配网中性点运行方式探讨

贺敏

摘  要：文章介绍了配网中性点运行方式的基本概念，论述了国内外配网中性点接地方式的发展历程，并比较了各种中性点接地方式的优缺点，选择具体哪种运行方式时应综合考虑多方面的因素合理选择。

关键词：配电网;中性点运行方式;消弧线圈;电阻接地

中图分类号：TM86    文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2016）26-0083-02

1  配电网中性点接地概述

配网主要指电压等级为35 kV及其以下的电力网络，作为电力系统主网络与用户之间的纽带为各个配电站和用电负荷提供电源。三相交流电网中性点与大地之间的电气连接方式称为电网中性点接地方式（或中性点运行方式），中性点运行方式的选择关系到电网的许多方面，如系统绝缘水平、保护配置方案、系统供电的可靠性等。

关于中性点的运行方式，我们通常分为两大类。①直接接地;②不直接接地。在110 kV及以上的网络，既其电网属于高电压等级，一般采取中性点直接接地的方式。配电网主要采取的运行方式为中性点不直接接地。

2  国内外配网中性点运行方式的发展

2.1  国外采用的配电网中性点运行方式及其发展

首先使用经消弧线圈接地方式的国家是德国，与此同时，德国将其应用于30～220 kV的所有网络，由于发现220 kV线路发生故障的频率偏高，故不再该电压等级电网中继续采用经消弧线圈接地的运行方式。

美国中压配网主要采用中性点直接接地运行方式，并逐步取代了中性点不接地运行方式，一直沿用至今。

英国运用的方式是根据不同的电压来决定的，第一种，在66 kV系统中，其方式为经电阻接地;第二种，在33 kV及以下架空线配电网，运用经消弧线圈接地。

相对而言，城市电缆配电网路的运行方式没有变化，它将继续使用低电阻接地。

前苏联3～66 kV电网的不接地方式有两种，第一种是中性点不接地;第二种是中性点经消弧线圈接地，对于110 kV电网，其运用其中一种运行方式，即中性点直接接地。

2.2  国内配网中性点运行方式的发展

我国建国初期至上世纪80年代，一直按照前苏联的模式，在3～66 kV配电网中，运用的运行方式皆为中性点不接地或经消弧线圈接地，便于加大其供电的可靠性。这种中性点运行方式对架空输电线路电网十分有利，架空线路发生的故障会出现多种情况，多为瞬时性故障，自动重合闸装置重合成功率高。且当故障为单相接地故障时，系统仍然可以继续运行两个小时，会加大供电可靠性。

因此规定，当35 kV电网出现单相接地故障的情况，流过故障点的零序电容电流总和大于10 A，10 kV电网大于20 A、3～6 kV电网大于30 A时，电源中性点应使用的接地方式为经消弧线圈。

随着电缆线路在城市配网中逐渐增多，线路对地电容电流也随之增大，且出现的故障多为永久性故障，一般不允许重合闸送电。发生单相接地后，一旦持续运行，易导致绝缘发生破坏，导致两相短路，故经消弧线圈接地方式很难满足需求。

3  各种接地运行方式比较

3.1  中性点直接接地

对于此类接地方式，一般是通过中性点进行的，而后直接接入大地。面对此类系统，一旦发生一相接地的情况，会导致产生各种结果，比如单相短路的现象，在这样的情况之下，它的电流一般会表现偏大，一旦电流偏大，它的断路器便会出现跳闸的现象，通过这样的方式解决问题。

在系统中，出现这样的大电流，同时伴随着接地方式，我们对它有一个笼统的称呼，叫大电流接地系统。这样的系统有它独特的地方，在此系统中，是不会出现绝缘监察类的装置。对于中性点直接接地系统来说，它里面含有的过电压是不能忽视的，一般表现是最小的。在整个电网里，如何选用这些基础的东西非常重要，但究其根本，所有的问题折射出来就四个字：经济问题。

上面也提到，电流在什么样的系统中偏大的问题，电流偏大，对于通讯系统来说，必定是个影响不小的因素。如果在电流偏大的系统中，通讯系统里面的线路与系统中电力的线路保持着平行状态，它就会相应的产生感应电压，对其产生干扰。

一旦它在运行中出现问题，发生了单相接地的故障，相应的会导致出现两种电压，第一种电压是跨步电压;第二种电压是接触电压。如果发生此类情况，一旦有人不小心碰到了杆或者是带电导体，出现事故的几率就大大提高。为了避免此类情况的发生，有三个方式去解决，第一个方式是降低电杆的电阻;第二个方式是在露的地方加上护套;第三个方式是工作的人员要严格的遵守安全工作规程。

