虞長(zhǎng)春

（廣西賀州市鐘山縣花山水庫(kù)工程管理所 廣西賀州 542699）

發(fā)電廠中性點(diǎn)接地系統(tǒng)淺析

虞長(zhǎng)春

（廣西賀州市鐘山縣花山水庫(kù)工程管理所 廣西賀州 542699）

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，發(fā)電廠越來(lái)越多。而發(fā)電廠中性點(diǎn)接地系統(tǒng)能夠確保發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而常見(jiàn)的接地系統(tǒng)有直接接地型、低電阻接地性、中性點(diǎn)不接地型、消弧線(xiàn)圈接地型、高電阻接地型五種，不同的發(fā)電廠要根據(jù)自身情況選擇合適的接地形式，從而確保發(fā)電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行，保障人身及設(shè)備安全等。因此本文就針對(duì)發(fā)電廠中性點(diǎn)接地系統(tǒng)進(jìn)行了一定的分析，旨在說(shuō)明發(fā)電廠的中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，發(fā)揮出發(fā)電廠中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的最大作用。

發(fā)電廠；中性點(diǎn)；接地系統(tǒng)

引言

發(fā)電廠的接地系統(tǒng)是將具有良好導(dǎo)電功能的設(shè)施與地面相接，起到保證安全、保障發(fā)電廠正常運(yùn)行的效果。而發(fā)電廠的中性點(diǎn)接地系統(tǒng)則是接地系統(tǒng)中最重要的一個(gè)部分，它對(duì)于整個(gè)發(fā)電廠都起著至關(guān)重要的作用。它的基本原理是經(jīng)過(guò)發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)以及變壓器的中性點(diǎn)，來(lái)進(jìn)行接地的。但是中性點(diǎn)的接地方式多種多樣，每一種都有每一種不同的特點(diǎn)，發(fā)電廠的工作人員就需要認(rèn)真了解不同的接地方式。那么筆者針對(duì)不同電壓下的中性點(diǎn)的接地方式，進(jìn)行一些說(shuō)明，將從電力系統(tǒng)的具體情況著手，具體問(wèn)題具體對(duì)待，進(jìn)一步深化分析發(fā)電廠中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，使得發(fā)電廠中性點(diǎn)接地系統(tǒng)能夠達(dá)到高技術(shù)、高效率的目標(biāo)（如圖1）。

1 發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)接地的方式以及相關(guān)特點(diǎn)

圖1 變壓器中性點(diǎn)接地電阻柜示意圖

要想很好地了解發(fā)電廠的各個(gè)情況，就必須先了解發(fā)電機(jī)的各個(gè)工作原理。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，發(fā)電機(jī)技術(shù)也在不斷地發(fā)展，隨之產(chǎn)生的就是各種各樣的發(fā)電機(jī)類(lèi)型。針對(duì)不同種類(lèi)的發(fā)電機(jī)類(lèi)型，就有不同種類(lèi)的中性點(diǎn)接地方式。那么筆者就先針對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行一定的說(shuō)明。

1.1 發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)接地方式

就目前的技術(shù)以及發(fā)電機(jī)的型號(hào)來(lái)看，中性點(diǎn)的接地技術(shù)主要有以下這五種方式：①直接接地型。這種方式不需要電阻以及其他設(shè)備的介入，是直接將其接地。②通過(guò)低電阻接地性。這種方式是通過(guò)低電阻將其介入地，有設(shè)備的介入。③中性點(diǎn)不接地型。④通過(guò)高電阻接地型。⑤通過(guò)消弧線(xiàn)圈接地型。這是通過(guò)消弧線(xiàn)圈來(lái)將電流導(dǎo)入地下，它是一種創(chuàng)新型的接地系統(tǒng)，具有一定的優(yōu)勢(shì)。

1.2 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式的相關(guān)特點(diǎn)

