中性點(diǎn)不接地方式的常見問題及解決措施

黃桂華

（貴港供電局 廣西貴港 537100）

中性點(diǎn)不接地方式的常見問題及解決措施

黃桂華

（貴港供電局 廣西貴港 537100）

隨著城鄉(xiāng)一體化的不斷發(fā)展，在城市的電網(wǎng)當(dāng)中的電纜線路得到了不斷的擴(kuò)張延伸，在中性點(diǎn)接地方式方面，存在很大的爭(zhēng)議。中壓配電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式，在現(xiàn)階段存在大電流接地方式和小電流的接地方式兩種方式。在本文當(dāng)中首先對(duì)配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇進(jìn)行了分析；其次對(duì)中性點(diǎn)經(jīng)弧線圈接地的實(shí)施技術(shù)進(jìn)行了分析。

中性點(diǎn)；接地方式；解決措施

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的配電網(wǎng)的量也變得越來越寬，擔(dān)負(fù)著廣大用戶供電的任務(wù)，在這個(gè)過程中中性點(diǎn)的接地方式是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，因此在接地方式方面，需要根據(jù)實(shí)際情況以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、供電可靠性的要求等各方面來進(jìn)行全面的分析和論證。在現(xiàn)階段的配電網(wǎng)現(xiàn)存的接地方式當(dāng)中，存在著各種各樣的問題，比如中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地的時(shí)候電壓過高、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線線圈在也有一些不利的地方等，需要進(jìn)行專項(xiàng)研究。

1 配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇

1.1 中性點(diǎn)不接地

中性點(diǎn)不接地方式，即為中性點(diǎn)沒有經(jīng)過人為的方式來與大地相連接，是利用電網(wǎng)對(duì)地電容實(shí)現(xiàn)接地的。在這種情況下，如果中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的時(shí)候，承受線電壓的電氣設(shè)備的供電設(shè)備并沒有遭到破壞，是可以繼續(xù)運(yùn)行的。

1.2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈

中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈，即為在配電網(wǎng)當(dāng)中的一個(gè)或者多個(gè)中性點(diǎn)經(jīng)銷弧線圈和大地進(jìn)行相連，消弧線圈的穩(wěn)態(tài)工頻感性電流對(duì)于電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)工頻容性電流的調(diào)諧，也可以稱之為諧振接地的方式。此種方式一般運(yùn)用在單項(xiàng)接地的電容電流超過了允許值的10A的時(shí)候，就需要利用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方式來進(jìn)行解決。

1.3 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地

中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式，即為在配電網(wǎng)當(dāng)中的中性接入點(diǎn)至少有一個(gè)接入了電阻。當(dāng)中性點(diǎn)經(jīng)過電阻來和大地接入的時(shí)候，對(duì)于電流的大小要求是不一樣的，需要根據(jù)限制接地故障來進(jìn)行分級(jí)，可以分為高、中、低值電阻的接地方式。

1.4 中性點(diǎn)直接接地

中性點(diǎn)直接接地方式，在中性點(diǎn)的電位方面，在任何工作狀態(tài)下都是保持零值的狀態(tài)。如果系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)生單相接地的方式的時(shí)候，就可以直接經(jīng)過接地點(diǎn)和接地點(diǎn)當(dāng)中的中性點(diǎn)短路，在這個(gè)過程當(dāng)中單相接地短路產(chǎn)生的電流是最大的，以此需要使用繼電保護(hù)工作來講產(chǎn)生的故障部分進(jìn)行有效切除。

2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的實(shí)施技術(shù)

在本文當(dāng)中重點(diǎn)對(duì)重點(diǎn)經(jīng)消弧線圈的接地方式的實(shí)施技術(shù)進(jìn)行深入分析。為了保證供電的可靠性能、客戶使用的人身安全性能、絕緣水平、繼電保護(hù)、通信干擾以及設(shè)備安全等方面的性能，需要對(duì)消弧線圈、接地變壓器以及限壓電阻進(jìn)行選擇。

