变压器中性点接地分析

蒲彦雄（中铁电气化局西安电气化工程有限公司,陕西 宝鸡 721000）

变压器中性点接地分析

蒲彦雄
（中铁电气化局西安电气化工程有限公司,陕西 宝鸡 721000）

摘 要：本文对三种典型的变压器中性点接地方式进行了简要分析，包括中性点经小电阻接地方式、中性点经消弧线圈接地方式和变压器中性点直接接地方式，并对三种方式的优势与问题进行了解介绍，以期为中压电网的顺利改造提供一定借鉴和参考。

关键词：变压器；中性点；接地方式

中压电网最常见的应用电压有三种，即35千伏、10千伏和6千伏，他们都属于中性点非接地系统，但是随着社会的发展，供电量需求的激增，尤其是电缆线路的复杂化，导师供电网络单相接地电容电流不断增加，最终带来了电网系统事故发生率的提高。目前，全球不同国家对中压电网中性点接地方式有着不同的模式与经验，就我国来讲，该问题一直是业界研究的重点，而中性点的接地方式研究与选择，对中压电网的改造具有非常关键的意义，本文对此加以简要论析。

1 中性点经小电阻接地方式

目前，这一接地方式主要存在于以美国为首的部分国家中，之所以会如此，是由于美国历史上对弧光接地过电压的危害性有着过高估计，所以采用这种接地方式，主要是为了释放电路上的过剩电荷，以最大程度地降低过电压带来的危害。在这种接地方式中，通长会选择小电阻。在系统单相接地时，接地点的电流通长控制在500A或100A上下，通过接地点的电流实现对零序保护系统的启动，以切断故障线路。中性点经小电阻接地方式具有如下的优点和缺点：

（1）系统单相接地时，健全相电压不会出现大幅升高，对设备绝缘等级没有过高要求，其耐压性能够根据相电压水平加以选择。

（2）系统单相接地时，因为故障线路的电流大小会出现异常，零序保护系统的灵敏度又非常高，所以对接地故障线路具有很高的检出率。

（3）当系统出现单相接地故障时，不管是永久性的还是暂时性的，都会带来异常反应与跳闸，加大线路跳闸次数，对电路系统正常运行带来严重负面影响，最终降低系统运行可靠性和安全性。

2 中性点经消弧线圈接地方式

从1917年开始投入使用，消弧线圈的发展历史已近90年，在经过时间检验之后，消弧线圈在中压电网领域具有非常强的适用性。全球范围内长期采用该方式的国家主要有中国、前苏联、德国和瑞典等，这种方式在提高中压电网经济性、可靠性和安全性方面具有显著优势。采用该方式，系统在单相接地时，接地点的电流非常小，其显著特征是线路出现单向接地时，不会发生立即跳闸现象，正常情况下电网系统在出现故障的情况下也能运行两个小时。大量实践经验及数据显示，当接地电流不高于10A时，电弧会出现自灭，因为消弧线圈电感电流能够对接地点流过电流加以抵消，要是调节合理，电弧就可以实现自灭。对于日益复杂化的中压电网，尽管接地故障的发生率有所提高，但由于接地电流会得到补偿，所以单相接地故障不会带来连锁效应。所以中性点经消弧线圈接地方式具有非常强的可靠性，明显要比中性点经小电阻接地方式更具优势，但这种接地方式也存在着许多弊端，具体如下：

（1）当系统出现单相接地时，因接地点流过电流非常小，且标准情况下消弧线圈要处于过补偿状态，而接地线路与非接地线路的零序电流有着完全一样的方向，所以零序保护程序对接地线路故障不能进行高效精准的检测。

（2）由于当前中压电网系统中所应用的消弧线圈，基本需要手动进行调匝，而必须要停止运行后才能加以调整，也没有接地点电流的实时监测程序与系统，所以在电网运行中无法结合实际接地点电流大小而实现及时调整，因此无法充分发挥其应有的补偿作用，并普遍存在着弧光无法自灭及过电压问题。

目前，我国已经研发出能够自动跟踪消弧线圈及接地线路电流变化的设备，并经过实践证实有着非常好的效果，已经开始进行大范围的推广和普及。

3 变压器中性点直接接地方式

实际上，在电网系统运行过程中，中性点通常是出于零电位的，当出现单相接地时，接地点与中性点之间便产生了短路，电流数值将发生大幅上升，此时就需要电力系统维护人员，及时采取解决措施，快速抢修，解决故障。在变压器中性点直接接地的情况中，如果发生单相电故障时，要果断切断送电线路，停止供电。在多年的实践中，笔者发现，在1000伏以上的电力系统运行中，许多单相电问题，特别是在架空线路较长状态下，大部分故障是暂时性的，一旦故障排除，电力系统便立即恢复正常，安全地位用户供电。当出现变压器中性点直接接地时，为了确保电力系统运行的安全性，通常会安装自动启闭闸装置，以提高电力系统可靠性、安全性和稳定性。

在中压电网系统中，变压器中性点接地方式大部分属于直接接地类型，只有少数为了进一步提高系统稳定性而采取间接接地方式。但不管是间接的还是直接的，都可以有效提高电力系统运行的稳定性和可靠性。近年来，随着电力系统变压器容量的不断加大，一旦出现电力故障，很可能会带来严重损失，不仅会对硬件设备带来损害，而且会对电流路线带来影响。因此，一旦出现电力系统接线不合理或其他错误时，将会造成整个电力系统接地网络的崩塌，最终带来局部不接地问题。

4 结语

由上文可知，变压器中性点接地方式主要包括中性点经小电阻接地方式、中性点经消弧线圈接地方式和变压器中性点直接接地方式三种方式。在实际的电力系统运行过程中，这三种接地方式各有优缺，通过本文的简要论述，笔者也希望不断加强变压器中性点接地方式的实践研究与探索，为加快中压电网的改造创造良好条件，以提高现实电力系统的稳定性。

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