小电阻接地系统继电保护方式探讨

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【摘 要】随着中低压配电网中电力电缆数量的增加以及用电负荷的增大，系统中性点采用小电阻或消弧线圈接地方式成为主流。本文详细比较了各种中性点接地方式的优缺点，并针对10kV配电网中性点经小电阻接地运行的情况，研究了系统发生单相接地故障时短路电流的特性，并据此提出了中性点经小电阻接地的系统中单相接地短路保护的方案。

【关键词】继电保护；中性点接地；小电阻；整定计算

1 中性点接地方式综述

电力系统的中性点接地方式主要有不接地、直接接地、经消弧线圈接地、经电阻接地等几种。各种不同的中性点接地方式在电网发生故障时所表现出来的故障相与非故障相的电流、电压特性是不同的。

三相交流配电网的中性点在正常运行状况下接近大地电网，一般可认为是地电位（零电位），这个中性点电网是不固定的。在中性点不接地的电网中，当三相对地电容不对称时，在正常运行情况下电网的中性点不是零电位。这时出现的中性点与大地电位差称为不对称电压。当任何一相发生接地时，中性点电位将产生位移，对大地之间出现较大的电位差，这个电位差称作位移电压。利用这一现象，将中性点通过不同方式与大地相连接，以便达到电网建设投资少、运行可靠性高的目的。

三相交流配电网中性点与大地间电气连接的方式，称为电网中性点接地方式，也可称为电网中性点运行方式。中性点采用哪种接地方式，是一个涉及面很广的技术经济问题。接地方式不同将直接影响电网的过电压值、电气设备绝缘水平、电网运行可靠性、继电保护的选择性和灵敏度，以及对通信线路的干扰等等。

2 继电保护的基本要求

继电保护在技术上要满足“四性”的要求，即可靠性、选择性、快速性和灵敏性。

（1）可靠性

继电保护装置对被保护范围内发生属于它应动作的各种故障和不正常运行状态，应保证不拒绝动作（可信赖性）；在正常运行和即使发生故障但不属于它应动作的情况下，应保证无误动作（安全性）。

（2）选择性

系统发生故障时，继电保护装置应有选择地切除故障部分，使非故障部分保持继续运行。

（3）快速性

短路时快速切除故障，可以缩小故障范围、减小短路电流引起的破坏程度减少对用电单位的影响、提高电力系统的稳定。因此在可能条件下，继电保护装置应力求快速动作。

（4）灵敏性

继电保护装置对被保护设备可能发生的故障和不正常运行状态的反应能力要强，要求能够灵敏地感受和动作。继电保护的“四性”要求互相联系，互相制约。在考虑继电保护方案时应根据具体情况，对四个基本要求统筹兼顾，使保护方案达到最优。同时，继电保护装置在满足“四性”要求的情况下还要尽量简单。

对于中性点经电阻接地的系统，在线路发生单相接地故障时，故障电流一般在100-l000A之间。保护装置可以根据检测到的故障电流，快速切除配电系统中的接地线路，从而不易使故障点发展为两点接地故障，有利于缩短故障线路修复时间。在接地故障期间，非故障相的电压也不高于线电压。此外，这种接地方式可以将系统发生接地故障时运行设备及城市通信系统的影响限制到最小程度；中性点设备投资费用也不高；系统的事故率可大大降低，有利于整个系统安全可靠运行。对部分架空供电线路，还可以采用自动重合闸装置，以提高其对用户供电的可靠性。

3 小电阻接地系统保护的整定

3.1 出线的整定

定值要满足以下条件，一是按照过电流保护原则要保证灵敏度，二是要躲过非本线路故障时，本线路流过的最大电容电流。

（1）按躲非本线路故障时本线路的最大电容电

流值整定：

I0Ldz=KkIcL tL=0.5～2s

式中 Kk――可靠系数，取1.5～2.0；

ICL――非本线路故障时本线路的最大电容电流值。

（2）按有足够灵敏度整定

I0ldz=IgL/Klm

式中 Klm―灵敏系数，取1.5～2.0；

lgL―流过保护安装处的单相接地的最大故障电流。

其值为：IgL=IR+ IC2-ICL

式中 IR―流经中性点接地电阻的故障电流；

IC2―接地系统的接地电容电流之和；

ICL―故障线路的接地电容电流。

（3）动作时间可根据系统设备情况及运行要求来选择，一般可选：tL=0.5～2s。

考虑到单相接地故障电流值易受故障点接地电阻的影响而变化，使灵敏度降低，保护范围缩短，所以在确定整定值时可在保证选择性的基础上尽量提高灵敏度。这样可减少因接地电阻影响使保护拒动的现象。

4 结束语

通过对系统中性点接地运行方式的比较分析，论文得出了以下结论：

（1）中性点不接地运行已经越来越不适应目前城网供配电系统的发展要求；

（2）随着城网电缆数量的增多和用电负荷的增加，中性点采用经消弧线圈或经小电阻接地已成为6-10系统中性点接地运行方式的主流。

参考文献：

[l]曹振种.系统中性点接地方式解决方案[报告].北京：清华大学电机工程与应用电子技术系，2004.

[2]蒋心泽，徐永生.中性点经小电阻接地系统接地保护方案探讨[J].上海电力学院学报，1998（2）.

[3]赵卫中，孙仲齐.中性点经电阻接地的技术[J].高电压技术，1996 （3）.

[4]陈丽铭.经小电阻接地系统继电保护的配置及整定[J].湖北电力，2014（01）.

作者简介：

汤海霞（1982-） ，女，大学本科，主要从事电网运行管理、继电保护管理工作。