中性點(diǎn)運(yùn)行方式在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

布曉明

摘 要：中性點(diǎn)是電力系統(tǒng)中一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)，其涉及到很多綜合性的技術(shù)，因此對(duì)于電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)影響甚廣，對(duì)電網(wǎng)的安全性、可靠性會(huì)造成一定影響，此外會(huì)干擾到絕緣水平選擇，并且會(huì)危機(jī)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，影響通訊。所以合理的中性點(diǎn)接地方式選擇對(duì)于現(xiàn)代電力系統(tǒng)有著重要意義。

關(guān)鍵詞：中性點(diǎn)；電力系統(tǒng)；接地方式

1 方式分類

中性點(diǎn)在電力系統(tǒng)中接地方式主要有兩種，一種是直接接地或者接地前經(jīng)過(guò)的阻抗非常低，這種系統(tǒng)被稱作大接地系統(tǒng)；而另一種則是不接地的方式，中性點(diǎn)不接地而是經(jīng)過(guò)消弧線圈或者是在接地前，連接阻抗較高，該系統(tǒng)被稱作小接地系統(tǒng)。而在目前的電力系統(tǒng)中采用較為廣泛的中性點(diǎn)接地方式有三種，分別是不接地系統(tǒng)、連接消弧線圈系統(tǒng)以及直接接地系統(tǒng)。

1.1 不接地中性點(diǎn)系統(tǒng)

這種不接地的中性點(diǎn)其實(shí)質(zhì)就是令中性點(diǎn)在連接上對(duì)地絕緣，這種系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單，且方便系統(tǒng)運(yùn)行，沒(méi)有一些繁雜的附加設(shè)備，無(wú)需另外投資，降低了系統(tǒng)的建設(shè)成本，較為適用的供電網(wǎng)絡(luò)為農(nóng)村加設(shè)的樹形以及輻射形10KV長(zhǎng)線路網(wǎng)絡(luò)。若是該種不接地系統(tǒng)一相發(fā)生了接地，那么同該相相連接的電器的供電若是沒(méi)有受到破壞，那么設(shè)備就會(huì)繼續(xù)運(yùn)行，這種情況就會(huì)變?yōu)闈撛谕{，不易被發(fā)現(xiàn)，但是電網(wǎng)若是處于該狀態(tài)長(zhǎng)期的連續(xù)運(yùn)行，就會(huì)造成非故障電壓異常升高，導(dǎo)致系統(tǒng)的絕緣部位的薄弱點(diǎn)擊穿可能性升高，從而導(dǎo)致兩相接地短路，會(huì)對(duì)電氣設(shè)備造成負(fù)面影響。

因此在不接地的中性點(diǎn)應(yīng)用電網(wǎng)中，對(duì)于不接地的中性點(diǎn)必須要設(shè)置監(jiān)察裝置進(jìn)行專門的監(jiān)察，用來(lái)保證運(yùn)行人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)該類故障，并對(duì)此進(jìn)行排除，將其從系統(tǒng)中切除。

中性點(diǎn)的不接地系統(tǒng)中，若是接地電容通過(guò)的電流過(guò)大，那么在不接地的系統(tǒng)中，就會(huì)出現(xiàn)間隙電弧，這種現(xiàn)象主要表現(xiàn)為電弧重燃以及周期熄火。

電網(wǎng)作為一個(gè)震蕩回路，其具有電感以及電容，因此間歇電弧會(huì)造成過(guò)電壓的出現(xiàn)，相對(duì)地最高可以產(chǎn)生（2.5-3）UX的過(guò)電壓，這種過(guò)壓會(huì)直接通過(guò)接地點(diǎn)傳至整個(gè)電力系統(tǒng)，因此會(huì)引發(fā)其他相的擊穿，造成兩相的接地短路。

若是電網(wǎng)是3-10KV的電壓，那么對(duì)于接地時(shí)一相的電流容量應(yīng)當(dāng)小于30A，如果大于這個(gè)值那么就會(huì)導(dǎo)致電弧無(wú)法自熄，而若是電力網(wǎng)的電壓級(jí)別為20-60KV之間，那么間歇電弧就會(huì)引起更大的過(guò)電壓，因而威脅到系統(tǒng)中一些絕緣部位，電弧自熄就更加不可能，所以，在一般的電網(wǎng)運(yùn)行中，要去一相接地時(shí)，其電容電路必須要小于10A。

1.2 經(jīng)過(guò)消弧線圈

若是一相接地時(shí)其中的電流超出了必要的允許范圍，那么可以在中性點(diǎn)的接地部位加裝一個(gè)消弧線圈，用以解決電弧無(wú)法自熄的問(wèn)題，這種接地方式別稱作是經(jīng)消弧線圈進(jìn)行接地的中性點(diǎn)接地方式。

通過(guò)消弧線圈，中性點(diǎn)中一相接地時(shí)在中性點(diǎn)以及大地之間加裝設(shè)置了一個(gè)消弧線圈，這種電感線圈帶有鐵芯以及鐵芯外的繞組，通過(guò)將這種線圈結(jié)構(gòu)放入變壓器油箱的變壓器油中，用以消除電弧。由于繞組的電阻很小，可是其電抗較大。并且通過(guò)改變鐵芯繞組的匝數(shù)能夠?qū)ο【€圈的電感隨意調(diào)節(jié)，因此在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)電壓數(shù)值較小，因此在消弧線圈中通過(guò)的電流也不會(huì)很大，使用過(guò)補(bǔ)償?shù)姆绞侥軌蛴行ПＷC避免系統(tǒng)中出現(xiàn)諧振現(xiàn)象，即便是電流突然降低，或者某回路線路突然被排除，即使上述現(xiàn)象出現(xiàn)，也只會(huì)使其距離諧振點(diǎn)更遠(yuǎn)。

