配網(wǎng)中性點運行方式探討

賀敏

摘 ?要：文章介紹了配網(wǎng)中性點運行方式的基本概念，論述了國內(nèi)外配網(wǎng)中性點接地方式的發(fā)展歷程，并比較了各種中性點接地方式的優(yōu)缺點，選擇具體哪種運行方式時應(yīng)綜合考慮多方面的因素合理選擇。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);中性點運行方式;消弧線圈;電阻接地

中圖分類號：TM86 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）26-0083-02

1 ?配電網(wǎng)中性點接地概述

配網(wǎng)主要指電壓等級為35 kV及其以下的電力網(wǎng)絡(luò)，作為電力系統(tǒng)主網(wǎng)絡(luò)與用戶之間的紐帶為各個配電站和用電負(fù)荷提供電源。三相交流電網(wǎng)中性點與大地之間的電氣連接方式稱為電網(wǎng)中性點接地方式（或中性點運行方式），中性點運行方式的選擇關(guān)系到電網(wǎng)的許多方面，如系統(tǒng)絕緣水平、保護配置方案、系統(tǒng)供電的可靠性等。

關(guān)于中性點的運行方式，我們通常分為兩大類。①直接接地;②不直接接地。在110 kV及以上的網(wǎng)絡(luò)，既其電網(wǎng)屬于高電壓等級，一般采取中性點直接接地的方式。配電網(wǎng)主要采取的運行方式為中性點不直接接地。

2 ?國內(nèi)外配網(wǎng)中性點運行方式的發(fā)展

2.1 ?國外采用的配電網(wǎng)中性點運行方式及其發(fā)展

首先使用經(jīng)消弧線圈接地方式的國家是德國，與此同時，德國將其應(yīng)用于30～220 kV的所有網(wǎng)絡(luò)，由于發(fā)現(xiàn)220 kV線路發(fā)生故障的頻率偏高，故不再該電壓等級電網(wǎng)中繼續(xù)采用經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。

美國中壓配網(wǎng)主要采用中性點直接接地運行方式，并逐步取代了中性點不接地運行方式，一直沿用至今。

英國運用的方式是根據(jù)不同的電壓來決定的，第一種，在66 kV系統(tǒng)中，其方式為經(jīng)電阻接地;第二種，在33 kV及以下架空線配電網(wǎng)，運用經(jīng)消弧線圈接地。

相對而言，城市電纜配電網(wǎng)路的運行方式?jīng)]有變化，它將繼續(xù)使用低電阻接地。

前蘇聯(lián)3～66 kV電網(wǎng)的不接地方式有兩種，第一種是中性點不接地;第二種是中性點經(jīng)消弧線圈接地，對于110 kV電網(wǎng)，其運用其中一種運行方式，即中性點直接接地。

2.2 ?國內(nèi)配網(wǎng)中性點運行方式的發(fā)展

我國建國初期至上世紀(jì)80年代，一直按照前蘇聯(lián)的模式，在3～66 kV配電網(wǎng)中，運用的運行方式皆為中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地，便于加大其供電的可靠性。這種中性點運行方式對架空輸電線路電網(wǎng)十分有利，架空線路發(fā)生的故障會出現(xiàn)多種情況，多為瞬時性故障，自動重合閘裝置重合成功率高。且當(dāng)故障為單相接地故障時，系統(tǒng)仍然可以繼續(xù)運行兩個小時，會加大供電可靠性。

因此規(guī)定，當(dāng)35 kV電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地故障的情況，流過故障點的零序電容電流總和大于10 A，10 kV電網(wǎng)大于20 A、3～6 kV電網(wǎng)大于30 A時，電源中性點應(yīng)使用的接地方式為經(jīng)消弧線圈。

隨著電纜線路在城市配網(wǎng)中逐漸增多，線路對地電容電流也隨之增大，且出現(xiàn)的故障多為永久性故障，一般不允許重合閘送電。發(fā)生單相接地后，一旦持續(xù)運行，易導(dǎo)致絕緣發(fā)生破壞，導(dǎo)致兩相短路，故經(jīng)消弧線圈接地方式很難滿足需求。