3.2  中性点不接地

不接地系统供电可靠性高，同时对绝缘水平的要求也普片偏高。当系统出现单相接地故障的情况，不会导致短路回路，此时接地相的电流偏小，不必切除故障相，允许带故障运行1～

2 h，在此期间运行人员需找出故障相并消除故障，从而保证电网不间断供电，提高供电的可靠性。采用中性点不接地运行方式还可以节省接地系统设备的开支，比较经济。

但非故障相电压会升高√3倍，容易引发各种过电压，导致事故进一步扩大成两点或多点接地短路，危及系统绝缘。特别是系统发生单相间歇性电弧接地短路故障时，接地点的对地电弧间歇性的熄灭和重燃，可引起非常高的弧光过电压，最高可达正常时相电压的4倍，在系统绝缘薄弱点可直接导致绝缘破坏，威胁设备安全。对中性点不接地系统发生单相故障时，通常仅需继电保护有选择性发出信号，勿需跳闸。

3.3  中性点经消弧线圈接地

我们通常说的消弧线圈便是电抗线圈。在出现单相接地这类故障的时候，接地点对地相电流为容性电流。

当出现电容电流不断增大，导致故障点的电弧无法自动熄灭和弧光接地过电压此类情况时，便会加大系统故障的形成，若中性点运用经消弧线圈接地的方式，一旦出现故障，产生感性电流以平衡对地电容电流，使电弧容易自行熄灭，提高供电的可靠性。通常采用过补偿方式，即采用可以使电感电流大于电容电流的电感线圈，以防止形成串联谐振过电压。

传统的消弧线圈接地方式都是靠手动调节电感线圈分接头以改变电感的值，调节范围比较小，调节不方便，运行人员很难调节到刚好构成过补偿方式，稍有不当，就会出现谐振过电压。电缆线路的特点之一就是对地电容比远远大于架空线路的对地电容，且运行中电容电流的变化范围也大得多，导致传统手动调节电感线圈十分不易，难以满足需求。

至此，便有自动调谐方式的消弧线圈的存在，此类的消弧线圈有独特的地方，它在微机控制装置作用下，可自动跟踪对地电容电流的变化，进而调节电感大小使其自动补偿，充分保障调谐精度以防止出现谐振过电压。

3.4  中性点经阻抗接地

中性点经阻抗接地就是在系统中性点上接一个适当阻值的电阻器以减小故障相电流从而降低接地点弧光接地过电压，且接地时不会出现串联谐振过电压，比经消弧线圈接地方式具有明显的优越性，但同时也有自身的缺点。按照电阻器阻值的大小可分为高电阻、中电阻和低电阻接地方式。

3.4.1  高电阻接地

高电阻接地方式的存在，便有它独特的地方，主要是为限制单相短路接地的故障电流，防止和减小谐振过电压以及弧光接地过电压。高电阻接地通常应用于接地电容电流较小，发生单相接地时保护不需要动作于跳闸的线路。

经高阻抗接地后，可有效减小故障点电压梯度，减小过电压。高电阻接地多用于小型6～10 kV配电网和发电厂厂用电系统。

3.4.2  低电阻接地

中性点低电阻接地方式可以限制弧光接地过电压的出现，线路运用有效的保护方式，主要是表现在零序电流继电。一旦出现接地故障，便会出现电流偏大的情况，主要表现在流过故障线路保护安装点上，零序保护可以可靠动作，有很高的灵敏度;但若保护拒动，则过大的短路电流将造成短路点附加绝缘损坏，并导致相间故障的发生。另一方面，当系统发生单相接地故障时，保护也会迅速动作，切除故障线路，间断供电，跳闸频繁，对断路器的性能要求高;这样非故障相电压幅值不会升高，对绝缘水平的要求较低。

3.4.3  中电阻接地

中电阻接地是介于高值和低值电阻接地之间的一种接地方式，可以避免高阻抗接地和低阻抗接地的缺点并保留各自的优点。中值阻抗接地方式可以使电网绝缘水平要求降低，故障时过电压得到有效的限制，且不中断电网对负荷的供电。

4  结  语

根据上述对不同中性点接地方式优缺点的比较，不能确定哪一种方式是绝对好的或绝对不好的，需要根据实际情况的不同，结合对可靠性的要求以及考虑经济的合理性，因地制宜地考虑多方面的因素来选择采用哪种中性点接地方式。

随着科技的不断进步，中性点的运行方式也要进行相应的改进以适应越来越复杂的配电网路。

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