（2）農(nóng)業(yè)價(jià)格和補(bǔ)貼政策。包括農(nóng)產(chǎn)品最低保護(hù)價(jià)格、農(nóng)產(chǎn)品直接補(bǔ)貼、產(chǎn)品售空計(jì)劃和期權(quán)合約補(bǔ)貼。從1995年開始，巴西政府就減少了對(duì)農(nóng)業(yè)的補(bǔ)貼和價(jià)格支持力度，增加產(chǎn)品售空計(jì)劃和期權(quán)合約補(bǔ)貼[13]。一方面可以增加農(nóng)民收入，防止農(nóng)村人口迅速向大城市流動(dòng)；另一方面可以減少政府收購農(nóng)產(chǎn)品的儲(chǔ)備成本，同時(shí)保持巴西農(nóng)業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，不斷提高其在國際上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

2.1 消弧線圈的選擇

在消弧線圈的選擇方面，在傳統(tǒng)的消弧線圈當(dāng)中一般都具有一種多氣隙鐵芯單項(xiàng)電阻器。在運(yùn)行過程當(dāng)中一端接的是電網(wǎng)的變壓器，直配線的發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)在經(jīng)過曲折變形的過程后，另一端進(jìn)行接地。在現(xiàn)階段的消弧線圈種類當(dāng)中，有有載調(diào)匝式消弧線圈、調(diào)容式消弧補(bǔ)償裝置、調(diào)直流偏磁式消弧線圈、可控硅調(diào)節(jié)是自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈以及調(diào)氣隙式自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈這五種類型構(gòu)成。在有載調(diào)匝式消弧線圈當(dāng)中，主要利用有載調(diào)壓開關(guān)來對(duì)電阻器的抽頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此來改變電感值，在電網(wǎng)正常運(yùn)行的過程當(dāng)中，利用實(shí)時(shí)測(cè)量來對(duì)經(jīng)過消弧線圈的電流和相位的變化進(jìn)行相對(duì)測(cè)量，從而對(duì)電網(wǎng)在當(dāng)前方式之下的對(duì)地電容電流進(jìn)行有效分析，原理圖如圖1所示。

圖1 有載調(diào)匝式消弧線圈原理圖

在調(diào)容式消弧補(bǔ)償裝置當(dāng)中，是在晶閘管投切電容器組的基礎(chǔ)概念上進(jìn)行擴(kuò)展的，在消弧線圈的二次繞組上進(jìn)行不同容量的并聯(lián)電容器進(jìn)行配置，從而構(gòu)成一種新型的消弧線圈，通過對(duì)消弧線圈二次測(cè)電容量的大小來對(duì)消弧線圈的電感電流進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，其原理圖如圖2所示。

圖2 調(diào)容式消弧補(bǔ)償裝置原理圖

在調(diào)直流偏磁式消弧線圈當(dāng)中，是在其工作線圈之內(nèi)進(jìn)行鐵芯磁化段的布置，利用對(duì)鐵芯磁化段上的直流勵(lì)磁磁通的大小來對(duì)交流等值磁導(dǎo)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電感的連續(xù)，其原理圖如圖3所示。

圖3 調(diào)直流偏磁式消弧線圈原理圖

在可控硅調(diào)節(jié)是自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈上，主要通過高短路阻抗變壓器式的消弧線圈和控制器來共同組成，并且利用小電流的接地選線裝置來作為配套的裝備，從而將變壓器當(dāng)中的一次繞組來作為工作繞組接入到配電網(wǎng)的中性點(diǎn)當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)輸出的補(bǔ)償電流就可以實(shí)現(xiàn)從零值到額定值之間的有效調(diào)節(jié)，原理圖如圖4所示。

圖4 可控硅調(diào)節(jié)是自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈原理圖

在調(diào)氣隙式自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈上，是將鐵芯分為上部分和下部分兩個(gè)部分的，上部分鐵芯用電動(dòng)機(jī)來對(duì)氣隙進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變電阻值，而下部分的鐵芯需要和線圈都固定在支架上方，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤功能的無序可調(diào)節(jié)性。

2.2 接地變壓器的選擇

在接地變壓器的類型選擇方面，對(duì)消弧線圈在接入系統(tǒng)的時(shí)候需要有電源的中性點(diǎn)，在接地變壓器的選擇方面，分為Y0/Y0的芯片配電變壓器、Y0/△連接的變壓器以及Z型接地的變壓器三種類型的變壓器。

