电网中性点经小电阻接地系统的设计分析

张婉婕 王昕 赵斌超 王军

摘 要：随着市场经济的发展，国家正在积极进行电网改革，电网设备的质量要求越来越高，电网事故大大降低，但是在在实际运行中由于设计、制造、运行等方面存在很大不同，导致电网运行环境不稳定，电网系统中仍然存在较多问题，在实际工作中电网电阻分析是确保电网安全的重要措施，系统管理中注意中性点电阻接地问题的解决，选择一种稳定、经济的电网接地方式，提高电网质量。该文从中性点方面分析电网小电阻接地系统的设计问题，分析其系统设计的优缺点。

关键词：电网中性点  小电阻  接地系统  设计

中图分类号：TM863           文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（c）-0118-02

我国配电网主要采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式进行系统运行，并取得较高的应用效用，但是近几年随着电网系统的发展，电缆线路越来越多，电容电流量越来越大，传统的电网中性点经接地方式应经不能满足现代电网的发展需求，必须对电网接地方式进行改进，提高电网质量。中性点经小电阻接地系统应用到电网中能够减少异相接地的发生，避免单相瞬时接地故障的发生，提高系统运行性能。

1 工作原理分析

一般情况下在系统的电网系统中，中性点不接地在电容量比较小的情况下，电弧燃烧与熄灭的过程中导致健全相的电位升高，致使绝缘水平故障的出现。而且，在电网系统中中性点串联接入电阻后，系统中的相关能量可能由一部分被释放出来，导致中位点电位数的降低，一直到电压速度恢复以后，系统电弧的能量释放性才会出现降低的情况，通过这个过程的分析才能达到电网过电压幅值较好控制的作用。

在配电网系统发展初期，系统电线一般采用的主要是架空裸导向模式的供电系统，这个类型的供电系统对系统电流的电容电流量要求不是太大，所以在配电网系统中一般不会采用这种接地方式进行系统的分析，而在配电网絡中35 kV配电系统一般采用中性点经消弧线圈接地方式实施运行。随着电网系统复杂化发展，配电网系统运行过程中电流和电容的增长比较快，而系统在运行过程中可能会出现单相接地故障，导致系统绝缘薄弱点发生穿击现象，给电力系统带来加大的威胁，不利于电网系统的稳定、安全。过电压故障问题的解决一般是在系统运行过程中中性点小电阻的运行，以便消除电网系统安全威胁。

2 小电阻接地实施步骤分析

一般情况下电力系统中性点接地方式种类比较多，但是使用方法也存在较大的区别;如果系统的接地故障电容电流在l0 A以上，需要采用的接地方式是中性点不接地;如果系统的接地故障电容电流在10 A以下，需要采用经消弧线圈接地方式进行解决。下面主要分析10 kV配电网不同的接地系统中小电阻接地方式的实施步骤。

（1）过电压分析。一般情况下中性点不接地系统中如果出现单相接地故障问题，可能会发生过电压，进而损坏电气设备的绝缘性能，甚至导致电缆绝缘击穿，给电网供电系统带来较大的安全威胁。中性点经电阻接地系统健全相的公平过电压代表的就是系统中每部过电压，这种过电压可能会由于R_N的关系而降低其限制水平。而且在电网系统中电弧在燃烧、熄灭、重然等过程中可能会产生电弧接地过电压，系统可能会积累较多的多余电荷，加剧系统震荡，导致电弧接地电压的产生。中性点接入电阻后，电网系统会形成一个放电回路系统，把电弧燃熄过程中积累的多余电荷放掉。（2）接地装置分析。系统运行过程中，两台接地装置在切换操作的过程中如果系统发生故障电流拉刀闸事故，可能会对运行操作人员造成较大的威胁。所以在操作的过程中对接地装置的隔离装置开关前后要密切监视系统是否在无相接地信号发生出的情况下实施保护措施。在运行的过程中一般为了保护工作人员的安全，可以采用电动操作隔离式开关，而且在隔离开关的拉、合中接入一个母线零序电压、低电压闭锁接点等，以便能够在发生接地故障时能够实现系统的自动闭锁操作，保护系统的安全。（3）系统安装保护装置分析。在系统运行过程中由于常常会发生电路故障问题，所以要在系统中安装保护装置，如果系统发生接地故障，需要立即做断开线路处理，以便能够及时起到系统保护作用，最大限度地降低人生伤亡事件的发生率。

