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浅谈10kV配电变压器的接地连接

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【摘 要】本文主要分析配电系统中,配电变压器中性点接地方式,突出接地的重要性。通过比较三种接地方式,论述了采用双接地的优点。围绕对接地电阻阻值的要求,阐述接地电阻阻值对配电变压器运行影响。

【关键词】接地;电力系统;接地方式;双接地;接地电阻阻值

接地是电力系统中常见的电气装置,是确保电气设备正常工作和安全防护的重要措施。接地装置由接地体和接地引下线组成。与土壤直接接触的金属体称为接地体;连接电气设备与接地体之间的导线(或导体)称为接地引下线。按接地的类型可分为工作接地、保护接地。所谓工作接地是指为满足电力系统或电气设备的运行要求,而将电力系统的某一点进行接地,称为工作接地,如电力系统的中性点接地;保护接地是指为防止电气设备的绝缘损坏,而将设备外壳对地电压限制在安全电压内,避免造成人身电击事故,将电气设备的外露可接近导体部分接地,称为保护接地。

但在35kV或10kv配电系统中,为提高供电可靠性,变压器一次系统中性点常采用不接地或经消弧线圈接地,即小接地电流方式。以往的配电变压器接地,通常都是将变压器高压侧避雷器、配变低压侧中性点、配变外壳接地共同连接后引下接地。这种接地,由于只有一个接地连接点,可靠性差。由于单接地的缺点,需要采用双接地加以改进,接地方式有三种:

A图 避雷器单独接地,配变外壳与中性点连接接地:

B图 配变外壳单独接地,避雷器与中性点连接接地:

C图 配变中性点单独接地,避雷器与配变外壳连接接地:

(A)图中避雷器放电时,配变高压线圈承受避雷器放电残压及接地电阻上的压降,低压侧通过感应获得这部分电压。而外壳与中性点接地,使得高、低压线圈对外壳(中性点)压差急剧增加,容易烧毁变压器或变压器所承载的负荷。

(B)图中避雷器放电时,配变高压线圈承受避雷器放电残压及接地电阻上的压降,低压侧通过感应获得这部分电压。同时由于避雷器与配变中性点连接,此时配变低压侧中性点被迫承受避雷器放电时在接地电阻上的压降。而由于外壳单独接地,因此,配变高、低压线圈、低压侧中性点对外壳压差增加,极易将绝缘击穿放电,烧毁变压器。特别是当零线有重复接地时,重复接地点流过感应雷电流,如果重复接地点接地电阻较大时,极易烧坏该点。

(C)图中避雷器放电时,配变高压线圈承受避雷器放电残压及接地电阻上的压降,低压侧通过感应获得这部分电压,由于避雷器与配变外壳连接,此时配变外壳电压升高,被迫承受避雷器放电时在接地电阻上的压降。同时配变低压侧中性点单独接地,及时将低压侧感应所得的雷电压泄入地内。

综上所述,图(C)是较为完善的接地连接方式,即,保护接地与工作接地分开。为了进一步快速降低低压侧感应雷电压,需要在配变低压侧装设一组避雷器。这样不但可以有效保护配电变压器,还能有效保护配变所承载的负荷,保护电能质量,防止电压畸变。

再谈谈对接地电阻阻值的要求。配电变压器接地电阻的大小对供电质量影响巨大,如果接地电阻值过大或发生接地线断线故障,将会由于供电电压异常造成设备烧毁,甚至会对人畜安全直接造成危险;还有当配电变压器及避雷器遭受雷击时不能正常对地放电,致使变压器及避雷器烧毁。

为保证安全可靠运行,通常规定:容量在100kVA及以上的变压器,其低压侧中性线、外壳应可靠接地,接地电阻值不应大于4Ω,每个重复接地的电阻值不应大于10Ω;容量在100kVA以下的变压器其接地电阻不应大于4Ω,每个重复接地的电阻值不应大于30Ω。

如果接地电阻值过高,在发生某单相失地时变压器接地线中将有一个电流流过,相电压在大地和接地电阻上,接地电阻越大,接地电阻上分压就越大。这时,如果误碰变压器接地线或中性线以及变压器外壳,可能导致人触电。当三相四线供电变压器中性线接地电阻过高或断开时,此时由三相负载的不平衡,变压器的中性线将发生偏移,接地点电位不为零,造成相电压不平衡,升高相可能烧毁用电设备。当接地电阻值过高时,同时也使变压器避雷器接地电阻值过高。雷击或过电压时,避雷器不能正常对地放电,导致避雷器或电压器烧毁。

【参考文献】

[1]落志鑫.浅析中性点接地方式探讨[J].机械工程与自动化,2011,12(169).

[2]张振杰. 浅析电力系统中性点接地运行情况[J].技术研发,2012(03).

[3]戴克铭.配电系统中性点接地方式探讨[J].电力安全技术,2001(1).