种接地方式可以降低单相接地时的暂态过电压，消除弧光接地过电压，使用简单的保护装置就能迅速选择故障支路，消除故障。但是，随着带来线路跳闸频繁、断路器维护工作量的增大及人身触电电流的增大，直接影响到供电系统的可靠性与安全性。
　　从国外电网的发展来看，美、日等国家采用低电阻接地方式居多，并认为低电阻接地是今后的发展趋势。我国从西方国家引进的成套工厂设备，高压配电系统都采用低电阻的接地方式。从国内来说，目前电力系统正在制定电阻接地的有关措施，并将逐步实施。我们通过试验研究后认为，采用中性点经低电阻接地的方式，并不一定是适合我国城市或企业配电网发展的最佳方式；目前，电力系统尚有不同的观点和做法。因此，我们将通过下面的模拟试验，对中性点接地方式的有关问题作进一步的研究与探讨。
　　影响中性点接地方式的因素很多，本文不可能对各种因素逐一全面研究，只能针对电缆供电的特点，着重对一些影响中性点接地方式的安全问题进行研究；主要对高阻接地情况下的参数选择进行分析比较，以寻求更为合理的中性点接地方式。
　　2　电网中性点经高阻接地时的过电压试验
　　高电阻接地是这样定义的：电力系统中性点通过一电阻接地，其单相接地故障时的电阻电流被限制到等于或略大于系统总电容电流，即IRN≥3IC0，如图1所示。图中RN≤XC0／3，RN为接地电阻，XC0为系统每相对地容抗，3IC0为总电容电流，IRN为流过电阻器的电流。
　　

　　图1　配电网中性点经高电阻接地原理图
Fig.1　Principle diagram of neutral-point earthing by high-resistance in power distribution network
　　当发生电弧接地时，接地电流为
　　Ijd=(1/RN j3ωC0)UA=IRN jIC
　　单相接地将使非故障相对地电压升高3倍，变成线电压；此时，电网的线电压仍维持对称状态，对负荷没有影响。如果发生的是间歇性电弧接地故障，非故障相对地电压将大大超过3倍，而且波及整个电网，使那些绝缘薄弱环节相继发生绝缘击穿，使事故扩大。
　　试验时，在高压模拟电网(3.3kV)上用低阻尼电容分压器、磁带记录仪记录过电压信息，由计算机采集分析系统采集记录在磁带仪上的过电压信息并加以分析，计算机采集分析系统记录的过电压波形如图2所示。
　

　　图2　配电网中性点经高阻接地的过电压波形图
(a)起弧、重燃波形　(b)起弧、重燃展宽后的波形
Fig.2　Overvoltage wave pattern of neutral-point earthing by high-resistance in power distribution network
　　过电压波形特点分析(皆在A相发生间歇性电弧接地)：
　　(1)相对地过电压　线间电容降低过电压作用不明显，A相接地时C相过电压高于B相。过电压倍数与中性点电阻值有关，RN＞1／3ωC0时，过电压明显增加；RN=1／3ωC0时过电压降低；当RN=1.8kΩ＞＞1／3ωC0时，故障相最高过电压达2.1Vxg(Vxg表示正常供电时的相对地电压峰值)，健全相最高过电压达3.4Vxg；当RN=237Ω≈1／3ωC0=232Ω时，故障相过电压≯2.2Vxg，健全相过电压≯1.3Vxg。

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