10kV配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式探討

莫鎮(zhèn)精

摘要：本文就10kv配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式進(jìn)行了探討，針對(duì)中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地3種方式的特點(diǎn)展開了系統(tǒng)深入的分析研究，并詳細(xì)概述了所得的結(jié)論，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：10kv配電系統(tǒng)；中性點(diǎn)接地方式；探討

0.引言

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)涉及電力系統(tǒng)許多方面的綜合性技術(shù)課題，它不僅涉及到電網(wǎng)本身的安全可靠性、過電壓絕緣水平的選擇，而且對(duì)通訊干擾、人身安全有重要影響。在目前的配電系統(tǒng)中，中性點(diǎn)接地方式有中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地三種，當(dāng)然每一種中性點(diǎn)接地方式各有其特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，因此，若想發(fā)揮出每一種中性點(diǎn)接地方式最大的用處，就要因地制宜地確定配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式。本文就10kv配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式進(jìn)行了探討，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

1.中性點(diǎn)不接地

中性點(diǎn)不接地方式實(shí)際上可以看作是經(jīng)容抗接地，該容抗由電網(wǎng)中的架空線路、電纜線路、電動(dòng)機(jī)和變壓器繞組等對(duì)地耦合電容組成。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，會(huì)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）三相對(duì)地電壓不再對(duì)稱，故障相對(duì)地電壓為零，非故障相對(duì)地電壓升高到線電壓的值，即升高到相電壓的 倍；

（2）接地電流是正常運(yùn)行時(shí)每相電容電流的3倍；

（3）線電壓的大小和方向不變，保持對(duì)稱，相位仍然互差120°，并且不影響三相負(fù)荷的正常運(yùn)行。

雖然配電系統(tǒng)若安裝的是中性點(diǎn)不接地方式，那么將能夠確保系統(tǒng)在發(fā)生單相故障時(shí)能夠繼續(xù)運(yùn)行，不出現(xiàn)立即停止供電現(xiàn)象，系統(tǒng)的供電安全性較高。然而，若整個(gè)系統(tǒng)長(zhǎng)期處在帶接地故障運(yùn)行，那么那些沒有帶故障的相電壓就會(huì)有持續(xù)升高現(xiàn)象，電壓升高后就會(huì)損害到設(shè)備絕緣部位，最后造成絕緣部位擊穿，形成兩相故障，威脅整個(gè)配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。若以這種帶接地故障不能持續(xù)2h以上。

另外，這種中性點(diǎn)保護(hù)接地系統(tǒng)雖然在發(fā)生單相故障后能夠繼續(xù)運(yùn)行，不會(huì)立即出現(xiàn)短路現(xiàn)象，但是由于故障出現(xiàn)后接地點(diǎn)就會(huì)開始有接地電流流過，這種故障后產(chǎn)生的接地電流最終會(huì)形成電弧。雖然這種電弧在接地電流比較小的情況了不會(huì)變大，而是自行熄滅。但是若接地電流量比較大，那么這種電弧就會(huì)慢慢變大，最后形成穩(wěn)定的電弧，這種電弧會(huì)容易燒毀到設(shè)備，最后誘發(fā)三相短路，嚴(yán)重威脅整個(gè)系統(tǒng)安全。

