10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地的影響因素及方式選擇

周惠兵++謝夏寅

摘 要：該文主要研究了10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地的影響因素及方式選擇。首先從資料內(nèi)容出發(fā)對(duì)10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地的影響因素進(jìn)行探究，全面分析了接地故障類型、供電可靠性、設(shè)備安全等產(chǎn)生的影響。其次，在上述基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)踐內(nèi)容，深入挖掘了10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式。該文對(duì)10 kV配電網(wǎng)的建設(shè)具有一定的貢獻(xiàn)性作用。

關(guān)鍵詞：10 kV配電網(wǎng) 中性點(diǎn) 接地 影響因素 方式

中圖分類號(hào)：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）12（c）-0083-02

隨著電網(wǎng)電纜線路的不斷擴(kuò)展和延伸，10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地狀況已經(jīng)得到了本質(zhì)上的轉(zhuǎn)變，其接地方式不斷豐富。但在上述發(fā)展過程中，中性點(diǎn)接地方式也存在很大的爭議。部分人員認(rèn)為單相接地主要為相間短路故障，消弧線圈作用消失，而部分人員認(rèn)為單相接地為永久性故障，會(huì)直接威脅站內(nèi)設(shè)備。如何依照10 kV配電網(wǎng)狀況選取最佳的接地方式已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

1 影響中性點(diǎn)接地方式的主要因素

（1） 接地故障類型。10 kV中性點(diǎn)接地過程中非常容易出現(xiàn)單相接地導(dǎo)致的瞬時(shí)故障，尤其是在以電纜為主的電網(wǎng)中，這類故障發(fā)生率非常高。而常規(guī)架線為的主的電網(wǎng)中多為相間短路導(dǎo)致的永久性故障。在永久性故障中電纜本體故障發(fā)生率較低，其多為電纜接頭造成，故障處理難度較大。因此，在對(duì)10 kV配電網(wǎng)進(jìn)行建設(shè)的過程中相關(guān)人員要適當(dāng)增加電纜比重，要依照電壓、短路電流及繼電保護(hù)狀況合理設(shè)置中性點(diǎn)接地方式。

（2） 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈的運(yùn)用可以有效改善10 kV電網(wǎng)構(gòu)建質(zhì)量。當(dāng)前我國10 kV配電網(wǎng)中主要運(yùn)用傳統(tǒng)弧線圈，其效果并不顯著。而中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈能夠打破傳統(tǒng)弧線圈限制，有效改善諧振接地效益，是10 kV配電網(wǎng)建設(shè)的新方向。該弧線圈應(yīng)用過程中要對(duì)電容、電壓進(jìn)行全面考慮。

（3） 供電可靠性。供電可靠性指標(biāo)直接影響著10 kV配電網(wǎng)的供電效益，是提升10 kV配電網(wǎng)配電質(zhì)量的關(guān)鍵。我國配電網(wǎng)中明確指出為保證供電可靠性，低電阻接地方式選取過程中必須設(shè)置自動(dòng)故障切除線路，直接接地過程中必須不能使用有選擇動(dòng)作的繼電保護(hù)裝置。

（4） 人身安全。10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式選擇的過程中要保證人身安全，要從中性點(diǎn)接地中人需要接觸的金屬部件、單相接地過程中的跨步電壓、人直接接觸帶電部分電壓等三方面對(duì)中性點(diǎn)接地進(jìn)行調(diào)整，從而保證中性點(diǎn)接地的安全性，降低中性點(diǎn)接地可能產(chǎn)生的人員安全事故。

（5） 絕緣水平的配合。10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地的過程中要對(duì)絕緣部分進(jìn)行合理設(shè)置，依照10 kV配電網(wǎng)構(gòu)建狀況形成對(duì)應(yīng)絕緣保護(hù)。中性點(diǎn)接地作為變相的絕緣保護(hù)形式，能夠有效提升10 kV配電網(wǎng)絕緣配合水平，其經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)和消弧線圈接地系統(tǒng)均可以在一定程度上改善配電網(wǎng)絕緣效益。

2 10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇

10 kV配電網(wǎng)構(gòu)建的過程中需要依照配電網(wǎng)建設(shè)狀況進(jìn)行適當(dāng)中性點(diǎn)接地方式選擇。依照中性點(diǎn)接地影響因素對(duì)接地方式、接地配置等進(jìn)行明確，從本質(zhì)上提升接地方式的安全性、可靠性。

2.1 中性點(diǎn)不接地

10 kV配電網(wǎng)構(gòu)建的過程中有時(shí)無需進(jìn)行中性點(diǎn)接地，只將配電網(wǎng)與對(duì)地電容接地即可。在該接地方式運(yùn)用過程中一旦發(fā)生單相接地故障時(shí)，10 kV配電網(wǎng)電氣設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生任何損害，可以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。但是上述狀況不可以長時(shí)間進(jìn)行，一旦時(shí)間較長，非故障相電壓升高幅度會(huì)明顯升高，導(dǎo)致絕緣薄弱區(qū)域擊穿，造成兩相接地短路。因此，在對(duì)該接地方式進(jìn)行使用的過程中相關(guān)人員要把握好中性點(diǎn)電壓檢測(cè)，要對(duì)接地電容電流進(jìn)行全方位控制，從而保證線路電壓和電容電流在安全范圍內(nèi)，從本質(zhì)上降低兩相接地發(fā)生的可能性。

中性點(diǎn)不接地過程中單相接地故障非故障電壓對(duì)地電壓需要大于或等于線電壓，操作過電壓較高。線路較長，電容電流較大時(shí)非常容易出現(xiàn)多重故障。該接地繼電保護(hù)可以依照具體提狀況進(jìn)行合理選擇，絕緣水平較高，故障電流對(duì)人身安全影響的持續(xù)時(shí)間較長。

