中壓系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式選用技術(shù)導(dǎo)則

1、Q/GDW江蘇 省電力 公司企 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW-10-375-2008中壓系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式選用技術(shù)導(dǎo)則2008-06-15 發(fā)布2008-06-15 實施江蘇省電力公司發(fā)布 TOC o 1-5 h z 前 言II1適用范圍32規(guī)范性引用文件33術(shù)語和定義3 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 4中性點(diǎn)接地方式選用技術(shù)原則45中性點(diǎn)接地裝置選擇和應(yīng)用原則5附錄A （資料性附錄）常用計算公式和方法9電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式是一個綜合性的技術(shù)問題，它與系統(tǒng)的供電可棠性、人身安全、設(shè)備安 全、絕緣水平、過電壓保護(hù)、繼電保護(hù)、通信干擾（電磁環(huán)境）及接地裝

2、置等問題有密切的聯(lián)系。我國中壓電網(wǎng)中，80甄以上的故障是單相接地引起的，架空線為主的電網(wǎng)單相故障中絕大多數(shù)為瞬 時性故障，而架空線供電又是中壓電網(wǎng)的主要形式。合理選用中性點(diǎn)接地方式，可以減少線路故障跳閘 次數(shù)，提高供電的可靠性。在電網(wǎng)發(fā)展變化比較大的地區(qū)，合理選用中性點(diǎn)接地方式，可以減少設(shè)備的 頻繁改造和更換，減少投資。為規(guī)范管理，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)江蘇中壓電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的合理選用， 特制訂本導(dǎo)則。本導(dǎo)則的編寫格式和規(guī)則符合GB/T 1.1標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則及 DL/T 600-2001電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編寫基本規(guī)定的要求。本導(dǎo)則的附錄A為資料性附錄。本導(dǎo)則由江蘇省電力公司

3、生產(chǎn)技術(shù)部提出并解釋。本導(dǎo)則由江蘇省電力公司生產(chǎn)技術(shù)部歸I。本導(dǎo)則起草單位：江蘇省電力公司生產(chǎn)技術(shù)部、江蘇省電力試驗研究院有限公司。本導(dǎo)則主要起草人：李長益、付慧、張霽、黃芬、王建剛中壓系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式選用技術(shù)導(dǎo)則1適用范圍本導(dǎo)則規(guī)定了 10kV 20kV和35kV三個電壓等級的中壓系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的選用技術(shù)原則，并 給出了消弧線圈和小電阻裝置及其配套接地變、電流互感器等設(shè)備的推薦配置原則。本導(dǎo)則適用于江蘇電網(wǎng)中壓系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的選用。2規(guī)范性引用文件本導(dǎo)則引用了下列標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)條文，當(dāng)這些標(biāo)準(zhǔn)修訂后，使用本導(dǎo)則者應(yīng)引用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的有關(guān)條文。DL/T 620交流電氣裝置的過電壓保護(hù)

4、和絕緣配合DL/T 621交流電氣裝置的接地DL/T 780配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地電阻器DL/T 1057自動跟蹤補(bǔ)償消弧線圈成套裝置技術(shù)條件國家電網(wǎng)公司 國家電網(wǎng)生20041634 5 10kV66kV消弧線圈裝置技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3術(shù)語和定義卜.列術(shù)語和定義適用于本導(dǎo)則。1中性點(diǎn)有效接地方式系統(tǒng)在各種條件下應(yīng)該使零序與正序電抗之比（X/Xi）為正值并旦小于3,且零序電阻對正序電抗 （Ro/X；）之比為正值并且不大于1。中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地和中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地均 屬于該類系統(tǒng)。3.2中性點(diǎn)非有效接地方式系統(tǒng)在各種條件下應(yīng)該使零序與正序電抗之比（X。/%）大于3。中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈

5、 接地和中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地均屬于該類系統(tǒng)。3.3高電阻接地系統(tǒng)系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)過一定阻值的電阻接地，一般限制單相接地故障電流小于10A。高電阻接地系統(tǒng)的 設(shè)計應(yīng)符合RoXco （Ro是系統(tǒng)等值零序電阻，是系統(tǒng)每相的對地分布容抗）的準(zhǔn)則，以限制由于間 隙性電弧接地故障產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓。小電阻接地系統(tǒng)系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)過一定阻值的電阻接地，小電阻的選擇應(yīng)使系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，有足夠電流滿 足繼電保護(hù)快速性和選擇性的要求，一般限制單相接地故障電流為100A1000A。對于一般系統(tǒng)，限 制瞬態(tài)過電壓的準(zhǔn)則是(Ro / Xo)其中X。是系統(tǒng)等值零序感抗。3.5故障點(diǎn)金屬性接地系統(tǒng)中某一相直接與地連接。此時對于中性

6、點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)，中性點(diǎn)對地電壓有效值達(dá)到系 統(tǒng)相電壓；中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)中，中性點(diǎn)對地電壓有效值接近系統(tǒng)相電壓。3.6故障點(diǎn)阻抗接地系統(tǒng)中某一相經(jīng)過一定的阻抗與地連接。此時系統(tǒng)中性點(diǎn)對地電壓受接地點(diǎn)阻抗影響，通常小 于系統(tǒng)相電壓。故障點(diǎn)阻抗值越高，中性點(diǎn)對地電壓越小。3.7系統(tǒng)電容電流三相系統(tǒng)總的電容電流為(3Un /Xco), Un為系統(tǒng)標(biāo)稱相電壓，Xc。為每相對地容抗。3.8單相接地故障電容電流系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地時，發(fā)生系統(tǒng)單相金屬性接地而流過故障點(diǎn)的故障電流，它在數(shù)值上等于系 統(tǒng)的電容電流(3Un /Xco) o3.9殘流中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，經(jīng)消弧線圈補(bǔ)償裝置補(bǔ)償

7、后流過接地點(diǎn)的全 電流。3. 10中性點(diǎn)不對稱電壓中性點(diǎn)不對稱電壓是指電力系統(tǒng)在中性點(diǎn)懸空的情況下，發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)與大地之間 的電位差，該電位差主要因系統(tǒng)三相對地電容的不對稱所致。3. 11中性點(diǎn)位移電壓當(dāng)中性點(diǎn)接地裝置投入電網(wǎng)后，中性點(diǎn)與大地之間的電位差稱為中性點(diǎn)位移電壓。中性點(diǎn)經(jīng)消 弧線圈接地時，因系統(tǒng)對地電容和消弧線圈電感串聯(lián)的關(guān)系，中性點(diǎn)電位會出現(xiàn)顯著升高；中性點(diǎn) 經(jīng)小電阻接地時，中性點(diǎn)電位將比中性點(diǎn)不對稱電壓有所降低：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的中性點(diǎn)位移電 壓就等于中性點(diǎn)不對稱電壓。4中性點(diǎn)接地方式選用技術(shù)原則1不直接連接發(fā)電機(jī)的10kV、20kV和35kV架空線路系統(tǒng)（一般變電站出

8、線電纜總長度小于1公 里，其余均為架空線路的線路），當(dāng)單相接地故障電容電流不超過下列數(shù)值時，應(yīng)采用不接地方式; 當(dāng)超過下列數(shù)值，又需在接地故障條件下運(yùn)行時，宜采用消弧線圈接地方式：a）10kV. 20kV和35kV鋼筋混凝土或金屬桿塔的架空線路構(gòu)成的系統(tǒng)，10A。b）10kV和20kV非鋼筋混凝土或非金屬桿塔的架空線路構(gòu)成的系統(tǒng)，20Ao10kV、20kV和35kV全電纜線路構(gòu)成的中壓配電系統(tǒng)，宜采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式，此時 不宜投入線路重合閘功能：全電纜線路構(gòu)成但規(guī)模固定的系統(tǒng)也可以采用消弧線圈接地系統(tǒng)。10kV. 20kV和35kV由電纜和架空線路構(gòu)成的混合配電系統(tǒng)，規(guī)定如下：a）變電

