中性点不接地系统电容电流分析与研究

王晓康 王亚芳 王 景



中性点不接地系统电容电流分析与研究

王晓康 王亚芳 王 景

（国网宁夏电力有限公司吴忠供电公司变电检修室，宁夏 吴忠 751100）

通过测量宁夏吴忠10～35kV电网电容电流，得到该电压等级电网存在电容电流超标现象，分析电容电流超标后对电网存在的安全隐患，并对电容电流超标这一普遍现象进行原因分析。同时，针对电容电流超标提出切实可行的解决措施，保证电网电气设备良好运行状态，从而确保电网安全可靠运行。

电容电流；过电压；解决措施

由于电缆在输配电供电系统中，具有传输容量大，稳定性好，因此在中性点不接地系统（10～35kV）的普遍采用。但电力电缆输电线路一般具有较大的电容量，根据经验值10kV电缆输电线路，一般每公里电容量为1.5～2.0A。在中性点不接地系统中，过大（100A以上）的电容电流值对系统可靠性和稳定性都是潜在的威胁[1]。

10kV及35kV电网通常采用中性点不接地的运行方式。中性点不接地电网发生单相接地时，当单相接地电流超过限值时，极易发生弧光接地过电压而引发设备事故[2]。因此，如何根据系统电容电流值得大小，选择适当容量的消弧消协系统显得尤为重要。随着电网的不断发展，有些变电所出线发生较大变化，电容电流也相应发生变化，对此按照技术监督和运维管理要求，对变电所进行电容电流测试。现有的电容电流测试方法一般分为一次测量法和二次测量法。一次测量法一般选取电容器间隔进行测试，二次测量法一般选取电压互感器检测测试[3]。同时电容电流测量过程中需要注意以下方面：

1）如果使用一次法进行测量，就需要在电容器间隔进行。同时电容器间隔的隔离开关除正常的三相外，还必须包含中性点，一次测量应在中性点 进行。

2）为了保证测试数据的准确性，必须退出系统中包括用户侧的消弧装置。

3）电压互感器一次尾端与大地串接有热敏或者压敏型消协器，不管用一次法还是二次法进行测量，试验前都必须对其短接，测试完成后，拆除短接线。

4）如果采用二次法进行测量，测试前就应测量开口三角电压值，如果小于5V，就直接进行后面的测量；如果大于5V，系统中就可能存在着单相接地或者其他故障，必须等故障消除后方可进行[4]。

5）如果电压互感器为三相五柱式结构，就直接在辅助绕组进行二次进行测试。

6）当进行二次法测量电容电流时，防止电压互感器保护、计量二次绕组短接。

二次法测试接线图如图1所示。

1 中性点不接地概述

在10～35kV系统中，鉴于所接负荷的特殊性，在该系统中发生单相接地，非故障不会立即跳闸，还会稳定运行一段时间（一般为2h），这种特有电接线方式，既满足了系统的稳定性，同时又不会影响用户的可靠性。

1）在年度电网运行方式核算中，如果个别变电站的不接地系统单相接地短路电流相比较其他变电站超过50%，就可以考虑在母线电压互感器的一次尾端加装小电阻。

2）单相故障接地电流大于等于30A以上的变电站，根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T 620—1997中规定，加装消弧和接地变压器，以此来抵消、抑制电容电流的大小。

中性点不接地系统主要运用在10～35kV电力系统中，这种特有的接线方式具有很强的稳定性，因为在系统发生单相接地时，依然能够稳定运行一段时间，这对于有点负荷用户来说至关重要。同时中性点不接地方式还具有以下特点[6]：

1）中性点不接地系统普遍被应用在低压配电网中，这种低电压等级电网极容易发生单相接地故障，以及产生断线后产生的弧光过电压。中性点不接地系统中，单相接地后，非故障相电压会升高，但不会出现线路跳闸，同时如果系统电容电流数值小于10A，弧光就会自动熄灭。

2）系统的稳定性相比于其他接线方式更具有自身的优点，不容易受到破坏，能够在故障状态下稳定运行，给故障查找和故障抢修争取了时间。

3）故障后对周围环境破坏、干扰小。

4）前期建设费用低、经济实惠。

另外，中性点不接地系统也有它自身的缺点和不足：

1）系统发生单相接地故障后，故障相电压降低为零，非故障相的电压从原理的相电压升高为线电压，数值增大1.7倍之多，如果此时其他设备绝缘存在缺陷隐患，容易将故障范围扩大。

2）中性点不接地系统电容电流超过10A以后，线路出现单相接地后，极易产生长间隙弧光，并且这种弧光产生的过电压是正常运行电压的4～5倍，不容易自动熄灭。弧光过电压持续时间越长，对系统设备的伤害就越大。严重时会造成系统内其他绝缘相对薄弱的地方出现多点接地或者由单相故障发展成为相间故障。最终对这个系统造成不可逆转的损坏[7]。

3）为避免电压互感器间隔的熔断器出现单相或者多相烧毁，可在电压互感器高压尾端加装谐振电阻，但谐振电阻在过电压运行时，极易损坏，最后造成电压互感器的铁心饱和而导致烧损。

2 测试结果

为确保吴忠电网一次电气设备安全稳定运行，按照通过对吴忠电网所管辖的变电站进行电容电流普测，对测试结果参照标准《中性点不接地系统电容电流测试规程》进行比对，发现有以下变电站存在电容电流超标，见表1。