3 ?各種接地運行方式比較

3.1 ?中性點直接接地

對于此類接地方式，一般是通過中性點進(jìn)行的，而后直接接入大地。面對此類系統(tǒng)，一旦發(fā)生一相接地的情況，會導(dǎo)致產(chǎn)生各種結(jié)果，比如單相短路的現(xiàn)象，在這樣的情況之下，它的電流一般會表現(xiàn)偏大，一旦電流偏大，它的斷路器便會出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象，通過這樣的方式解決問題。

在系統(tǒng)中，出現(xiàn)這樣的大電流，同時伴隨著接地方式，我們對它有一個籠統(tǒng)的稱呼，叫大電流接地系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)有它獨特的地方，在此系統(tǒng)中，是不會出現(xiàn)絕緣監(jiān)察類的裝置。對于中性點直接接地系統(tǒng)來說，它里面含有的過電壓是不能忽視的，一般表現(xiàn)是最小的。在整個電網(wǎng)里，如何選用這些基礎(chǔ)的東西非常重要，但究其根本，所有的問題折射出來就四個字：經(jīng)濟問題。

上面也提到，電流在什么樣的系統(tǒng)中偏大的問題，電流偏大，對于通訊系統(tǒng)來說，必定是個影響不小的因素。如果在電流偏大的系統(tǒng)中，通訊系統(tǒng)里面的線路與系統(tǒng)中電力的線路保持著平行狀態(tài)，它就會相應(yīng)的產(chǎn)生感應(yīng)電壓，對其產(chǎn)生干擾。

一旦它在運行中出現(xiàn)問題，發(fā)生了單相接地的故障，相應(yīng)的會導(dǎo)致出現(xiàn)兩種電壓，第一種電壓是跨步電壓;第二種電壓是接觸電壓。如果發(fā)生此類情況，一旦有人不小心碰到了桿或者是帶電導(dǎo)體，出現(xiàn)事故的幾率就大大提高。為了避免此類情況的發(fā)生，有三個方式去解決，第一個方式是降低電桿的電阻;第二個方式是在露的地方加上護套;第三個方式是工作的人員要嚴(yán)格的遵守安全工作規(guī)程。

3.2 ?中性點不接地

不接地系統(tǒng)供電可靠性高，同時對絕緣水平的要求也普片偏高。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障的情況，不會導(dǎo)致短路回路，此時接地相的電流偏小，不必切除故障相，允許帶故障運行1～

2 h，在此期間運行人員需找出故障相并消除故障，從而保證電網(wǎng)不間斷供電，提高供電的可靠性。采用中性點不接地運行方式還可以節(jié)省接地系統(tǒng)設(shè)備的開支，比較經(jīng)濟。

但非故障相電壓會升高√3倍，容易引發(fā)各種過電壓，導(dǎo)致事故進(jìn)一步擴大成兩點或多點接地短路，危及系統(tǒng)絕緣。特別是系統(tǒng)發(fā)生單相間歇性電弧接地短路故障時，接地點的對地電弧間歇性的熄滅和重燃，可引起非常高的弧光過電壓，最高可達(dá)正常時相電壓的4倍，在系統(tǒng)絕緣薄弱點可直接導(dǎo)致絕緣破壞，威脅設(shè)備安全。對中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相故障時，通常僅需繼電保護有選擇性發(fā)出信號，勿需跳閘。

3.3 ?中性點經(jīng)消弧線圈接地

我們通常說的消弧線圈便是電抗線圈。在出現(xiàn)單相接地這類故障的時候，接地點對地相電流為容性電流。

當(dāng)出現(xiàn)電容電流不斷增大，導(dǎo)致故障點的電弧無法自動熄滅和弧光接地過電壓此類情況時，便會加大系統(tǒng)故障的形成，若中性點運用經(jīng)消弧線圈接地的方式，一旦出現(xiàn)故障，產(chǎn)生感性電流以平衡對地電容電流，使電弧容易自行熄滅，提高供電的可靠性。通常采用過補償方式，即采用可以使電感電流大于電容電流的電感線圈，以防止形成串聯(lián)諧振過電壓。