發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式的不同，其特點(diǎn)也有不同。接下來(lái)筆者針對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)來(lái)進(jìn)行一些介紹：①在電力系統(tǒng)發(fā)展的開(kāi)始階段，發(fā)電機(jī)的技術(shù)還沒(méi)有十分成熟，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地方式主要是采用直接接地法與通過(guò)低電阻接地。這兩種接地方式是有著一定的優(yōu)勢(shì)同時(shí)也是有著一些不足的。主要優(yōu)勢(shì)是當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生單機(jī)接地故障時(shí)，能夠迅速反應(yīng)，使得發(fā)電機(jī)能夠快速避過(guò)；主要的劣勢(shì)是直接接地與低電阻接地短時(shí)間通過(guò)的電流量太大，使得線(xiàn)路容易出現(xiàn)一系列的問(wèn)題，很可能短時(shí)間內(nèi)破壞了線(xiàn)路鐵芯，因此針對(duì)大型發(fā)電廠不適用。②在之后出現(xiàn)的中性點(diǎn)不接地技術(shù)，只是將少量的電流通過(guò)線(xiàn)路，對(duì)于接地線(xiàn)路起到了一定的保護(hù)作用。這種方式有著其自身的優(yōu)勢(shì)，它能夠使得電流的破壞程度降低。但是這種方式也有著一定的缺點(diǎn)：當(dāng)電流過(guò)大時(shí)，接地電弧無(wú)法自熄，這樣會(huì)導(dǎo)致電弧接地過(guò)電壓過(guò)大，從而使得線(xiàn)路受到損害。它的弊端之一就是對(duì)接地的電流有一定的要求。③發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用通過(guò)高電阻接地型的相關(guān)特點(diǎn)。這種方式能夠很好的保護(hù)電弧，防止電弧的重燃現(xiàn)象。這是由于在中性點(diǎn)出現(xiàn)較高的電壓時(shí)高電阻的阻礙作用，使得電弧的接地電壓降低。這種方式在大型發(fā)電廠廣為使用，具有很多優(yōu)勢(shì)，但是它也是有一定的缺點(diǎn)的。這種接地方式由于要短時(shí)間跳開(kāi)故障的發(fā)電機(jī)，可能會(huì)使得發(fā)電機(jī)鐵芯迭片產(chǎn)生較高的溫度，甚至融化。④通過(guò)消弧線(xiàn)圈接地型。這種接地方式在我國(guó)廣為使用，這是由于它能夠?qū)⒐收想娏骺刂圃谝粋€(gè)很小的范圍之內(nèi)。

2 發(fā)電廠低電壓時(shí)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)

在這一小節(jié)中，筆者將針對(duì)發(fā)電廠低電壓的中性點(diǎn)接地系統(tǒng)進(jìn)行一定的說(shuō)明。希望能夠使得廣大讀者深入了解發(fā)電廠中性點(diǎn)接地系統(tǒng)。

2.1 發(fā)電廠中性點(diǎn)接地系統(tǒng)在低壓情況下的類(lèi)型選擇

在低壓系統(tǒng)中，發(fā)電廠中性點(diǎn)接地系統(tǒng)主要有這幾種：①TN系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)是將設(shè)施外顯的部位用具有保護(hù)功能的線(xiàn)路連接起來(lái)，只有一個(gè)點(diǎn)接入地面。這種系統(tǒng)也可以細(xì)分為這樣幾個(gè)系統(tǒng)：TN-S系統(tǒng)，TNC-S系統(tǒng)，TN-C系統(tǒng)。這三個(gè)系統(tǒng)主要是根據(jù)中性線(xiàn)與保護(hù)線(xiàn)是否合一來(lái)區(qū)分的。②TT系統(tǒng)。這種系統(tǒng)不同于TN系統(tǒng)的是該系統(tǒng)是由一個(gè)直接接地的點(diǎn)來(lái)進(jìn)行接地的。③IT系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是完全不同于前兩種系統(tǒng)的。它的帶電部位是不直接與地面相連的。

2.2 發(fā)電廠中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的接地電阻的類(lèi)型選擇相關(guān)情況

針對(duì)發(fā)電廠的中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的接地電阻選擇方面需要根據(jù)情況分類(lèi)進(jìn)行一定的說(shuō)明：①當(dāng)配電變壓器安裝在建筑物外時(shí)，接地電阻的選擇應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件：a.配電變壓器的高壓部分不能夠接入地面，同時(shí)低壓系統(tǒng)的電源接地點(diǎn)與配電變壓器可以使用同一個(gè)接地裝置，但是需要注意的是變壓器的高壓側(cè)電壓低于低電阻接地系統(tǒng)時(shí)，就不能共用一個(gè)接地裝置了。b.應(yīng)當(dāng)關(guān)注該建筑是否與總等電位連接，如果沒(méi)有進(jìn)行連接，在選擇接入地點(diǎn)時(shí)，要注意低壓系統(tǒng)的接地點(diǎn)與建筑物之間的距離需要進(jìn)行一定的測(cè)量，在大于50m時(shí)，要采用電纜等設(shè)施將其連接到建筑物的所在地。并且保護(hù)線(xiàn)路要重復(fù)的介入地面，并且保證接地的電阻不超過(guò)10Ω。②當(dāng)配電變壓器安裝在建筑物內(nèi)時(shí)，接地電阻的選擇應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足以下條件：當(dāng)變壓器的高壓側(cè)運(yùn)用不接地、或者消弧線(xiàn)圈接地以及高電阻接地的系統(tǒng)，需要采用的電阻是大于50Ω的，并且低壓系統(tǒng)與變壓器可以采用一個(gè)接地裝置。針對(duì)不同的系統(tǒng)，變壓器與低壓系統(tǒng)的接入方式也是不同的，筆者認(rèn)為需要具體情況具體對(duì)待。

3 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地電阻柜的相關(guān)情況

針對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地電阻柜的相關(guān)情況，筆者認(rèn)為有必要進(jìn)行一定的說(shuō)明。那么下面筆者從以下幾個(gè)方面進(jìn)行一定的闡述：

