发电厂用电系统中性点运行分析

[摘 要]本文主要阐述了高压厂用电系统中性点接地方式、低压厂用电系统的中性点接地方式等问题。

[关键词]高压厂用电系统 中性点 运行

中图分类号：TM621.7+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）13-0321-01

发电厂用电系统中性点最常见的接地方式有：不接地、经高电阻接地、经消弧线圈接经中值电阻接地。

1、高压厂用电系统中性点接地方式

1.1、高压厂用电系统中性点不接地

此方式在我国电厂广泛应用，200MW及以下多数机组的高压厂用电系统都是这种接地方式。在大机组高压厂用电系统中，如中性点不接地运行，其单相接地电容电流可以达到5-10A。当了IC超过10A以上时，可能在单相接地状况下出现异常过电压，有时能达3.5倍的相电压，并且持续时间较长，遍及全厂高压厂用电系统，会影响到电缆和电气设备的绝缘，降低使用寿命。同时，因单相接地出现异常过电压，可能造成非故障相又出现击穿接地，导致两相接地短路，扩大事故范围。

由于在200MW及以下机组的高压厂用电系统中，电容电流正常不能大于5-10A，一直采用不接地系统。因这种接地方式较简单，接线也方便。在IC小于10A时，还能短时带故障运行，给运行人员处理事故创造了条件。在较多300MW及以上容量的机组高压厂用电中，也有采用这类接线。由于大机组中的单相接地电流容易增大，可能影响厂用电的安全运行，要采取限制单相接地电流的措施。

1.2、高压厂用电系统中性点经常电阻接地

为降低高压厂用电中性点不接地系统中容易发生的异常过电压，一些大机组电厂的6kV厂用电系统中性点上，采用了经高电阻（一般为几千欧）接地的方式。高压厂用电系统的中性点经高电阻接地方式，通过单相配电变压器低压侧接电阻实现，其接地方式如图1所示。

电网在单相接地后，因故障点接地电弧反复重燃，使系统中能量积聚，把出现弧光过电压。在系统中性点接入一个对地的泄漏电阻时，就能大大降低故障相恢复电压的上升速度，减少电弧重燃的可能性，能使电弧的重燃不造成起高幅度的过电压。

在高压厂用电系统中性点经高电阻接地后，相当于在电网集中对地容抗中，并联了一个等值电阻，它能有效地限制在单相接地时因电弧重燃而使变压器中性点对地电压升高，以降低电弧接地过电压。在按流过电阻的有功电流1R等于或大于系统单相接地电容电流IC来选择电阻时，非故障相的过电压可限制在2.6倍相电压及以下，但单相接地电流Ic值却增大。

这样，容易使回路的单相接地电流增大到10A以上，使每个回路都加装单相接地跳闸保护

若略为减少流过变压器中性点电阻的有功电流，就能可使回路单相接地电流保持在10A以内，这时厂用电系统的过电压水平又较低时，要尽可能防止单相接地电流超出10A，防止在单相接地时导致设备的较大损坏。

1.3、高压厂用电系统中性点经消弧线圈接地

高压厂用电系统的中性点也可经消弧线圈接地。在单相接地时，流过故障点的单相接地电容电流，把被一个相位相差180°的电感电流所补偿，使电容电流趋近于零值。这时，单相对地闪络所造成的接地故障自动消除，并马上恢复电网的正常运行。对于间歇性电弧接地，消弧线圈能使故障相电压恢复速度减慢，这就降低了电弧重燃的可能比，也抑制了间歇性电弧接地过电压的幅值。这种接线方式在有电缆直配线的小容量发电机中广泛采用。

也有采用经消弧线圈与电阻并联的接地方式，这种接线能限制过电压水平。同时，当机组停运，而高压厂用电系统仍需小负荷运行时，由于消弧线圈过补偿过多，能把它断开，仅投入电阻运行，使厂用电系统的中性点变成经高电阻接地。

1.4、高压厂用电系统中性点经中值电阻接地

在高压厂用电系统的单相接地电容电流大于10A，而又由于各种原因不能采用消弧线圈时，也可采用中性点经中值电阻接地的方式，以便把单相接地电流提高到数百安培（通常为400-1500A），以增加保护的灵敏度。厂用电系统如果发生故障，可马上动作跳闸，同时，也能遏制系统的过电压水平。由于此电阻的阻值较低（一般为几十欧），允许流过的电流值较大，能直接接入变压器的中性点中，而不应与高电阻接地那样通过单相变压器接电阻，如图2所示。

1.5、高压厂用电系统的中性点接地方式的比较和应用

在大机组高压厂用电系统中，一般是采用常规的中性点不接地方式或高电阻接地方式。同时，根据相关规定要求，在接地电流大于5A时，装设单相接地保护；在单相接地电流为10A以下时，保护装置可动作于跳闸，也可动作于信号；在单相接地电流在10A及以上时，保护装置动作于跳闸；在单相接地电流小于5A时，则在母线上装设一套接地报警装置，许可短时带接地故障运行。

2、低压厂用电系统的中性点接地方式

采用了低压厂用电系统中性点不接地方式后，使用低压厂用电系统极不方便，如所有采用220V的设备和分散的附属建筑照明都需另设单独的380/220V、中性点接地的隔离变压器。由于负荷分散，每处负荷较小，各隔离变压器的容量也较小，短路阻抗相对较大，设备运行便满载，设备停运便空载，电压波动较大。低压厂用电系统宜采用高电阻接地方式，也可采用中性点直接接地方式

低压厂用电系统中性点经高电阻接地方式如图3

中性点经高电阻接地系统供电网络的优越性表现在以下几方面：

（1）馈电电缆出现单相接地时，许可继续运行一段时间，运行人员以较多地处理事故。

（2）出现单相接地故障时，不要求回路熔断器动作，能够防止在中性点直接接地系统中所存在的由于单相接地电流太小而不能使熔断器动作的问题。

（3）出现单相接地故障时，接地电流较小，在由小容量变压器供电的系统中可以相对减少出现人身触电。

（4）由障率于单相接地时熔断器不用动作，可以相对减少由于两相运行烧毁电动机的故障率。