9、站每段母線單相接地故障電容電流大于100A （35kV系統(tǒng)為50A）時，宜采用小電阻接地 方式。注：當(dāng)單根電纜電容電流較大時，小電阻接地系統(tǒng)也可以采用加裝適當(dāng)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄌ岣呃^電保護(hù)靈敏度。b）當(dāng)變電站單相接地故障電流中的諧波分量超過4%,且每段母線單相接地故障電容電流大于75A 時宜采用小電阻接地方式。c）變電站每段母線單相接地故障電容電流小于100A （35kV系統(tǒng)為50A）時，宜采用消弧線圈接 地系統(tǒng)，運(yùn)行中應(yīng)投入保護(hù)裝置中的重合閘功能。d）系統(tǒng)變化不確定性較大、電容電流增長較快的主城區(qū)，無論是否全電纜系統(tǒng)都可以采用小電 阻接地系統(tǒng)。4.4對于10kV. 20kV純架空線路構(gòu)成的配電系統(tǒng)，

10、單相接地故障電容電流小于10A時，一般應(yīng)采 用不接地方式；對于頻繁發(fā)生斷線諧振的該類配電系統(tǒng)，也可采用高電阻接地方式，一般中壓系統(tǒng) 中不推薦采用高電阻接地方式。4.5采用小電阻接地方式的10kV、20kV和35kV系統(tǒng)，桿塔接地電阻安全性校核（接觸電壓、跨步 電壓）的故障持續(xù)時間應(yīng)按照后備保護(hù)動作時間考慮，一般為1.31.5s。4.6小電阻接地系統(tǒng)中架空線路應(yīng)采用絕緣導(dǎo)線，以減少瞬時性接地故障，并應(yīng)采取相應(yīng)的防雷擊 斷線措施，如裝設(shè)帶外間隙的避雷器、防弧線夾或架設(shè)架空屏蔽線等措施。4.7采用消弧線圈接地和電阻接地方式時，系統(tǒng)設(shè)備的絕緣水平宜按照中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的絕緣水 平選擇。5中性點(diǎn)接地裝置

11、選擇和應(yīng)用原則5.1消弧線圈裝置的選擇和應(yīng)用戶外安裝的消弧線圈裝置，應(yīng)選用油浸式銅繞組，戶外預(yù)裝式或組合式消弧線圈裝置，可選用 油浸式銅繞組或干式銅繞組：戶內(nèi)安裝的消弧線圈裝置，選用干式銅繞組。消弧線圈裝置應(yīng)能自動跟蹤系統(tǒng)電容電流并進(jìn)行調(diào)節(jié)。自動跟蹤的消弧線圈宜并聯(lián)中電阻（小 電阻）和相應(yīng)的故障選線裝置，以提高故障選線的正確性，及時隔離故障線路。消弧線圈的容量應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)5T0年的發(fā)展規(guī)劃確定，一般按下式計算：W = kIUn/y/3式中：W 一消弧線圈的容量，kVA：k 一發(fā)展系數(shù)，取值范圍1.35-1.6：Ic一當(dāng)前系統(tǒng)單相接地電容電流，A：Un系統(tǒng)標(biāo)稱電壓，kVo自動跟蹤的消弧線圈裝置應(yīng)滿

12、足DL/T 1057自動跟蹤補(bǔ)償消弧裝置技術(shù)條件的要求，另外, 運(yùn)行中還應(yīng)滿足：a）正常運(yùn)行情況下，中性點(diǎn)位移電壓不應(yīng)超過系統(tǒng)標(biāo)稱相電壓的15%。b）消弧線圈宜采用過補(bǔ)償運(yùn)行方式，經(jīng)消弧線圈裝置補(bǔ)償后接地點(diǎn)殘流不超過5Aoc）安裝消弧線圈裝置的系統(tǒng)在接地故障消失后，故障相電壓應(yīng)迅速恢復(fù)至正常電壓，不應(yīng)發(fā) 生任何線性或非線性諧振。d）調(diào)匝式消弧線圈裝置的阻尼電阻值應(yīng)有一定的調(diào)節(jié)范圍，以適應(yīng)系統(tǒng)對稱度發(fā)生變化時， 不應(yīng)誤發(fā)系統(tǒng)接地信號或發(fā)生線性串聯(lián)諧振。阻尼電阻的投入和退出應(yīng)采用不需要分合閘信號和電 源的電力電子設(shè)備，禁止使用需要分合閘電源的接觸器等設(shè)備。阻尼電阻的投入和退出不應(yīng)人為的 設(shè)置動作時