3.1 相關(guān)設(shè)備的具體描述

就目前我國(guó)的情況來(lái)看，我國(guó)的發(fā)電機(jī)普遍采用的是中壓系統(tǒng)，其電壓在1～20kV之間。因此，我國(guó)針對(duì)這樣的系統(tǒng)采用的接地方式主要有：直接接地方式、通過(guò)消弧線(xiàn)圈接地的方式以及通過(guò)高電阻的接地方式。這三種方式能夠很好地滿(mǎn)足我國(guó)用電的需求。但是這幾種方式是有一定的缺陷的，當(dāng)發(fā)生定子繞組單相接地的情況時(shí)，其電壓就會(huì)超過(guò)額定的標(biāo)準(zhǔn)，甚至超過(guò)額定電壓的38倍，在這種情況下就很容易導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障，甚至?xí)沟冒l(fā)電機(jī)的絕緣設(shè)施嚴(yán)重?fù)p壞。由于這些缺點(diǎn)，一些國(guó)家就放棄了直接接地等方式，采用高電阻接地的方式，這樣就可以有效地防止弧光接地閃爍的現(xiàn)象，避免了對(duì)發(fā)電機(jī)造成傷害，使得發(fā)電系統(tǒng)能夠更好地運(yùn)用。

3.2 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地電阻柜的特點(diǎn)

發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地電阻柜的特點(diǎn)主要有這幾個(gè)方面：①柜體的材料具有一定的要求，需要采用不銹鋼或者冷軋鋼板等防腐材質(zhì)。②電阻需要具有一定的限制。不能采用普通的電阻，需要采用優(yōu)質(zhì)鎳鉻合金電阻，這樣的電阻性能較為穩(wěn)定，具有很好的導(dǎo)電效果，并且可以耐高溫，在有較大電流通過(guò)時(shí)，可以穩(wěn)定的使用。③接地的變壓器要需要采用單相干式變壓器。當(dāng)然變壓器的型號(hào)可以根據(jù)用戶(hù)的具體情況，具體選擇。④需要設(shè)置智能控制單元。在使用電阻柜時(shí)，需要監(jiān)視發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的電流等情況，這就需要采用智能化控制，使得相關(guān)信息可以快速地傳輸?shù)奖O(jiān)控者手中。⑤對(duì)于柜體內(nèi)的溫度控制需要采取一定的控制設(shè)施，筆者認(rèn)為可以根據(jù)具體的情況來(lái)決定。

4 變壓器中性點(diǎn)的接地電阻柜的相關(guān)情況

上文中，筆者針對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地電阻柜的相關(guān)情況進(jìn)行了一定的說(shuō)明，那么下面筆者針對(duì)變壓器中性點(diǎn)的接地電阻柜的相關(guān)情況也進(jìn)行一定的說(shuō)明。那么筆者將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行一定的闡述：

4.1 相關(guān)設(shè)備的具體描述

針對(duì)變壓器的相關(guān)情況，在我國(guó)主要是采用不接地、通過(guò)消弧線(xiàn)圈接地以及通過(guò)電阻接地這幾種情況，它適用于6～35kV的電壓下。但是這幾種方式是具有一定的缺陷的，目前我國(guó)正在針對(duì)這幾種方式尋找解決措施。

4.2 變壓器中性點(diǎn)的接地電阻柜的特點(diǎn)

其特點(diǎn)與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地電阻柜的特點(diǎn)類(lèi)似，在此就不一一進(jìn)行闡述了。主要區(qū)別在于變壓器中性點(diǎn)的接地電阻柜需要加裝接地動(dòng)作次數(shù)計(jì)數(shù)器，而發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地電阻柜不需要。

5 總結(jié)

綜上所述，我們可以看出發(fā)電廠中性點(diǎn)接地系統(tǒng)有著很多種類(lèi)，同時(shí)在日常生活中這些不同的方式都得到了有效的應(yīng)用，因此發(fā)電廠中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的工作者需要根據(jù)不同發(fā)電廠的不同情況，從實(shí)際的角度出發(fā)，選擇最有利于發(fā)電廠的方式。并且隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，整個(gè)配電系統(tǒng)的電流都在不斷地增大，這對(duì)于電力工作者而言是不同于以往的考驗(yàn)，這就需要廣大電力工作者不斷地進(jìn)行思考，不斷提出創(chuàng)新型辦法，對(duì)于發(fā)電廠中性點(diǎn)接地系統(tǒng)進(jìn)行深入地研究，不斷的完善接地系統(tǒng)，使得發(fā)電廠能夠更加安全、更加高效地進(jìn)行工作，從而保證消費(fèi)者的用電需求。

[1]李偉.關(guān)于發(fā)電廠主變壓器的中性點(diǎn)保護(hù)和運(yùn)行分析[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2014（3）：219.

[2]紀(jì)彥國(guó).試論變壓器中性點(diǎn)保護(hù)及運(yùn)行問(wèn)題[J].科技與企業(yè)，2015（2）：180.

[3]劉慧媛.110kV風(fēng)力發(fā)電廠110kV變壓器中性點(diǎn)接地問(wèn)題研究[J].科技風(fēng)，2013（15）：103，105.

TM862

A

1004-7344（2016）04-0117-02

2016-1-13

虞長(zhǎng)春（1978-），男，助理工程師，大專(zhuān)，主要從事電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化工作。