配电网中性点经电阻接地理论讨论及分析

童苇 程一帆

摘要：配电网中性点接地方式是一个综合性、系统性问题。不接地、经消弧线圈接地、经电阻接地系统存在各自的优点和弊端。本文对配电网中性点经电阻接地理论等内容进行了分析探讨。

关键词：中性点；接地方式；电压；电流

一、中性点接地方式的分类

目前，电力变压器中性点接地方法可分为：中性点有用接地及中性点非有用接地。中性点有用接地，包含直接接地或经低值电阻器或低值电抗器接地，并请求全体系的零序电抗（X0）对正序电抗（X1）之比（X0/X1）为正并低于3，零序电阻（R0）对正序电抗（X1）之比为正并低于1。反之为中性点非有用接地。在110kV及以上电网通常选用大电流接地方法，即中性点有用接地方法（在实践运转中，为下降单相接地电流，可使部分变压器选用不接地方法），这么中性点电位固定为地电位，发作单相接地毛病时，非毛病相电压升高不会超越1.4倍运转相电压；暂态过电压水平也较低；毛病电流很大，继电保护能迅速动作于跳闸，切除毛病，体系设备接受过电压时间较短。因而，大电流接地体系可使整个体系设备绝缘请求水平下降，从而大幅下降造价。在6～35kV配电网中通常选用小电流接地方法，即中性点非有用接地方法（可分为不接地、经消弧线圈接地及经电阻接地）。近几年来两网改造，使中、小城市6～35kV配电网电容电流有很大的增加，如不采取有效方法，将危及配电网的安全运转。这篇文章首要论述中性点经电阻接地方法在配电网中的使用。

二、中性点经电阻接地在城市配电网中的应用

1、中性点不接地系统

中国前期城乡配电网大多以架空线路为主，因电网构造和运转简略，体系电容电流很小，首要选用中性点不接地体系。体系的对地电容电流控制在10A以下，首要长处包含：①瞬时性单相接地时，间歇性电弧可自熄，电网无需跳闸，持续正常供电；②若为金属性毛病，可带接地毛病运转，便利保护人员排除毛病，完成不间断供电；③接地址毛病电流小，地电位增加形成的跨步电压和接触电压很低，对低压电网的反击和通讯影响也相对削弱。

缺点是：①过电压水平高，对弱绝缘击穿概率大。实测弧光过电压为3～4倍相电压或更高，操作过电压可达4.9P.U；②接地电流小致使毛病定位难，不能迅速切除接地毛病线路，简单引发相间短路。

2、中性点谐振（经消弧线圈）接地系统

消弧线圈为具有铁芯的电感线圈，其稳态工频电流对电网稳态电容电流调谐，使补偿后残流很小，电弧很快熄灭；同时故障电流过零后可减小故障相电压的恢复速度。主要优点为：①消弧线圈补偿后接地电流小于10A，电弧可以自熄，接地故障自动清除；②可带故障运行2h，提高供电可靠性；③降低了弧光过电压发生的概率。消弧线圈保留了不接地系统的优缺点，也有其固有缺点：①系统过电压幅值高时间长，对设备绝缘尤其是进口设备和氧化锌避雷器造成很大威胁；②补偿后的残流小，不能准确有选择地选线，若故障不能及时切除，很容易发展为相间短路；③消弧线圈无法补偿奇次谐波，谐波电流大时接地电弧很难自熄；④受调节容量限制，不适合系统初终期需要，集中补偿容量不够，分散补偿效果易受电网运行方式改变影响；⑤对于近年来出现的消弧线圈串并联电阻、自动跟踪调谐消弧线圈，因选线复杂、控制回路可靠性、投资大等原因，其实际运行效果并不十分理想。

3、中性点经电阻接地系统

电阻接地原理利用电阻的阻尼和耗能作用，在电弧过零熄灭后，零序残荷通过电阻提供的通路泄放掉，使得下一次燃弧时的过电压幅值和从正常情况发生单相接地故障时相同，不会像不接地或经消弧线圈接地系统由于多次燃弧、熄弧而使得过电压幅值升高。中性点经电阻接地系统优点归结如下：①降低工频过电压，非故障相电压升高小于线电压；②有效限制间歇性弧光过电压在2.5P.U以下，弧光过电压倍数与电阻值密切相关；③对PT谐振过电压有很强抑制作用，能消除大部分断线谐振过电压；④理论和运行证明，断路器在不同电容电流和电阻下分合，均无明显振荡过程和操作过电压；⑤系统承受过电压水平低，时间短，可降低设备绝缘水平、提高绝缘裕度；⑥利用大接地故障电流可准确判断并及时切除故障线路，防止事故扩大；⑦因限制过电压效果明显，可降低避雷器保护的参考电压，有利于无间隙氧化锌避雷器MOA的推广，降低雷电过电压水平。

缺点：①接地故障电流大，地电位上升较高；②接地故障线路迅速切除，间断供电。

4、中性点接地电阻的选择和保护配置

4.1电阻值的选择

中性点经电阻接地发生单相接地故障时，流过接地点的故障电流等于故障相短路电流与系统非故障相对地电容电流之和。电阻值的选择主要依据系统的单相接地电容电流I。对高阻接地限制单相接地故障电流小于10A，I R=（1～1.5）I c，对中电阻和小电阻接地，接地电阻值等于系统额定相电压与单相接地时流过电阻的电流之比值，实际运行中考虑电缆外皮、管线、接地处接地电阻等分流作用，电阻值可适当取小。

4.2保护的配置

经电阻接地系统，单相接地故障电流很大，继电保护采用定时限零序过电流保护。零序电流保护装置包括：中性点电阻器零序保护，作为母线和变压器的主保护及相邻线路的后备保护；馈线零序保护一般为两段式，采用限时电流速断保护与零序过电流保护装置；用户进线加装零序电流保护装置。

结束语

综上所述，应根据电网结构、电缆化比例、负荷重要程度等进行综合技术、经济比较分析，并考虑电网的发展来选择接地方式。笔者认为：网络结构好，电缆为主或以电缆和绝缘架空线为主的城市配电网，应优先考虑采用小电阻接地方式；对实际电网中大量存在的混合系统仍应该采用经消弧线圈接地方式；而电容电流较小（10A以下）的变电站则宜用不接地或高阻接地。

参考文献

[1]肖羽鹏.10kV配电网单相接地故障隔离方法的研究[J].中国电业（技术版），2013，05：15-17.

[2]山东科汇电力自动化有限公司张海台薛永端.配电网中性點接地方式探讨[N].中国电力报，2013-11-04002.

[3]黄珍行.大型石化企业6～10kV配电网中性点经低电阻接地的探讨[J].广东化工，2012，08：127-129.

[4]刘琦.中性点经电阻接地方式在城市配电网中的应用[J].企业技术开发，2011，14：100.