13、延。e）消弧線圈裝置本身不應(yīng)產(chǎn)生諧波或放大系統(tǒng)的諧波，影響接地電弧的熄滅。在某些運(yùn)行方 式下，調(diào)容式消弧線圈會放大系統(tǒng)的諧波電流，一般不推薦采用（調(diào)容和調(diào)匝相結(jié)合的消弧線圈除 外）。f）消弧線圈裝置的控制設(shè)備應(yīng)具有良好的抗電磁干擾水平，一般應(yīng)達(dá)到3級。消弧線圈裝置 的控制系統(tǒng)允許瞬時出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象，但應(yīng)能迅速自行恢復(fù)。g）消弧線圈裝置應(yīng)采用帶錄波系統(tǒng)和通用網(wǎng)絡(luò)接II,以便于故障分析和遠(yuǎn)方調(diào)用消弧線圈裝 置的動作信息。5.2中性點(diǎn)電阻裝置的選擇和應(yīng)用接地電阻裝置電阻值的選擇應(yīng)綜合考慮繼電保護(hù)技術(shù)要求、故障電流對電氣設(shè)備和通信的影響, 以及對系統(tǒng)供電可靠性、人身安全的影響等。電阻值的選擇應(yīng)限制金屬性

14、單相接地短路電流為300 -600Ao中性點(diǎn)電阻值選擇范闈如下：10kV系統(tǒng)，10-20歐姆；20kV系統(tǒng)，20-40歐姆；35kV系統(tǒng)，35-70歐姆。中性點(diǎn)接地電阻裝置應(yīng)滿足DL/T 780配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地電阻器的要求，另外，在選擇和 運(yùn)行中還應(yīng)滿足：a）電阻裝置應(yīng)采用不銹合金鋼型電阻器，電阻器的熱容量應(yīng)考慮繼電保護(hù)后備保護(hù)的動作時 間以及斷路器的動作時間并留有一定的裕度。一般選擇熱穩(wěn)定時間10秒鐘，溫升應(yīng)不超過760K； 計算電阻器長期通流值的電壓取值按照中性點(diǎn)位移電壓不超過系統(tǒng)標(biāo)稱相電壓的10%選取，電阻器 的長時間運(yùn)行溫升應(yīng)不超過380Ko電阻器中固定電阻用的夾件和支撐件均應(yīng)能耐受

15、相應(yīng)的溫度。b）電阻器材料的溫度系數(shù)應(yīng)不超過2.0 x10-*/C,接地故障發(fā)生時電阻器的阻值升高應(yīng)保證重 合閘時，繼電保護(hù)仍有足夠的靈敏度。10秒溫升試驗中，達(dá)到溫升限值時電阻器電流衰減值不應(yīng)超 過初始電流的20%oc）接地電阻裝置絕緣水平應(yīng)按照相應(yīng)電壓等級的要求選擇。d）接地電阻回路中宜增加中性點(diǎn)電流監(jiān)測或接地電阻溫升檢測裝置。5.3接地變壓器的選用對于無中性點(diǎn)引出的10kV、20kV和35kV系統(tǒng)，應(yīng)安裝接地變壓器，接地變壓器應(yīng)采用Z型接線變 壓器。其容量按配電變壓器容量（kVA）優(yōu)先數(shù)選取，一般為30, 50, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400

16、, 500, 630, 。接地變壓器三相零序阻抗不宜大于表1數(shù)據(jù)，消弧線圈裝置在測量系統(tǒng)電容電流時應(yīng)計及該阻 抗。表1不同電壓等級接地變零序阻抗數(shù)值10kV20kV35kV零序阻抗（。）510303.1消弧線圈系統(tǒng)用接地變壓器消弧線圈用接地變壓器一般通過斷路器接入母線，應(yīng)采用三相同時分合的開關(guān)設(shè)備，不應(yīng)采用 隔離開關(guān)-單相熔絲組合作為接地變壓器投切和保護(hù)設(shè)備。消弧線圈用的接地變壓器，不兼做所用變壓器時，其容量按消弧線圈的容量選取；兼做所用變 壓器時，接地變壓器容量按照以下公式計算：S- =（Sl + 0.6S2）2+（0.8S2）2其中S1為系統(tǒng)電容電流對應(yīng)的容量；S2變電所用電負(fù)荷容量。5.

