電力系統(tǒng)中性點接地方式淺析

于 婷

（鄂州供電公司，湖北 鄂州 436000）

0 引言

電力系統(tǒng)中性點接地方式分為大接地電流系統(tǒng)和小接地電流系統(tǒng)。前者分為中性點直接接地電流系統(tǒng)、中性點經(jīng)低值阻抗接地系統(tǒng)，后者可分為中性點不接地系統(tǒng)、中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)、中性點經(jīng)高值阻抗接地系統(tǒng)。本文將對各類中性點接地方式的優(yōu)點與不足進行分析探討。

1 大接地電流系統(tǒng)

1.1 中性點直接接地系統(tǒng)

1.1.1 中性點直接接地系統(tǒng)原理

1）單相接地故障時，電壓情況

（1）接地故障相電壓降低為零；

（2）非接地故障相電壓不變，依然為相電壓；

（3）中性點對地電壓不變，依然為零。

2）單相接地故障時，電流情況

形成短路→流經(jīng)很大短路電流→裝設(shè)繼電保護→跳閘切除故障，避免擴大成相間短路。

1.1.2 中性點直接接地系統(tǒng)優(yōu)點

1）降低設(shè)備絕緣水平（約20%），節(jié)省造價。

在單相接地故障時，中性點電位仍為零，非故障相對地電壓仍為相電壓，設(shè)備絕緣水平只需按相電壓考慮。

2）不另設(shè)消弧裝置，即可自行消弧。

在單相接地故障時，不會產(chǎn)生間歇性電弧過電壓，不會因此導(dǎo)致設(shè)備損毀，不需另設(shè)消弧裝置。

1.1.3 中性點直接接地系統(tǒng)的不足及改進措施

1）不允許故障設(shè)備繼續(xù)運行，可靠性不如小接地電流系統(tǒng)。

發(fā)生單相接地故障時，短路電流觸發(fā)保護裝置動作，斷路器跳閘切斷故障部分，降低了供電可靠性。

2）短路電流很大，單相磁場對弱電干擾，特別是電力線路與通訊線路平行走向時，由于耦合產(chǎn)生感應(yīng)電壓，對通訊造成干擾。

3）接地點還會產(chǎn)生較大跨步電壓與接觸電壓，容易發(fā)生觸電傷害事故。

1.2 中性點經(jīng)低值阻抗接地系統(tǒng)（見3）

2 小接地電流系統(tǒng)

2.1 中性點不接地系統(tǒng)

2.1.1 中性點不接地系統(tǒng)原理

1）接地故障相對地電壓降低為零；

2）非接地故障相對地電壓升高為線電壓，且相位改變；

3）中性點對地電壓升高為相電壓，且方向與故障相電壓相反；

4）相對中性點電壓和線電壓仍不變，認為三相系統(tǒng)對稱，可繼續(xù)運行2h；

5）接地點流過的電容電流是正常每相對地電容電流的3倍，故在接地點產(chǎn)生電弧。

2.1.2 中性點不接地系統(tǒng)優(yōu)點

中性點電壓與非故障相電壓相對不變，不會破壞系統(tǒng)對稱性，單相接地故障后，允許設(shè)備繼續(xù)運行少于兩小時，提高了供電可靠性。

2.1.3 中性點不接地系統(tǒng)的不足

由于中性點是絕緣的，電網(wǎng)對地電容中的能量無法釋放。單相接地時的電容電流將在故障點形成電弧，甚至產(chǎn)生間歇性電弧接地過電壓或諧振過電壓，威脅設(shè)備絕緣，或引起相間短路。

2.2 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)

2.2.1 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)原理

單相接地故障時：

1）中性點對地電壓升高為相電壓；

2）消弧線圈中出現(xiàn)感性電流，與容性電流相差180度；

3）流過接地點電流：I˙L+I˙C（相互抵消）。

2.2.3 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)優(yōu)點

1）迅速補償單相接地時產(chǎn)生的電容電流，抑制電弧過電壓的發(fā)生。

在接地故障時，接地電流通過消弧線圈時呈電感電流，對接地電容電流進行補償，使通過故障點的電流減小到自行熄弧范圍。

2）通過對消弧線圈無載分接開關(guān)的切換，使之在一定范圍內(nèi)達到過補償運行，減小接地電流，使故障電網(wǎng)持續(xù)運行一段時間，相對提高了供電可靠性。

2.2.4 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的不足

1）消弧線圈本身是感性元件，與對地電容構(gòu)成諧振回路，在一定條件下會發(fā)生諧振過電壓。

2）中性點經(jīng)消弧線圈接地僅能降低電弧接地過電壓的概率，還是不能徹底消除電弧接地過電壓，也不能降低電弧接地過電壓的幅值。

3）零序保護無法檢出接地的故障線路。

由于接地點殘流很小，且消弧線圈必須處于過補償狀態(tài)，接地線路和非接地線路流過的零序電流方向相同，故零序過流保護、零序方向保護無法檢測出已接地的故障線路。

2.3 中性點經(jīng)高值阻抗接地系統(tǒng)（見3）

3 中性點經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)

3.1 中性點經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)原理

中性點經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)，是中性點與大地之間接入阻抗，該阻抗與系統(tǒng)對地電容構(gòu)成并聯(lián)回路,以便增大零序電抗，限制單相短路電流。

3.2 中性點經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)優(yōu)點

1）電阻是耗能元件，也是電容電荷的釋放元件和諧振的阻壓元件，對防止諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓，具一定優(yōu)越性。

2）在單相接地故障時，產(chǎn)生限流降壓作用，設(shè)備絕緣等級可按相電壓選擇。

3.3 中性點經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)的不足

1）在單相接地故障時，繼電保護裝置作用與跳閘，供電可靠性降低。

2）由于接地點的電流較大，當零序保護動作不及時或拒動時，接地點及附近的絕緣受到更大危害，導(dǎo)致擴大成相間短路故障。

4 結(jié)語

目前，我國電力系統(tǒng)中性點接地方式，大體是如下：

1kV以下電網(wǎng)采用中性點不接地方式，6-10kV采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式，20-60kV系統(tǒng)采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式，110kV及以上采用中性點直接接地方式。

各地應(yīng)根據(jù)當?shù)仉娋W(wǎng)的發(fā)展水平,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點,從長遠的發(fā)展觀點,因地制宜地確定電網(wǎng)中性點接地方式。

［1］喻恩森．淺談電力系統(tǒng)中性點的接地方式[J]．硅谷，2008（04）．

［2］張輝．電力系統(tǒng)中性點運行方式的探析[J]．中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（10）．