淺談高壓供配電系統(tǒng)中變壓器電阻接地技術(shù)

張國剛

【摘要】如今在礦山供配電系統(tǒng)，如何使有限的電力資源獲得最大利用率，如何安全的使用電力能源是電氣管理員面臨的重要問題。安全，是第一生產(chǎn)力，安全有效的使用電力能源在以上兩個(gè)問題中是更為重要的。高壓供配電系統(tǒng)中變壓器電阻接地技術(shù)就是一個(gè)可以使電能資源在傳輸過程和使用過程中安全系數(shù)大大提高的方法。

【關(guān)鍵詞】高壓供配電系統(tǒng);變壓器;電阻接地技術(shù)

隨著礦山供電系統(tǒng)的復(fù)雜和承載負(fù)擔(dān)的增加，實(shí)現(xiàn)電力穩(wěn)定和運(yùn)行安全的難度越來越高。變壓器電阻接地技術(shù)對(duì)于電力行業(yè)的安全生產(chǎn)和傳輸有著相當(dāng)重要的意義，需要大力推廣。同時(shí)，變壓器電阻接地技術(shù)也有著一些不足的地方，需要我們國家投入資金以及人才來研究這個(gè)課題，進(jìn)一步完善變壓器電阻接地這一技術(shù)。

1、電阻接地方式的優(yōu)越性

高壓供配電系統(tǒng)要選擇最佳的接地方式：電力變壓器的絕緣等級(jí)和中性點(diǎn)有關(guān)設(shè)備制造問題、單相接地故障時(shí)產(chǎn)生的異常過電壓可以有效的抑止、單相接地繼電保護(hù)方式是最簡單可靠的、對(duì)電氣設(shè)備的損害是單相接地電流、絕緣等級(jí)的配合的電纜線路、對(duì)通訊線路的干擾中的單相接地電流等。在中電流電阻接地方式中，其優(yōu)越性是單相接地異常過電壓能夠有效的被控制。增加繼電保護(hù)檢測的靈敏度，增強(qiáng)保護(hù)的作用可靠性。變壓器中性點(diǎn)有關(guān)設(shè)備制造比較簡單。

2、變壓器中性點(diǎn)電阻接地方式的依據(jù)

依據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行及變壓器的絕緣水平的需要來決定變壓器中性點(diǎn)接地方式。在中點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中使用中性點(diǎn)全絕緣變壓器，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中使用中性點(diǎn)半絕緣變壓器。在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中并不是所有變壓器的中性點(diǎn)都要接地，限制短路電流、繼電保護(hù)、系統(tǒng)的穩(wěn)定性等方面的因素都要要考慮到，然后對(duì)系統(tǒng)的接地點(diǎn)和接地參數(shù)進(jìn)行確定。（1）就絕緣方面而言，“X1ε/X0ε>1/3”這一條件故障點(diǎn)的綜合阻抗能夠滿足，如果不能滿足，中線點(diǎn)位移電壓高;（2）就限制短路短路電流而言，“X0ε/X1ε>1”這一條條件必須被滿足，否則會(huì)出現(xiàn)電流大在單相短路中;（3）就保護(hù)的配合而言，接地分布要求必須合理，否則對(duì)零序保護(hù)不能適應(yīng);

3、變壓器電阻接地技術(shù)

3.1抑制了單相接地異常過電壓現(xiàn)象

單相接地是很多礦山企業(yè)高壓供配電系統(tǒng)的主要接地系統(tǒng)，這種系統(tǒng)本身電流量較小，且對(duì)異常過電壓的控制能力較弱。而變壓器電阻接地采用的是等值電路，如圖，它能夠有效控制異常過電壓現(xiàn)象。

由圖可知，Z0和Re為并聯(lián)關(guān)系，Z1+Z2 與Z0為串聯(lián)電路。當(dāng)Re=Xe時(shí)，其VO，Ve的安全相電壓為Vb、Ve。

公式中的 Ea代表的是正常相電壓。通過將Re = Xe 代入計(jì)算，可知：

如Re的數(shù)值減小，電流量由原來的20～30A增加至100A，那么VO和Ve的電壓會(huì)降低兩倍左右，當(dāng)Re數(shù)值適當(dāng)時(shí)，IR有可能達(dá)到100A，電阻接地的異常過電壓從原來的3～3.5下降至2左右，抑制效果極為明顯。

