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工廠電力系統大電纜配電系統中性點接地方式與供電論文
[摘要]工廠供電系統的安全運行對工業企業來說至關重要,特別是對于大型企業,企業供電的可靠性、連續性和安全性要求很高。對大型工廠電力系統大電纜配電系統中性點接地方式與供電可靠性進行了研究。
[關鍵詞]工廠;供電;中性點方式
大型企業具有電力負荷密度大、供電可靠性要求高、供配電線路以電力電纜為主等特點。大型企業35/6kV配電網,其系統中性點以前主要采用的是中性點不接地的運行方式,這對過去以架空線路為主的配電網是適宜的,但是近年來隨著電網的快速發展,電網逐漸發展為以電纜線路為主,電纜的長度不斷增加,使得電網的接地電容電流水平不斷提高;另一方面,氧化鋅避雷器和結構緊湊的進口全封閉組合電器也得到廣泛應用。在這種形勢下,原有的中性點不接地運行方式已不能適應。同時隨著BZT技術和短時停電再啟動技術的應用,為電阻接地方式的應用創造了很好的條件。
一、中性點不接地系統存在的問題
(一)中性點不接地電網發生單相接地時,系統內部過電壓水平高(可達到3。5~4。0倍相電壓),持續時間長,而電纜和一些全封閉組合電氣絕緣水平低。某些進口設備絕緣水平低于我國同電壓等級設備的絕緣水平。以40。5kV真空斷路器為例,進口設備工頻交流試驗標準是70kV,而我國同電壓等級設備工頻交流試驗標準是95kV。而這些進口設備一旦擊穿很難修復,因而不宜帶單相接地故障繼續運行。
(二)單相接地時,避雷器長時間在工頻過電壓下運行易發生損壞甚至爆炸。目前,采用提高氧化鋅避雷器運行電壓的方法來避免爆炸事故發生,但這并不經濟,因而這種接地方式不利于無間隙氧化鋅避雷器的推廣應用。
(三)電纜的大量使用,已經不宜采用中性點不接地系統來保證供電的連續性。在這種中性點不接地系統中,當配電網電壓發生突變、變壓器高壓線圈發生接地、系統發生接地或弧光接地故障時,都可能在系統中引發過電壓。對于空載勵磁特性較差的電壓互感器,在過電壓作用下,因勵磁電流的劇增,會導致高壓熔斷器頻繁熔斷,甚至造成電壓互感器燒毀,如果處理不當,或保護配置不周全,此類異常狀況有可擴大為全廠性事故。
二、中性點經消弧線圈接地系統存在的主要問題
(一)如果消弧線圈調整不當,在系統正常運行時,可能會在中性點產生較高的諧振過電壓,并直接影響系統的安全運行。
當消弧電感感抗和系統對地容抗相近,使補償度很小時,系統中性點在正常運行時可能會出現相當高的過電壓,超過運行電氣設備的正常絕緣水平。
(二)準確檢測出接地故障線路較困難,目前雖有不少微機型的高靈敏度接地保護裝置,但實用情況均不夠理想。
(三)雖然現在有自動跟蹤、自動調諧的智能型消弧線圈,但當系統發生單相接地時,消弧線圈不再調整,若接地檢測裝置不能檢測出故障線路,還必須依靠拉合有關線路查找故障點。對于出線回路數多、母線結線復雜的配電網,查找故障的時間可能很長,在查找過程中會出現過補償或欠補償超過允許值的情況,致使這將會使再多次發生弧光復燃,出現過電壓,將有可能使相鄰敷設的電力電纜被破壞,致使事故范圍擴大。
三、大型企業配電網中性點經電阻接地方式的可行性
(一)中性點電阻接地方式有效地解決了單相接地過電壓問題
有關資料表明,當電阻電流與故障點的電容電流相近或略大于電容電流,可以有效抑制弧光接地過電壓幅值,并對繼電保護有利。
(二)供電可靠性
采用電阻接地后,當發生單相接地故障時線路要立即跳閘,不能保證用戶的連續供電。但石化系統的配電網,不是過去的單電源的輻射系統或樹形系統,而是雙電源供電系統。因此,在這種情況下,提高供電可靠性就不再單靠要求帶單相接地故障運行幾個小時來保證,而是靠BZT裝置和短時停電再啟動技術來保證。
BZT裝置是保證系統可靠性的重要技術手段,石化系統的配電網中幾乎百分之百使用,起到了很好效果。同時,在發電廠中廣泛應用的保證工廠用電連續性的“智能型快速切換裝置”可以在石化系統的配電網中應用,這樣可以較好地提高企業供電系統的可靠性。
短時停電再啟動技術在系統的配電網中應用廣泛,較好地保證了石化裝置的安全連續運行。
另外,根據電纜配電網的運行經驗,單相接地引發相間短路事故較多。當發生單相接地故障時很容易引發電纜內部相間短路。由于電纜故障多為永久性故障,故障后應盡快切除,不宜長期單相接地運行。所以,從這點出發,也是以采用電阻接地方式為好。
七十年代年末到八十年代中,我國先后從國外引進四套大型合成氨裝置,均采用電阻接地方式。十五期間,我國先后引進和投用了上海賽科、廣東惠州特大型乙烯裝置,也均采用電阻接地方式。
根據工藝的特點,如果特大型乙烯裝置采用電阻接地方式,其供電可靠性能滿足要求的話,在煉油裝置也應該沒有問題。在特大型的煉油企業,采用電阻接地方式,加上BZT和短時停電再啟動技術滿足了工藝的要求。
參考文獻:
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