文档介绍：钢铁企业6~10kV配电系统中性点接地方式分析
张强,张颖辉
(中冶京诚工程技术有限公司电气与自动化工程技术所,北京 100176)
摘要:钢铁企业6~10kV配电系统中,变压器或发电机的中性点接地方式包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经电阻接地3种方式。本文着重分析了这3种接地方式的特点,并提出合理选择6~10kV系统接地方式的思路。
关键词:配电系统;中性点接地方式;不接地方式;消弧线圈接地方式;电阻接地方式
0 引言
钢铁企业配电系统的主要特点是几乎全部采用电缆供电,一旦发生电缆故障则多为永久性故障;发生接地故障时接地电容电流较大(通常会超过30A);由单相接地故障发展为相间故障的几率很大。在我国,钢铁企业的全厂配电系统一般包含220,110,35,10,。
对于不同的电压等级,其配电系统中性点的接地方式也有差异。因此,如何针对钢铁企业配电系统的特点,合理选择配电系统中性点接地方式是一个非常重要的综合性问题,对整个企业具有至关重要的意义。它不仅关系到电网运行的可靠性、过电压保护配置以及绝缘水平的选择和保护配置,而且还对通信干扰、接地装置及人身安全都有着重要的影响[1]。
配电系统的中性点是指系统中变压器或发电机绕组的星形连接点。6~10kV是我国钢铁企业中最常见、应用范围最广的配电电压等级,其中性点接地方式通常包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经电阻接地3种方式[2]。本文着重分析了这3种接地方式用于钢铁企业6~10kV配电系统中的优缺点,并提出合理选择接地方式的建议。
1 中性点不接地
中性点不接地方式实际上可以看作是经容抗接地[3],该容抗由电网中的架空线路、电缆线路、电动机和变压器绕组等对地耦合电容组成。正常运行时,三相电路完全对称,中性点电位为零。当发生单相接地故障时,会有以下几个特点:(1)三相对地电压不再对称,故障相对地电压为零,非故障相对地电压升高到线电压的值,即升高到相电压的槡3倍;(2)接地电流是正常运行时每相电容电流的3倍;(3)线电压的大小和方向不变,保持对称,相位仍然互差120°,并且不影响三相负荷的正常运行。
采用中性点不接地方式的配电系统发生单相接地故障后,仍然能够继续正常运行,且供电可靠性高。但考虑到长期带接地故障运行,非故障相电压升高可能会导致绝缘薄弱处击穿,造成两相接地,所以采用中性点不接地的配电系统中,发生单相接地故障后允许继续运行的时间一般不超过2h[3]。
采用中性点不接地的配电系统发生单相接地后,虽然不构成短路,但接地点会有电容性质的接地电流流过,这个接地电流将在接地处产生电弧。
当接地电流较小时,电弧会自行熄灭,不会对系统运行造成直接危害;当接地电流较大时,就有可能形成间歇的或稳定的电弧。若接地电流大于10A而小于30A时,有可能产生不稳定的间歇性电弧,随着间歇性电弧的产生将引起幅值较高的弧光接地过电压;若接地电流大于30A时,将会产生稳定的电弧,可能导致烧毁设备,引起两相甚至三相短路[4]。近年来,由于采用这种接地方式而造成的火灾事故时有发生。
由钢铁企业配电系统的特点可以知道,中性点不接地方式实际上已经不适用于目前的钢铁企业。
2 中性点经消弧线圈接地
中性点经消弧线圈接地方式是在中性点接入消弧线圈,补偿接地点电容