3.2加強(qiáng)了繼電保護(hù)檢測的靈敏度

在高壓配電系統(tǒng)中，雷擊、高電位侵入等都會(huì)造成電壓升高，損壞電氣設(shè)備。故而需要通過繼電保護(hù)控制過電壓的發(fā)生。以往的單相接地主要應(yīng)用于3～10KV的電網(wǎng)中，其故障率幾乎占總故障率的3/5以上，為60%-70%左右，但是其檢測率才占有效接地電流的1/3，為20%-30%。也就是說，當(dāng)有效電流為20A時(shí)，單相接地電流僅為4-6A;當(dāng)有效電流為5A時(shí)，其接地電流才只有1-1.5A左右。同時(shí)，單相接地電流的檢測還要經(jīng)過電流互感器，檢測到的只是二次電流。如此微弱的繼電保護(hù)檢測方式，當(dāng)然不會(huì)產(chǎn)生良好的保護(hù)效果。而電流為100A的電阻接地方式，平均一次能夠?qū)崿F(xiàn)20-30A的故障電流檢測，顯著提高了繼電保護(hù)檢測的靈敏度，也增強(qiáng)了繼電保護(hù)的穩(wěn)定性和可靠性。

3.3變壓器中性點(diǎn)設(shè)備制造簡單

△/Y 型變壓器是高壓供配電系統(tǒng)常用的變壓器，它采用的是半絕緣方式，通常在二次Y型中性點(diǎn)處接入接地電阻，并且接入110KV中性點(diǎn)的變壓器絕緣等級(jí)等同于60KV的絕緣等級(jí)。同時(shí)對(duì)于Y/△ 型的變壓器，也方便加裝專用電阻接地變壓器。另外，高壓電動(dòng)機(jī)的絕緣較弱，通過變壓器電阻接地技術(shù)，可以對(duì)異常過電壓進(jìn)行有效控制和抑制，降低其等級(jí)，提高電流量，同時(shí)還增強(qiáng)了繼電保護(hù)的檢測靈敏度。這就使配電系統(tǒng)對(duì)電氣設(shè)備尤其是高壓電動(dòng)機(jī)的危害程度降低，保證系統(tǒng)的安全有效運(yùn)行。在實(shí)際應(yīng)用中，由于變壓器電阻接地技術(shù)具有強(qiáng)大的繼電保護(hù)作用，在線路發(fā)生故障時(shí)，能夠在15s之內(nèi)及時(shí)切斷線路，對(duì)于電子計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備等危害較小。

4、變壓器中性點(diǎn)電阻接地方式的應(yīng)用

4.1非直接接地系統(tǒng)情況

當(dāng)單相接地故障發(fā)生在非直接接地系統(tǒng)中的時(shí)候，短路回路沒有構(gòu)成，很小的接地故障電流，故障相不必立即切除，可靠性高的系統(tǒng)供電。在系統(tǒng)中要求較高的絕緣，并且升高到相電壓的非接地相的對(duì)地電壓。在電力系統(tǒng)中當(dāng)電壓等級(jí)不高的時(shí)候，不占主要成分的設(shè)備絕緣費(fèi)用對(duì)經(jīng)濟(jì)效益不會(huì)產(chǎn)生很大的影響，所以中性點(diǎn)非直接接地方式多應(yīng)用在6.6kV級(jí)及以下的低電壓電力系統(tǒng)中。

4.2經(jīng)電阻接地系統(tǒng)情況

單相接地故障發(fā)生在直接接地系統(tǒng)中時(shí)，另一個(gè)接地點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)，短路回路構(gòu)成，出現(xiàn)相電流很大的接地相，三相及接地相需要被迅速切除。

在高壓供配電系統(tǒng)中采用變壓器電阻接地技術(shù)，既能夠保證系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，還能夠?qū)崿F(xiàn)成本控制，減少投資，具有明顯的優(yōu)越性。采用變壓器電阻接地技術(shù)在高壓供配電系統(tǒng)中，既能夠?qū)崿F(xiàn)成本控制減少投資，還能保證系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行并具有明顯的優(yōu)越性。因此，應(yīng)該廣泛推廣并使用依此促進(jìn)中國礦山企業(yè)高壓供配電系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展。故而應(yīng)該進(jìn)行廣泛推廣和使用，促進(jìn)中國高壓供配電系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

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