試論變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式

劉繼紅

（佳木斯市電業(yè)局，黑龍江 佳木斯 154003）

變壓器中性點(diǎn)接地方式與電網(wǎng)的安全運(yùn)行有密切關(guān)系，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),中性點(diǎn)對(duì)地電壓為零,接地方式對(duì)系統(tǒng)沒(méi)有影響，當(dāng)發(fā)生一相接地或人身觸電事故時(shí),各種接地方式的差別就出現(xiàn)了，那么,采用哪種方式最佳,是值得討論的問(wèn)題，變壓器中性點(diǎn)接地方式一般分為以下5種:

(1)中性點(diǎn)不接地方式;

(2)中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地方式;

(3)中性點(diǎn)直接接地方式;

(4)中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地方式;

(5)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。

其中,第1),2)種接地方式相似,可作一類考慮,稱為中性點(diǎn)不接地方式;第3),4)種接地方式相似,可作一類考慮,稱為中性點(diǎn)直接接地方式;第5)種接地方式單獨(dú)討論。

一般10kV和35kV系統(tǒng)的變壓器，中性點(diǎn)不接地，系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，理論上允許帶故障運(yùn)行2小時(shí)。110kV及以上的變壓器中性點(diǎn)是否接地，應(yīng)要求系統(tǒng)調(diào)度要求確定。

中性點(diǎn)接地與不接地，與變壓器沒(méi)有直接關(guān)系，是工程設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)接地方式時(shí)考慮的。無(wú)中性點(diǎn)的變壓器，如高壓輸電變壓器，三角形接法，當(dāng)然不能有中性點(diǎn)接地，但可以有通過(guò)某個(gè)阻抗接地的用法；有中性點(diǎn)的變壓器，用戶變壓器低壓側(cè)通常是星形接法，中性點(diǎn)也通常都接地，接地形式有：TNS、TN-C、TN-C-S、TT 等。中性點(diǎn)接地與否在于變壓器之外，與變壓器無(wú)關(guān)。變壓器還是那個(gè)變壓器，沒(méi)區(qū)別。

全絕緣變壓器中性點(diǎn)不接地，半絕緣變壓器中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)放電間隙接地。變壓器中性點(diǎn)接不接地并無(wú)優(yōu)略，電力系統(tǒng)為保證零序網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定，會(huì)要求某些變壓器中性點(diǎn)接地、某些變壓器中性點(diǎn)不接地。

變壓器中性點(diǎn)接地方式的安排應(yīng)盡量保持變電所的零序阻抗基本不變。遇到因變壓器檢修等原因使變電所的零序阻抗有較大變化的特殊運(yùn)行方式時(shí)，應(yīng)根據(jù)規(guī)程規(guī)定或?qū)嶋H情況臨時(shí)處理。

(1)變電所只有一臺(tái)變壓器，則中性點(diǎn)應(yīng)直接接地，計(jì)算正常保護(hù)定值時(shí)，可只考慮變壓器中性點(diǎn)接地的正常運(yùn)行方式。當(dāng)變壓器檢修時(shí)，可作特殊運(yùn)行方式處理，例如改定值或按規(guī)定停用、起用有關(guān)保護(hù)段。

(2)變電所有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí)，應(yīng)只將一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，當(dāng)該變壓器停運(yùn)時(shí)，將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器改為直接接地。如果由于某些原因，變電所正常必須有兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地的變壓器停運(yùn)時(shí)，若有第三臺(tái)變壓器則將第三臺(tái)變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。否則，按特殊運(yùn)行方式處理。

((3)雙母線運(yùn)行的變電所有三臺(tái)及以上變壓器時(shí)，應(yīng)按兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地方式運(yùn)行，并把它們分別接于不同的母線上，當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時(shí)、將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器直接接地。若不能保持不同母線上各有一個(gè)接地點(diǎn)時(shí)，作為特殊運(yùn)行方式處理。

(4)為了改善保護(hù)配合關(guān)系，當(dāng)某一短線路檢修停運(yùn)時(shí)，可以用增加中性點(diǎn)接地變壓器臺(tái)數(shù)的辦法來(lái)抵消線路停運(yùn)對(duì)零序電流分配關(guān)系產(chǎn)生的影響。

(5)自耦變壓器和絕緣有要求的變壓器中性點(diǎn)必須直接接地運(yùn)行。

為節(jié)省費(fèi)用，許多變壓器是分級(jí)絕緣的，也就是變壓器中性點(diǎn)的絕緣要差一點(diǎn)，為防止在操作變壓器時(shí)，產(chǎn)生的過(guò)電壓傷及變壓器的絕緣，規(guī)程規(guī)定在變壓器操作前合上變壓器中性點(diǎn)接地刀閘，將變壓器中性點(diǎn)接地，操作過(guò)后，再斷開中性點(diǎn)。