2.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式

所謂經(jīng)消弧線圈接地方式就是中性點(diǎn)和地面是通過消弧線圈實(shí)現(xiàn)相互連接的形式。消弧線圈實(shí)際上是一種電感線圈，只是比普通的電感線圈多了一個(gè)鐵芯。這種線圈具有電阻小但電抗極大的特點(diǎn)。一般在配電網(wǎng)正常運(yùn)行過程中，消弧線圈中性點(diǎn)和地面兩邊的電位都是零，兩端處在完全平衡的狀態(tài)，不存在電壓差，也沒有電流通過。但是，當(dāng)配電線網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，那么消弧線圈接地一端就會(huì)有大量的電容電流通過，與此同時(shí)中性點(diǎn)一端的電位點(diǎn)也開始發(fā)生偏移，如此也就造成原來電壓平衡的狀態(tài)發(fā)生失衡，出現(xiàn)電位差。在這種情況下出現(xiàn)電流會(huì)通過以感抗為主的消弧線圈，這種通過消弧線圈的電流也是感性電流。這個(gè)經(jīng)過消弧線圈的感性電流還會(huì)繼續(xù)流到接地回路上去，在流到接地回路后該電流會(huì)與接地點(diǎn)的電流相位產(chǎn)生相反作用。如此兩者會(huì)自動(dòng)的進(jìn)行互相補(bǔ)償，使得通過接地點(diǎn)的電容電流被逐漸消減，最后被減少的這一電流會(huì)繼續(xù)流過接地點(diǎn)零點(diǎn)并熄滅電弧。且在熄滅后線圈還是能夠發(fā)揮減小故障相電壓的作用，從而使配電網(wǎng)持續(xù)供電2h左右。由于使用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式時(shí)故障發(fā)生后故障線路的電壓還是能夠保持不變，所以也就不會(huì)出現(xiàn)影響負(fù)荷運(yùn)行的現(xiàn)象出現(xiàn)，最后也就能夠使系統(tǒng)保持繼續(xù)運(yùn)行2h左右。因此，也就是說中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地形式除了能夠保障線路故障出現(xiàn)后讓電網(wǎng)持續(xù)供電2h，保持電網(wǎng)供電的持續(xù)性之外，還能夠在故障出現(xiàn)對(duì)一些威脅到接地電容電流安全的隱患進(jìn)行最大限度的消除。

經(jīng)消弧線圈接地方式雖然具有較多優(yōu)點(diǎn)，但是為了能夠使其發(fā)揮最大效應(yīng)，在選擇過程和應(yīng)用過程中應(yīng)該注意幾個(gè)問題：（1）由于當(dāng)經(jīng)消弧線圈進(jìn)行電流補(bǔ)償后，整個(gè)接地點(diǎn)的電流就會(huì)開始變得很小，如此也就會(huì)導(dǎo)致接地點(diǎn)電流處在高頻振蕩的狀態(tài)，在這種情況下若選擇常規(guī)的繼電保護(hù)裝置對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行判斷難度非常大，所以一般在設(shè)置經(jīng)消弧線圈接地時(shí)還需要同時(shí)安裝一些小電流選線裝置。目前，調(diào)查結(jié)果顯示，很多經(jīng)消弧線圈接地都設(shè)置有小電流選線裝置，但是這些裝置的準(zhǔn)確率卻比較低，大多就只是在60～70%之間，難以滿足接地點(diǎn)電流較好時(shí)快速找出故障點(diǎn)的要求。所以，針對(duì)這種問題，除了要盡可能選用準(zhǔn)確率高的小電流選線裝置之外，還需要加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)的日常巡檢工作。（2）需要選擇那些感抗小于電網(wǎng)對(duì)地容抗的消弧線圈。原因是若感性電流小雨接地電容電流，那么就會(huì)容易造成中性點(diǎn)電壓持續(xù)升高，最后損害到設(shè)備。

4.結(jié)論

在總結(jié)以上分析結(jié)果并結(jié)合當(dāng)前鋼鐵企業(yè)運(yùn)行概況后可以確定鋼鐵企業(yè)10Kv配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）新建且規(guī)模大的鋼鐵企業(yè)，選擇中性點(diǎn)接地方式時(shí)建議選擇經(jīng)低電阻接地方式。這種接地方式最顯著的特點(diǎn)就是能夠在很短時(shí)間內(nèi)就準(zhǔn)確判斷出現(xiàn)故障的線路并果斷進(jìn)行切除，確保在故障蔓延損壞整個(gè)電網(wǎng)設(shè)備之前就處理干凈，非常的安全可靠。

5.結(jié)束語

綜上所述，10kv配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇直接關(guān)系到整個(gè)電站的運(yùn)行，關(guān)系到電網(wǎng)所有設(shè)備和人員的安全，在干擾通訊質(zhì)量方面有顯著影響。為了能夠選擇和應(yīng)用一種科學(xué)合理的中性點(diǎn)接地方式，相關(guān)人員在選擇之前必須要對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)具體特點(diǎn)和發(fā)展水平進(jìn)行深入探討，并對(duì)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面進(jìn)行比較分析之后選擇一個(gè)電網(wǎng)現(xiàn)在和未來都能夠發(fā)揮重大作用的接地方式，保障配電網(wǎng)安全。