浅谈炼化企业中压配电系统中性点小电阻接地的设计建筑科学论文.doc

浅谈炼化企业中压配电系统中性点小电阻接地的设计_建筑科学论文 ? ? ? ? ? Design for low resistance neutral earthing in Petro-chemical ? corporation distribution system ? Abstract: ? Key words: low resistance earthing system;neutral earthing;distribution system ? ? 摘要: 主要阐述了小电阻接地在炼化企业中压配电系统使用比其它接地方式具有的优势， 对小电阻阻值和接地变压器容量的计算进行了分析， 介绍了小电阻接地系统中各级零序电流保护的设置，同时还分析了小电阻接地系统运行时可能出现的问题及解决措施 ? 关键词:小电阻接地系统、中性点接地、配电系统 ? ? ? 引言 ? 在中压配电系统中， 中性点的接地方式主要有不接地方式、 经消弧线圈接地方式和小电阻接地方式 ? 中性点的不接地方式主要应用于单相接地电容电流 IC10A 的架空线路配电网络和单相接地电容电流 IC30A 的电缆线路配电网络当单相接地电容电流超过以上值时，根据供电可靠性要求， 中性点接地方式可以选择经消弧线圈接地方式和小电阻接地方式。

中性点的不接地和经消弧线圈接地方式最大特点是在允许带单相接地故障运行 2h ? 炼化企业的中压配电系统大多数为纯电缆网络， 系统对地电容电流大， 电缆瞬时性接地故障很少，一般都是永久性接地故障电缆终端、接头等处相对薄弱，长时间承受过电压易导致非故障相绝缘击穿，形成相间短路，扩大事故小电阻接地方式可以弥补消弧线圈运行方式带来的不足 ? 1 小电阻接地方式的优点 ? 中性点小电阻系统发生单相接地故障时， 故障线路的零序电流为系统总的对地电容电流与流过中性点接地电阻的阻性电流的矢量和， 比非故障线路的零序电流大很多， 零序保护可准确判断并及时发出信号或切除故障线路，防止故障范围扩大； ? 中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时，非故障相电压升高倍中性点小电阻接地时，非故障相电压升高小于倍，可以限制单相接地故障瞬间系统能量的累积； ? 中性点经消弧线圈接地系统仅能降低弧光接地过电压发生的概率， 并不能降低弧光接地过电压的幅值，将使系统设备长时间承受过电压作用，对设备绝缘造成威胁中性点小电阻系统有效地限制弧光接地过电压， 在故障瞬间前几个接地电弧熄灭的半个周波内， 可泄放掉三相对地电容上累积的绝大部分能量； ? 中性点小电阻接地可以有效地消除谐振过电压， 尤其对 5 次谐波和各种断线引起的过电压可起到根本性的抑制作用； ? 中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时采用采用试拉法寻找故障点，易引起操作过电压。

中性点小电阻接地系统可以减少各种操作过电压； ? 中性点小电阻接地系统发生单相接地故障时设备承受过电压水平低、时间短，可适当降低设备的绝缘水平，提高系统设备的适用寿命，具有良好的经济效益； ? 适应系统对地电容电流大范围变化，电阻值不需要调节； ? 2 中性点电阻值计算 ? 2.1 电容电流的计算 ? 系统电容电流 IC 的计算受线路长度， 电缆和架空线敷设情况， 线路的布置方式 （有无地线）等多种因素综合影响，其数值是个变量计算系 ? ? 作者简介： 姚阳青， 男， 工程师， 1992 年 7 月毕业于郑州工学院电力系统自动化专业，现从事电气工程设计工作 ? ? ? 统总的电容电流时也应考虑变电站设备引起的电容电流增值（1318） ? 电缆线路的单相接地电容电流接下式计算： ? 6kV： （95 2.84S） Ur/（2200 6S）安/公里 ? 10kV： （95 1.44S） Ur/（2200 0.23S）安/公里 ? Ur 线路额定线电压 kV ? S 电缆芯线截面 mm2 ? 电缆线路每公里单相接地电容电流的平均值见表 2-1 ? 表 2-1 电缆线路每公里单相接地电容电流的平均值 ? 电压(kV) 电缆芯线截面(mm2) ? 70 95 120 150 185 240 ? 6 0.71 0.82 0.89 1.10 1.20 1.30 ? 10 0.90 1.00 1.10 1.30 1.40 1.60 ? 单位：A/km ? 2.2 电阻值的计算 ? 电阻值的计算主要依据系统的单相接地电容电流 I ? RNU/ IR ? RN中性点电阻；U额定相电压； ? IR电网单相接地故障流过 RN 的电流； ? 电阻选择时需考虑的几个因素： ? 1) 按限制弧光接地过电压的要求进行选择 ? IR= IC P.u 2.5 ? IR=2IC P.u 2.2 ? IR=4IC P.u 2.0 ? P.u 间歇性弧光过电压倍数 ? 2) 按保证继电保护灵敏度的要求进行选择，灵敏度系数 K 般取 1.52.0。

? 3) 从减小接地故障电流来考虑 ? 4) 从人身安全方面的考虑 ? 2.3 接地变压器容量的计算 ? 主变低压侧为三角形接法时，中性点无法引出，需接入一个 Z 型接地变压器人为地引出中性点，中性点电阻器接入此中性点 ? 接地变压器容量的计算方法为短时允许电流、 持续电流折算法和变压器允许过载倍数，下面主要介绍后者 ? IEEE-C62.92.3 标准规定变压器 10 秒钟的允许过载系数为额定容量的 10.5 倍据此， 可首先计算除 10 秒短时通流的容量， 然后按 10 秒允许过载倍数折算为连续运行的额定容量 ? 例如：中性点接地电阻的参数如下： ? 系统额定电压 Un=10.5kV ? 系统额定相电压 U=6.0 kV ? 短时允许相电流 I10 秒=400A ? 标称电阻值 RN=15 ? 短时通流时间 10 秒 ? 计算接地变的 10 秒短时容量 ? S10s = UIn6.0 4002400kVA ? 将 10 秒短时容量折算为连续运行的额定容量 ? SnS10s/10.52400/10.5228 kVA ? 由于此种方法是根据变压器的允许过载倍数进行选择的， 已考虑了变压器的可靠系数，这里无需再重复考虑考虑可靠系数，所以选择额定容量为 250kVA 或 315kVA 的接地变压器是完全可以安全可靠运行的。

? 接地变兼作站用变使用时， 接地变的额定容量应为按上述方法计算出的接地变容量与站用变的容量之和 ? 3 中性点电阻接地方式保护整定 ? 3.1 馈线接地保护 ? 在中性点经低电阻接地系统中， 当某条馈线发生单相接地故障时， 故障线路的零序电流超前于零序电压 90 度，而此时非故障线路中的单相对地电容电流滞后于零序电压 90度； 流过故障线路的零序电流为系统总的对地电容电流与流过中性点接地电阻的阻性电流的矢量和，数值较大；而流过非故障线路的零序电流仅为本线路的对地电容电流，数值较小所以，采用不同时限的零序过电流保护或零序电流（功率）方向保护都可以准确判断出故障线路， 实现有选择地动作故障线路， 保护装置的一次动作电流按躲开被保护线路本身的单相接地电容电流，即： ? IK ? 。