新型混合式3～66 kV自备电网中性点接地方式

摘 要：介绍了新型混合式3～66 kV自备电网中性点接地方式。这种中性点接地方式加上了接地短路切除动作的选择保护，以及两组不同保护水平的交流无间隙金属氧化物避雷器。在电网正常运行时，中性点电阻器接地，限压水平约2倍相电压；当线路电流保护拒动或母线短路时，电网变成中性点不接地或消弧线圈接地方式运行，限压水平为2.9～3.0倍相电压。新型混合式3～66 kV自备电网中性点接地方式综合了自备电网中性点不接地(或消弧线圈接地)和电阻器接地两种方式的优点，是国际上较优的电网中性点接地方式，也可应用于6～10 kV配电网中。
关键词：电力网；中性点接地方式；过电压；单相接地
我国3～66 kV自备电网中性点接地方式，大多数为不接地(或消弧线圈接地)，少数为电阻器接地。这些接地方式，各自具有独特的优缺点，这一种接地方式的优点正好克服另一接地方式的缺点。电网中性点不接地(或消弧线圈接地)方式，虽具有单相瞬时接地时的自恢复能力或带相接地运行的优点，但存在如下缺点：内过电压(含单相间歇性电弧接地过电压和操作过电压)高，达3～4倍相电压；持续时间长，可达0.2～2 s；单相接地起始，暂态电流大，可达几百安培，往往引发相间短路，并难做到迅速、准确地选线断开单相接地故障线路。电网中性点电阻接地方式，具有内过电压低和能迅速、准确地选线断开单相接地故障线路的优点，但单相接地线路电流保护拒动或母线短路时，会引起上一级保护动作跳闸，自备电网(或发电厂厂用电系统)停电，虽然这种情况极少，但后果严重。如何综合这两种电网中性点接地方式的优点，优势互补，克服缺点，是当今国际上电力技术的研究课题之一。?
1新型混合式电网中性点接地方式
俄罗斯1999年制订的《俄统一电力系统过电压保护导则》第5章第5?4条中推荐了“自备电网中性点电阻器接地和两组不同保护水平过电压限制器(中国称为交流无间隙金属氧化物避雷器)防护单相接地和过电压保护系统”。这种系统综合了电网中性点不接地(或消弧线圈接地)和电阻器接地方式的优点，是一种新型混合式电网中性点接地方式。因发电厂厂用电系统和工企自备电网多为6 kV电压等级，所以俄罗斯1999《俄统一电力系统过电压保护导则》是以6 kV接线为例说明的。?
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如图1所示，电网正常运行时，中性点电阻器接地。在保护系统中，除中性点电阻器R外，加上了接地短路切除动作的选择保护，以及两组不同保护水平的交流无间隙金属氧化物避雷器。?
2工作原理
如图1所示，当线路上发生单相接地故障时，接地短路有功电流流经100 Ω电阻器R，电流不大，对电力设备无危害。所有6 kV自备电网都装有电流非方向性的接地保护，无时延切除故障线路。所以这种接线方式能迅速、准确地切除单相接地故障线路，排除大量的单相接地线电压长时间地作用在电力设备和FL1上。此外，中性点电阻器R限制了间歇性电弧接地过电压至2.4倍相电压以下。所有这些创造了足够轻松的FL1运行条件，因此它的保护特性可以选择接近2倍相电压水平。
在极少数情况下，即故障线路电流保护拒动或在母线上发生单相短路时，接在中性点电阻器R回路中的电流互感器保护(KA，TA)动作，经0.5 s时间将接地变压器T连同中性点电阻器R和交流无间隙金属氧化物避雷器FL1一起切除，电网变成中性点不接地(或消弧线圈接地，电网对地电容电流超过标准规定，安装了补偿的消弧线圈时)的运行方式，仅有FL2保护，应该考虑它有承受长时间线电压的能力，因此，FL2保护性能比FL1差，限压水平为2.9～3.0倍相电压。?
3结论
推荐的这种新型混合式自备电网中性点接地方式，正常运行时，绝大多数情况下限压水平约为2倍相电压；仅是在极少数情况下，即线路电流保护拒动或母线短路时，电网变成中性点不接地或消弧线圈接地方式运行，这时仅靠FL2限压，作用于电力设备上的过电压增大到2.9～3.0倍相电压。

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上述新型混合式自备电网中性点接地方式的过电压保护系统，俄罗斯1999《俄统一电力系统过电压保护导则》认为，除应用于工企自备电网和发电厂厂用电系统外，还可以应用于6～10 kV配电网中。?
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