3 中性点经小电阻接地系统设计

3.1 电力设备耐压水平分析

电网系统中设备能够承受的过电压一般是由系统设备所处的环境以及设备本身耐压水平决定，依据我国电力行业标准规定分析，额定电压为10 kV的设备工频耐压一般为1min，湿式短路时额定过电压为30 kV，干式断路器额定过电压为42 kV，而雷电的冲击耐压为75 kV。而有关规定设定电网系统额定电压为12 kV时，系统额工频电压一般设为28kV，而且系统中相间工频耐压一般设定为42 kV。外国一些设备额定电压一般为12 kV，在10 kV的配电网中性点不接地或是经消弧线圈接地的电网系统中，可能会出现系统的工频耐压不符合系统额定电压要求的问题。相反，电网系统中如果中性点小电压接地系统中相关设备对地工频耐压在28 kV以上，但是这时设备的时间工频耐压仍然在42 kV以上。

3.2 系统设零序保护装置分析

在小电阻接地系统大地与中性点一般均有很小的电阻连接，不管是哪个相发生接地故障均会产生比较大的接地电流。这是必须准确地切断这个电流，而电流的切断必须设立零序电流做保护装置，方能保障配电网系统的安全、可靠性。（1）系统零序保护方式分析。配电网系统中单相接地电流的测量一般选用零序电流互感器实施，而系统的测量方式可以采用两种方式实施测量，其分别是：每项零序继电器连接方式和专用零序继电器连接，这两种连接方式如图1所示。在配电网系统中接地方式不同，所起到的效果也不同。图1中a图效果的实施主要是利用每项电流互感器与零序继电器连接而达到的保护作用;图1中b图保护效果主要是通过在系统电缆出线端采用一个专用零序继电器进行电流保护效果的实施，以便起到保护继电器的作用。

（2）零序继电器保护装置运行过程中需要注意的问题。在系统运行过程中零序继电器与每项电缆AT连接的零序继电器保护在要考虑的问题比较多，我们主要从两个方面进行分析，首先是正常工作状态下大容量调光设备、大型直流整流设备以及气体放电灯等设备的正常工作保护，并且各自不会受到其他设备的干扰。其二是在系统运行情况下电力负荷投切过程的实施可能会形成较强的非周期电流分量，正常状态下零序电流通过零序继电器，这种情况下容易出现继电器误动作，尤其容易在大容器设备使用情况下出现。这时采用电缆专用AT与零序继电器连接的方式相对较好一点，主要是因为两相接地故障出现后，系统电流动作一般不会太大，这样在正常的系统运行过程中可能会出现零序电流难以正常带动零序继电器动作的问题，由此起到较好的保护作用。（3）中性点直接连接问题分析。中性点介入系统中有关接入方法的分析一般从两个方面分析，首先是主变压器配电侧为YO接线，在这种情况下中性点接地电阻能够在系统的主变中性点中实施直接接入。其次主变压器配电侧为Δ接线的，系统实施中要适时增加对Z型的接地变压器的控制，以便能够在系统中创造一个中性点出来。所以，由此我们可以分析出系统的中性点接地电阻与接地变的中性点能够实施直接连接，达到系统保护的作用。

3.3 系统设计中应该注意的问题

中性點经小电阻接地系统如果出现单相接地故障，接地系统的两端可能会出现明显的高电位差，电位差甚至会达到1 kV以上，该电压一般会通过PE线引入用户家庭用电中;系统运行中如果发生电击现象，首先分开建筑物低压接地极和10 kV接地极;并且在建筑物内部做好等电位联接问题，电阻与电阻之间联接要牢固，最大限度地减少建筑物与接地电压，提高系统运行的稳定性。

4 结语

电网中性点经小电阻接地系统通过多种运行形式，以及合理的配套设施，便于实现配电网系统性能的调整和提高，从而确保了用电设备的安全运行。随着现代经济的发展，调控电网设备，从基本出发，也是保障现代经济发展的根本所在，经该次的调研讨论，其结果也表明了电网调配工作，能够保障现有的经济建设发展。

参考文献

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