變壓器中性點(diǎn)接地可以有多種解釋。配電變壓器中性點(diǎn)接地是為了三相四線制供電，得到220V相電壓。110KV和220KV系統(tǒng)變壓器中性點(diǎn)接地是為了"在故障時(shí)提供足夠的短路電流，保證繼保裝置可靠動(dòng)作"。大電流接地系統(tǒng)每一個(gè)變壓器中性點(diǎn)接地點(diǎn)都是一個(gè)零序電源。

不是所有變壓器都是中性點(diǎn)接地的。變壓器中性點(diǎn)接地的時(shí)候，可以降低不平衡短路故障時(shí)的非故障相電壓，但是故障電流會(huì)比較大；而如果中性點(diǎn)不接地，單相接地時(shí)的故障電流比較小，因此仍然可以維持設(shè)備短時(shí)運(yùn)行，但是非故障相的電壓會(huì)升高，這對(duì)系統(tǒng)絕緣不利。所以中性點(diǎn)是否接地都各有利弊。

變壓器中性點(diǎn)接地方式的安排應(yīng)盡量保持變電所的零序阻抗基本不變。遇到因變壓器檢修等原因使變電所的零序阻抗有較大變化的特殊運(yùn)行方式時(shí)，應(yīng)根據(jù)規(guī)程規(guī)定或?qū)嶋H情況臨時(shí)處理。

(1)變電所只有一臺(tái)變壓器，則中性點(diǎn)應(yīng)直接接地，計(jì)算正常保護(hù)定值時(shí)，可只考慮變壓器中性點(diǎn)接地的正常運(yùn)行方式。當(dāng)變壓器檢修時(shí)，可作特殊運(yùn)行方式處理，例如改定值或按規(guī)定停用、起用有關(guān)保護(hù)段。

(2)變電所有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí)，應(yīng)只將一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，當(dāng)該變壓器停運(yùn)時(shí)，將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器改為直接接地。如果由于某些原因，變電所正常必須有兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地的變壓器停運(yùn)時(shí)，若有第三臺(tái)變壓器則將第三臺(tái)變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。否則，按特殊運(yùn)行方式處理。

(3)雙母線運(yùn)行的變電所有三臺(tái)及以上變壓器時(shí)，應(yīng)按兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地方式運(yùn)行，并把它們分別接于不同的母線上，當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時(shí)、將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器直接接地。若不能保持不同母線上各有一個(gè)接地點(diǎn)時(shí)，作為特殊運(yùn)行方式處理。

(4)為了改善保護(hù)配合關(guān)系，當(dāng)某一短線路檢修停運(yùn)時(shí)，可以用增加中性點(diǎn)接地變壓器臺(tái)數(shù)的辦法來(lái)抵消線路停運(yùn)對(duì)零序電流分配關(guān)系產(chǎn)生的影響。

(5)自耦變壓器和絕緣有要求的變壓器中性點(diǎn)必須直接接地運(yùn)行。

小電流接地系統(tǒng)通常中性點(diǎn)采用消弧線圈接地方式。

小電流接地接地系統(tǒng)是指中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)（包括中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)），發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于不構(gòu)成短路回路，接地故障電流往往比負(fù)荷電流小得多

中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地點(diǎn)將通過(guò)接地線路對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)電網(wǎng)的全部對(duì)地電容電流。如果此電容電流相當(dāng)大，就會(huì)在接地點(diǎn)產(chǎn)生間歇性電弧，引起過(guò)電壓，從而使非故障相對(duì)地電壓極大增加。在電弧接地過(guò)電壓的作用下，可能導(dǎo)致絕緣損壞，造成兩點(diǎn)或多點(diǎn)的接地短路，使事故擴(kuò)大。中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線圈的目的是利用消弧線圈的感性電流補(bǔ)償接地故障時(shí)的容性電流，使接地故障電流減少，以致自動(dòng)熄弧，保證繼續(xù)供電。

消弧線圈是一個(gè)帶有鐵芯的電感線圈，帶有抽頭檔位，可以調(diào)節(jié)電感大小。使用消弧線圈以后，一旦發(fā)生單相接地，中性點(diǎn)就會(huì)出現(xiàn)電壓，在中性點(diǎn)電壓作用下，消弧線圈就會(huì)通過(guò)接地點(diǎn)構(gòu)成回路，形成感性電流。這個(gè)感性電流正好抵消分布電容形成的容性電流，使接地電流控制在較小的數(shù)值之內(nèi)。采用"過(guò)補(bǔ)償"是為了避免出現(xiàn)“諧振”。

[1]畢筱妍.電力系統(tǒng)變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式的分析與比較，2006.

[2]楊明.變壓器中性點(diǎn)接地方式選擇分析，2011.