17、 3.2電阻接地系統(tǒng)用接地變壓器5. 3. 2. 1中性點(diǎn)電阻接地系統(tǒng)用接地變壓器安裝位置a）接地變壓器通過隔離開關(guān)接至主變壓器次級首端，與主變同時投入或退出運(yùn)行，不應(yīng)兼做 所用變壓器。接地變壓器全回路處于主變壓器的差動保護(hù)范I韋I內(nèi)，線路和母線發(fā)生接地故障時，主變壓器回 路和接地變壓器回路的CT均有零序電流流過，主變壓器差動保護(hù)應(yīng)剔除或躲過該部分的零序電流。 由于接地變壓器為Z型接線，其高壓側(cè)電流互感器的二次回路的接線方式應(yīng)與之相配合。一般，小電 阻接地系統(tǒng)推薦接地變壓器通過隔離開關(guān)接至主變壓器次級首端。b）接地變壓器通過斷路器接至母線，可以兼做所用變壓器。線路和母線發(fā)生接地故障時，主變壓器

18、回路的CT無零序電流流過，只有接地變壓器、小電阻和 線路CT（線路故障時）有零序電流流過，接地變壓器零序保護(hù)可以作線路故障后備保護(hù)。開關(guān)、母線 等裸露的帶電部分應(yīng)采用熱塑材料加以封閉以盡量減少這部分設(shè)備的故障可能性。5. 3. 2. 2電阻接地系統(tǒng)接地變壓器容量的選取小電阻接地系統(tǒng)用接地變壓器不兼作所用變壓器時，容量按接地故障時流過接地變壓器電流對 應(yīng)容量的1/10選??；接地變壓器兼作所用變壓器時，其容量還應(yīng)加上所用負(fù)荷容量。5.4電流互感器的選用消弧線圈接地系統(tǒng)的電流互感器一般應(yīng)接在消弧線圈和地之間；小電阻接地系統(tǒng)的電流互感器, 可以根據(jù)需要，接在電阻器和地之間或者接在中性點(diǎn)和電阻器之間。a

19、）消弧線圈接地系統(tǒng)的電流互感器按照常規(guī)配置，采用帶并聯(lián)中電阻的消孤線圈系統(tǒng)宜在每 路出線安裝零序電流互感器。額定電流和變比按照電阻投入時線路發(fā)生金屬性接地的電流 選取，并留有一定的裕度。b）小電阻接地系統(tǒng)宜在每路出線安裝伏安特性良好的零序電流互感器。c）消弧線圈裝置和電阻裝置用電流互感器的絕緣水平視安裝位置的不同而不同，直接接在固 定的接地點(diǎn)端的可以選用低壓電流互感器：通過其他設(shè)備接到固定接地端的應(yīng)采用與消弧 線圈或電阻裝置相同電壓等級的電流互感器。附錄A（資料性附錄）常用計算公式和方法A.1輸電線路電容的計算方法（1）架空線路圖A.1架空線路電容參數(shù)計算圖圖A. 1所示為一條三相架空線路，導(dǎo)線。，b,。上分別載有電荷0, 0,和0，采用鏡像法 計算線路的對地電容，線路的電荷與對地電位之間存在如卜關(guān)系：可通過。導(dǎo)線上有單位電荷而其他導(dǎo)線沒有電荷時導(dǎo)線。上的電位，由:可得:式中為導(dǎo)線。的半徑；Hg為a導(dǎo)線與其鏡像導(dǎo)線之間的距離。同理可求出互電位系數(shù)，從而求出電位系數(shù)矩陣。因此，輸電線路的每相等值電容可由卜式求得：式中：以一空氣介電常數(shù)，IO”