若是系統(tǒng)中出現(xiàn)了單相接地，消弧線圈可以通過(guò)電感電流對(duì)接地電流予以一定的補(bǔ)償，使得接地點(diǎn)處電流能夠降低到電弧自熄 電流范圍，主要特征是若是在單相接地故障時(shí)，電網(wǎng)仍舊能夠繼續(xù)運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)以上，但是在中壓電網(wǎng)中，由于接地電網(wǎng)得以補(bǔ)償，所以在接地故障中不會(huì)發(fā)生相間故障，所以通過(guò)介入消弧線圈的方式能夠有效提高接地點(diǎn)的可靠性，電網(wǎng)供電安全性大大提高。這種方式相對(duì)于經(jīng)低阻抗接地的方式更穩(wěn)定。

相對(duì)于一些消弧線圈的應(yīng)用，系統(tǒng)中一相接地中故障相的對(duì)低電壓是0，這一點(diǎn)同不接地中性點(diǎn)一樣，而在非故障時(shí)，相的對(duì)地電壓則會(huì)相對(duì)提高，有些甚至是提高數(shù)倍，由于三相線的電壓大小沒(méi)有太大改變，因此系統(tǒng)能夠暫時(shí)運(yùn)行，但是不能帶故障運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)以上，由于消弧線圈對(duì)于瞬時(shí)性的故障消除作用較為明顯，這是由于電流經(jīng)過(guò)消弧線圈后能夠被大大被削弱，使得電流降至規(guī)定值以下，從而消除電弧。另外由于接地電流的降低，對(duì)于附近一些弱點(diǎn)電路的影響也會(huì)相對(duì)的減弱。

在使用消弧線圈的中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，同不接地系統(tǒng)一樣，中性點(diǎn)各項(xiàng)的絕緣要求必須符合設(shè)計(jì)要求。

1.3 經(jīng)電阻接地系統(tǒng)

經(jīng)電阻接地的中性點(diǎn)接地方式，就是在大地同中性點(diǎn)之間加入電阻，使得系統(tǒng)對(duì)地電容同該電阻并聯(lián)形成回路，由于電阻的耗能，使得該電容可以作為電荷釋放以及諧振阻壓原件，這對(duì)于諧振過(guò)電壓的防止以及間歇電弧現(xiàn)象都有一定的防止作用。

中性點(diǎn)在任何狀態(tài)下在任何電網(wǎng)中，都應(yīng)當(dāng)保證其電位值為零0，若是其中一相接地，那么當(dāng)一相直接接地就會(huì)同接地的中性點(diǎn)之間形成短路，此刻，短路電流最大，因此對(duì)于一相接地發(fā)生短路的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)做出繼電保護(hù)，將故障從電力系統(tǒng)中排除。

直接接地的中性點(diǎn)若是發(fā)生了一相接地情況，那么該故障同經(jīng)過(guò)電抗器然后再次接地的一樣，會(huì)引發(fā)電路切斷動(dòng)作，導(dǎo)致很多用戶的供電被迫中止，實(shí)際的供電工作經(jīng)驗(yàn)中可以表明，1000V以上的供電系統(tǒng)中，很多由此引發(fā)的接地故障多數(shù)都具有瞬時(shí)性，尤其是在一些架空輸送線路中，切除故障線路之后，接地絕緣能夠有效恢復(fù)，并且不會(huì)影響送電，電網(wǎng)功能能迅速恢復(fù)。

目前我國(guó)電網(wǎng)接地中性點(diǎn)中，通過(guò)加裝了自動(dòng)重合閘用以提高供電線路的迅速恢復(fù)能力，系統(tǒng)出現(xiàn)故障并對(duì)一相接地的故障部位排除之后能夠迅速自動(dòng)重合，若是故障具有瞬時(shí)性，那么通過(guò)這種試送可以快速恢復(fù)送電。

2 我國(guó)目前常用的中性點(diǎn)接地方式

我國(guó)目前電力系統(tǒng)中使用的中性點(diǎn)接入方式大多數(shù)需要綜合考慮電網(wǎng)需要，主要方式有：

2.1 針對(duì)6KV以上10KV以下的電力系統(tǒng)，由于絕緣水平電壓對(duì)于設(shè)備的投入資金影響較小，為了達(dá)到電網(wǎng)的可靠性要求，一般中性點(diǎn)接地采用了增加消弧線圈或者是不接地的方式。

2.2 而針對(duì)的大于110KV的系統(tǒng)，則需要簡(jiǎn)化系統(tǒng)的保護(hù)裝置，將設(shè)備的絕緣水平予以降低，因此中性點(diǎn)的接地一般選用直接接地方式，并在系統(tǒng)中增加自動(dòng)重合閘以及避雷線等，提高電網(wǎng)的可靠性。

2.3 20KV以上60KV以下的電力系統(tǒng)，作為中間系統(tǒng)，即便是出現(xiàn)了一相接地的故障，其電流也不會(huì)很大，由于該網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度不高，因此一般消弧線圈的方式采用較多。

2.4 而針對(duì)1KV規(guī)格的電網(wǎng)，中性點(diǎn)接地的方式采用的為不接地方式，但是系統(tǒng)電壓由于為380/220V，通常使用的是三相五線制，零線主要是獲得機(jī)電壓，而地線則用以保障安全。

3 結(jié)束語(yǔ)

每個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)發(fā)展水平不同，因此根據(jù)具體的要求以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的實(shí)際特點(diǎn)，從長(zhǎng)足的發(fā)展角度看，合理的中性點(diǎn)接地方式選擇能夠有效推動(dòng)電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展。

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