2.2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地

中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式選擇的過程中要對(duì)經(jīng)消弧線圈進(jìn)行合理控制，要依照中性點(diǎn)狀況合理調(diào)整經(jīng)消弧線圈的穩(wěn)態(tài)工頻感性電流，從而保證電流調(diào)諧狀況符合中性點(diǎn)接地需求，改善中性點(diǎn)接地的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。常規(guī)中性點(diǎn)接地的過程中當(dāng)單相電容電流超過10 A后可以使用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式代替單相接地方式，解決電容電流超值問題。

中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地中消弧線圈主要由氣隙鐵芯和鐵芯繞組兩部分構(gòu)成，主要防止在變壓器油油箱內(nèi)。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈運(yùn)用過程中可以通過繞組的匝數(shù)實(shí)現(xiàn)消弧線圈電感的調(diào)節(jié)，從而提升中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的控制效益，降低系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的諧振，提升系統(tǒng)的安全性和可靠性。與此同時(shí)，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地中還可以通過過補(bǔ)償方式達(dá)到消弧線圈電流的諧振，從而消除由諧振引起的接地故障。除此之外，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的過程中還需要對(duì)線電壓進(jìn)行合理分析，依照線電壓對(duì)系統(tǒng)絕緣和中性點(diǎn)接地進(jìn)行合理調(diào)整。

2.3 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地

中性點(diǎn)經(jīng)典組接地方式選擇的過程中要對(duì)中性點(diǎn)接地方式進(jìn)行合理分析，要依照電流大小合理選取對(duì)應(yīng)阻值，從本質(zhì)上提升中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地安全性，降低由電阻導(dǎo)致的接地故障，其具體接地阻值選擇標(biāo)準(zhǔn)見表1。

中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式選取時(shí)一般多為小電阻線路，單相接地的過程中需要控制電流在500 A左右，保證中性點(diǎn)的接地過程中能夠通過接地點(diǎn)的電流順利啟動(dòng)零序保護(hù)動(dòng)作，有效提升電路系統(tǒng)零序保護(hù)的靈敏度。中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的過程中當(dāng)接地電流較大的時(shí)非常容易出現(xiàn)零序保護(hù)不及時(shí)或拒動(dòng)問題，造成接地點(diǎn)設(shè)備或線路出現(xiàn)嚴(yán)重故障。因此，相關(guān)人員要對(duì)中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地中的電流進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證電流范圍在100～500 A左右。

中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地中單相接地故障非故障相對(duì)地電壓一般與線電壓相同，其操作過電壓值非常低，中性點(diǎn)接地電流與電阻一致，能夠有效改善繼電保護(hù)效果。該接地過程中故障電流對(duì)人身安全的影響較小，系統(tǒng)安全性較高。

2.4 中性點(diǎn)直接接地

中性點(diǎn)直接接地中需要控制單相接地故障非故障相對(duì)地電壓低于線電壓的80%，要盡量減小操作電壓，其多重故障發(fā)生的可能性較低。該接地過程中短路電流較大，故障電流對(duì)人身安全影響的時(shí)間較長。中性點(diǎn)直接接地中繼電保護(hù)動(dòng)作非常迅速，可以及時(shí)切斷故障對(duì)通信線路的電磁干擾，但系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。

中性點(diǎn)直接接地時(shí)中性點(diǎn)的電位一直為零。在該系統(tǒng)中即使發(fā)生單相接地，線路經(jīng)過中性點(diǎn)后直接短路，也不會(huì)產(chǎn)生較大的線路損害，對(duì)10 kV配電網(wǎng)建設(shè)效益的提升具有至關(guān)重要的作用。中性點(diǎn)直接接地過程中主要通過電抗器接地系統(tǒng)或直接接地系統(tǒng)達(dá)到故障線路的切斷，實(shí)施直接保護(hù)。線路中設(shè)置自動(dòng)重合閘裝置，對(duì)瞬時(shí)故障造成的線路問題進(jìn)行恢復(fù)。當(dāng)前配電網(wǎng)建設(shè)的過程中常在1 kV以上電網(wǎng)選取中性點(diǎn)直接接地方式，通過該方式對(duì)配電網(wǎng)可能出現(xiàn)的單相接地故障進(jìn)行控制，從而保證電網(wǎng)能夠瞬時(shí)切斷，提升自動(dòng)保護(hù)效益。配電網(wǎng)電壓等級(jí)越高，中性點(diǎn)直接接地的經(jīng)濟(jì)效益越好。

3 結(jié)語

10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式選取的過程中需要對(duì)影響因素進(jìn)行全面分析，要從上述內(nèi)容著手形成對(duì)應(yīng)接地配置，從而提升中性點(diǎn)接地效益，改善10 kV配電網(wǎng)建設(shè)效果。人員要對(duì)中性點(diǎn)接地配置進(jìn)行合理選取，對(duì)接地方式的經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性指標(biāo)進(jìn)行合理把握，從而實(shí)現(xiàn)接地效益的全面改善，加速10 kV配電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

[1] 汲亞飛，侯義明.20kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式選擇的研究[J].供用電，2008（5）：9-12.

[2] 侯義明，汲亞飛.江蘇20kV配電網(wǎng)改造的中性點(diǎn)接地方式研究[J].電力設(shè)備，2008（9）：18-20.

[3] 薛立，郝海林.深圳地區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式選擇探討[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2012（3）：31-32.

[4] 蘭宇.城區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的探討[J].上海電力，2010（2）：151-154.endprint