在Y0/Y0的芯片配電變壓器當(dāng)中，主要應(yīng)用于6～10kV的配電電網(wǎng)當(dāng)中，在其中的中性點(diǎn)可以經(jīng)過消弧線圈接地運(yùn)行。此種形式的變壓器本身就具有較高的零序阻值，并且其中的零序磁通是不能夠在鐵芯當(dāng)中形成閉合回路當(dāng)中，因此只能利用空氣等各種介質(zhì)來通過油箱壁來構(gòu)成回路，在油箱壁之內(nèi)會(huì)由于感應(yīng)而產(chǎn)生出渦流損耗，在此種情況之下就會(huì)形成局部的過熱現(xiàn)象，因此在利用此種方式的變壓器的時(shí)候需要消弧線圈的容量不能超過變壓器的額定容量的20%。

在Y0/△連接的變壓器當(dāng)中，零序阻值是相對(duì)較小的，中性點(diǎn)可以接入到消弧線圈當(dāng)中。在這個(gè)過程當(dāng)中如果副繞組所提供的負(fù)荷沒有超過變壓器的額定容量的50%的話，所連接的消弧線圈的容量就等于變壓器當(dāng)中的額定容量。如果在副繞組所提供的負(fù)荷是滿的，所接入的消弧線圈的容量就可以變?yōu)樽儔浩鞯念~定容量的50%，從而保證運(yùn)行過程當(dāng)中變壓器的溫度升高都處于允許的范圍之內(nèi)。

在Z型接地的變壓器當(dāng)中，需要對(duì)消弧線圈的接地補(bǔ)償進(jìn)行充分滿足的同時(shí)，還需要對(duì)動(dòng)力和照明的混合負(fù)載需要進(jìn)行滿足，因此就需要采取Z型接地的變壓器。在變壓器的高壓側(cè)當(dāng)中采用的是Z型接地的方式，在每相繞組當(dāng)中是由兩段來共同組成的，并且位置都處于不同相的鐵芯柱上方。

因此在接地變壓器的容量選擇方面，需要和消弧線圈的容量保持一致。如果接地變壓當(dāng)中只有消弧線圈，沒有二次負(fù)載的情況下的時(shí)候，接地變壓器的容量和消弧線圈的容量需要相等。如果接地變壓器除了消弧線圈的作用之外，還需要當(dāng)中變壓器來進(jìn)行使用，這個(gè)時(shí)候接地變壓器的容量就應(yīng)該大于消弧線圈的容量，在實(shí)際采用的過程當(dāng)中，需要根據(jù)變壓器的二次側(cè)的容量來進(jìn)行專項(xiàng)測(cè)定。

2.3 限壓電阻的選擇

在現(xiàn)階段我國的有調(diào)載匝式消弧線圈當(dāng)中，一般情況下都帶有串聯(lián)限壓的電阻，加裝電阻的主要目的是為了限制正常運(yùn)行過程當(dāng)中的中性點(diǎn)位移產(chǎn)生的電壓和在斷線發(fā)生故障的時(shí)候產(chǎn)生的諧振過電壓現(xiàn)象，并且還對(duì)微機(jī)起到保護(hù)的作用，但是對(duì)接地電弧的瞬間熄滅就會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)不利的影響。因此在進(jìn)行選擇的時(shí)候，如果滿足限壓的情況下，在阻值方面應(yīng)該適當(dāng)?shù)臏p少。

3 結(jié)語

綜上所述，配電網(wǎng)在電纜線路方面在不斷增長(zhǎng)過程當(dāng)中，線路電容電流也就會(huì)隨之增大，采用普遍的中性點(diǎn)的不接地方式會(huì)帶來很多的問題，因此需要采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方式。中性點(diǎn)不接地方式的結(jié)構(gòu)是相對(duì)簡(jiǎn)單的，供電可靠性能也相對(duì)較高。值得注意的是采用傳統(tǒng)的消弧線圈來對(duì)電壓方面的能力也是相對(duì)較弱的，因此在保護(hù)選擇性能方面也查。在進(jìn)行配電網(wǎng)的接地方式的選擇方面，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況來進(jìn)行選擇，以此來保證配電網(wǎng)的正常運(yùn)行狀態(tài)。

[1]周建博，李莎，李曉民，等.110kV變壓器中性點(diǎn)不接地方式運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)保護(hù)問題研究[J].陜西電力，2012，40（4）：49～52，85.

[2]侯永將.中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式研究[D].鄭州大學(xué)，2010.

[3]張 超.10kV配電網(wǎng)接地方式的探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（31）.

TM862

A

1004-7344（2016）18-0049-02

2016-6-6

黃桂華（1978-），女，工程師，本科，長(zhǎng)期從事電網(wǎng)分析控制及調(diào)度管理等工作。