浅谈中高压电网中性点接地方式

尚丽杰 乔艳花 王海涛

河南煤化集团中原大化电器公司

浅谈中高压电网中性点接地方式

尚丽杰 乔艳花 王海涛

河南煤化集团中原大化电器公司

星形连接变压器或发电机的中性点，即电力系统的中性点的运行方式，是一个十分复杂的问题。它关系到绝缘水平、通信干扰、接地保护方式、电压等级、系统接线等很多方面。接地方式的选择直接影响到电力运行的安全性!稳定性和经济性.本文就我国比较常见的四种中性点接地方式的特点和适用范围做了分析比较和归纳。

接地；大电流；消弧线圈；电容电流

电力系统的中性点接地方式有：不接地、经电阻接地、经电抗接地、经消弧线圈接地、直接接地等几种。我国220Kv及以上电网一般采用大电流接地方式，即中性点直接接地方式和中性点经小电阻接地方式；110Kv～154Kv的电力网，在我国，旧有的154Kv电力网是经消弧线圈接地的，而110Kv电力网大部分采用直接接地方式，小部分采用经消弧线圈接地的方式。6Kv～35Kv配电网一般采用小电流接地方式，即中性点非直接接地方式，主要有以下三种：不接地、经消弧线圈接地及经高电阻接地.

下面简要介绍一下中性点直接接地、不接地、经消弧线圈接地和经电阻接地四种接地方式的特点：

1 中性点直接接地

我国220Kv及以上电网一般采用大电流接地方式，即中性点直接接地方式，中性点电位固定为地电位，发生单相接地故障时，通过大地形成回路,就形成单相短路，通过接地点的短路电流很大，要烧毁电气设备。因此，发生接地故障后，电力网不能再继续运行供电，此时，继电保护应立即动作于跳闸，切除故障。

由于发生单相故障时非故障相电压不会升太高,暂态过电压水平也较低,系统设备承受过电压时间也较短。大电流接地系统系统产生的内过电压最低,所以，大电流接地系统可使整个系统设备绝缘水平降低，从而大幅降低造价。但是大电流接地系统在发生单相接地时所产生的大电流对通讯系统的干扰影响很大,当电力线路与通讯线路平行走向时，由于耦合产生感应电压，会对通讯造成干扰。

2 中性点不接地

适用于单相接地故障电容电流低于10A以下的线路，以架空线路为主，尤其是农村10Kv配电网,此类型电网瞬间单相接地故障率占60%～70%.

在这种系统中，当各相对地电容不相等时，即使在正常运行状态时，中性点对地电位也不再是零，通常这种情况叫“中性点位移”，即中性点不再是地电位了，而是和大地有电位差。这种现象的产生多是由于架空线路排列不对称而又换位不完全的缘故。

假设理想状态下，各相对地电容完全相等，在这种系统中，当一相发生接地时，其结果为：

2.2 各相间电压大小和相位没有变化，三相保持平衡，所以单相接地时可以继续运行一段时间，为排除故障点赢得时间。但不允许长期接地运行，尤其是发电机直接供电的电力系统，否则，会恶化成两相短路。所以在这种系统中，一般应装设绝缘监视。当发生单相接地时，应及时发出信号，使值班人员迅速采取措施，尽快消除故障，最多不能超过2小时。

2.3 当接地电流大于5A时，可能在接地点引起“弧光接地”，“弧光接地”的持续间歇电弧可能引起线路的谐振现象而产生过电压，损坏电气设备或发展成为相间短路，这时应装设动作与跳闸的接地保护装置

3 中性点经消弧线圈接地

适用于单相接地故障电容电流大于10A，瞬间性单相接地故障较多的架空线路为主的配电网。

消弧线圈是一个具有铁芯的电感线圈，利用它能消除接地处的电弧以及由它说产生的危害。

这种中性点接地方式主要是利用消弧线圈的感性电流IL去补偿接地点的电容电流IC。这两个电流刚好相位相反。当IL>IC时，称为过补偿；当IL=IC，成为完全补偿；当 IL< IC时，称为欠补偿。

初看起来，采用完全补偿使接地电流为零，是很理想的，但实际上这样做事很有问题的。因为采用完全补偿时，容抗等于感抗，系统发生串联谐振，串联谐振电路内产生很大的电流，这个大电流将在消弧线圈的阻抗上形成很大的压降，使中性点对地电位大大升高，可能使设别的绝缘损坏。因此，一般系统是不会采用完全补偿的方式的。

不论是欠补偿或者是过补偿，都可以减少故障电流而达到减小中性点位移过电压的目的。但是，在实际上都采用过补偿的方式，原因为：

（1）保留一定裕度，利于电网的扩建。

（2）欠补偿时，若改变运行方式，切除部分线路时，容易转变为接近完全补偿，产生谐振过电压。

按规定，只有当消弧线圈容量不足时，才允许短时间以欠补偿的方式运行，并脱谐度 一般不能超过10%。脱谐度υ的计算公式如下：

4 中性点经电阻接地

中性点接地方式分为高电阻、中电阻和小电阻接地三种方式。高电阻和中电阻接地为小电流接地方式，小电阻接地为大电流接地方式。

对于大容量以电缆线路为主的电力系统，电容电流往往比较大，要超过30A，如果使用经消弧线圈接地方式，一方面调谐工作有难度，另一方面也会增加不少投资。这种情况下一般就使用中性点经电阻接地的运行方式。

电阻是耗能元件，接地故障时，大量的电容电荷通过电阻得以释放，可以防止间歇性电弧接地过电压，限制接地电流。同时电阻也是谐振的阻压元件，可以有效的防止谐振过电压。

4.1 高电阻接地多用于电容电流为10A或稍大的系统内。可以带故障运行2h，保障系统运行的可靠性。

4.2 中电阻接地多用于电容电流比10A大得多的电力系统内。接地电阻值的选择与接地电流相配合，保证继电保护有足够的灵敏度，及时切除故障线路，不至于引起过高的过电压，也不对通信线路有所干扰。对于要求有可靠电源的系统，必须有备用电源。

4.3 小电阻接地多用于电容电流很大的大容量的系统内。当单根电缆电容电流较大时，小电阻接地系统也可以采用加装适当补偿的方法来提高继电保护的灵敏度。也是不允许带故障运行，可靠性较低。

结语

不管是发电机还是变压器，中性点接地是一个很值得研究的复杂问题。牵涉的知识很多，现有的任何一种接地方式都有它的优点和缺点。我们要视实际情况来选择最优的中性点接地方式。个人认为，几种接地方式的综合使用会是不错的研究方向。总之，系统的安全、可靠、经济运行没有百分之百。我们只有不断的努力，力争更好、更更好！

[1]进网作业电工培训教材,上册.辽宁科学技术出版社，1992年12月

[2]电力系统稳态分析,第二版.中国电力出版社，1995年11月

[3]电力系统中性点接地方式选择、设计、施工、运行与改造实用手册.清华大学出版社，2004年

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.11.022