傳統(tǒng)的消弧線圈接地方式都是靠手動調(diào)節(jié)電感線圈分接頭以改變電感的值，調(diào)節(jié)范圍比較小，調(diào)節(jié)不方便，運行人員很難調(diào)節(jié)到剛好構(gòu)成過補償方式，稍有不當(dāng)，就會出現(xiàn)諧振過電壓。電纜線路的特點之一就是對地電容比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于架空線路的對地電容，且運行中電容電流的變化范圍也大得多，導(dǎo)致傳統(tǒng)手動調(diào)節(jié)電感線圈十分不易，難以滿足需求。

至此，便有自動調(diào)諧方式的消弧線圈的存在，此類的消弧線圈有獨特的地方，它在微機控制裝置作用下，可自動跟蹤對地電容電流的變化，進(jìn)而調(diào)節(jié)電感大小使其自動補償，充分保障調(diào)諧精度以防止出現(xiàn)諧振過電壓。

3.4 ?中性點經(jīng)阻抗接地

中性點經(jīng)阻抗接地就是在系統(tǒng)中性點上接一個適當(dāng)阻值的電阻器以減小故障相電流從而降低接地點弧光接地過電壓，且接地時不會出現(xiàn)串聯(lián)諧振過電壓，比經(jīng)消弧線圈接地方式具有明顯的優(yōu)越性，但同時也有自身的缺點。按照電阻器阻值的大小可分為高電阻、中電阻和低電阻接地方式。

3.4.1 ?高電阻接地

高電阻接地方式的存在，便有它獨特的地方，主要是為限制單相短路接地的故障電流，防止和減小諧振過電壓以及弧光接地過電壓。高電阻接地通常應(yīng)用于接地電容電流較小，發(fā)生單相接地時保護不需要動作于跳閘的線路。

經(jīng)高阻抗接地后，可有效減小故障點電壓梯度，減小過電壓。高電阻接地多用于小型6～10 kV配電網(wǎng)和發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)。

3.4.2 ?低電阻接地

中性點低電阻接地方式可以限制弧光接地過電壓的出現(xiàn)，線路運用有效的保護方式，主要是表現(xiàn)在零序電流繼電。一旦出現(xiàn)接地故障，便會出現(xiàn)電流偏大的情況，主要表現(xiàn)在流過故障線路保護安裝點上，零序保護可以可靠動作，有很高的靈敏度;但若保護拒動，則過大的短路電流將造成短路點附加絕緣損壞，并導(dǎo)致相間故障的發(fā)生。另一方面，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，保護也會迅速動作，切除故障線路，間斷供電，跳閘頻繁，對斷路器的性能要求高;這樣非故障相電壓幅值不會升高，對絕緣水平的要求較低。

3.4.3 ?中電阻接地

中電阻接地是介于高值和低值電阻接地之間的一種接地方式，可以避免高阻抗接地和低阻抗接地的缺點并保留各自的優(yōu)點。中值阻抗接地方式可以使電網(wǎng)絕緣水平要求降低，故障時過電壓得到有效的限制，且不中斷電網(wǎng)對負(fù)荷的供電。

4 ?結(jié) ?語

根據(jù)上述對不同中性點接地方式優(yōu)缺點的比較，不能確定哪一種方式是絕對好的或絕對不好的，需要根據(jù)實際情況的不同，結(jié)合對可靠性的要求以及考慮經(jīng)濟的合理性，因地制宜地考慮多方面的因素來選擇采用哪種中性點接地方式。

隨著科技的不斷進(jìn)步，中性點的運行方式也要進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)以適應(yīng)越來越復(fù)雜的配電網(wǎng)路。

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