10 kV配電網(wǎng)中性點接地方式研究

俞雅婷

摘 要：不同的接地方式對10 kV配電網(wǎng)的正常運行造成一定的影響，內(nèi)容首先闡述了影響10 kV配電網(wǎng)接地方式的主要因素，其次分析了中性點不同的接地方式，并對其優(yōu)缺點進行了綜合評價，以期能為10 kV配電網(wǎng)中性點接地方式的選擇提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：10 kV配電網(wǎng)；中性點；接地方式

中圖分類號：TM77 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）30-0107-02

以往我國10 kV配電網(wǎng)是以架空線為主的放射形結(jié)構(gòu)電網(wǎng)，因此中性點接地方式通常采用兩種方式：不接地或者經(jīng)消弧線圈接地方式。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展、雙電源供電及電纜的大量應(yīng)用，中性點經(jīng)電阻接地方式也得到廣泛應(yīng)用。近些年來電力系統(tǒng)的電容電流大幅增加，由接地方式不合理而造成的事故越來越多，配電網(wǎng)中性點接地方式問題越來越突出。

因此，對10 kV配電網(wǎng)來說，選擇一種既能確保配電網(wǎng)安全、可靠運行，安裝與操作又簡單、經(jīng)濟合理的中性點接地方式是電力系統(tǒng)亟待解決的重要課題?；诖耍P者對10 kV配電網(wǎng)中性點接地方式進行研究。

1 影響10 kV配電網(wǎng)接地方式的因素

影響10 kV配電網(wǎng)接地方式的因素主要包括如下幾種。

1.1 接地故障類型

近些年來，隨著電纜網(wǎng)絡(luò)持續(xù)發(fā)展，10 kV配電網(wǎng)中性點接地方式出現(xiàn)不同的觀點，根據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知：不同的電網(wǎng)類型發(fā)生故障的類型存在較大差異，電纜為主的電網(wǎng)通常出現(xiàn)的故障為永久性故障和相間短路故障，而架空線為主的電網(wǎng)通常發(fā)生的故障時單相接地故障和瞬時故障，而單相接地和瞬時故障在所有故障類型中占了極高的比例。

1.2 供電可靠性

供電可靠性是配電網(wǎng)十分關(guān)注的重要考核指標(biāo)，直接關(guān)注著供電企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量。根據(jù)電力系統(tǒng)多年實踐經(jīng)驗可知，單相接地故障通常是瞬間性的，尤其是架空線路，若接地電流不大，可以不用任何動作，接地電弧就會自動熄滅，確保電路持續(xù)供電。不同接地方式對單相接地故障的處理方式是不同的，低電阻接地方式不論發(fā)生何種故障都會自動切除故障電路；消弧線圈接地方式能使用繼電保護裝置檢測出現(xiàn)故障的線路，可瞬間或者延時切除，提高了供電連續(xù)性。

1.3 人身安全

在選擇不同類型中性點接地方式時，人身安全也是一個重要的考慮因素。對人身安全要考慮如下幾方面：第一，人接點的設(shè)備金屬部件；第二，故障周圍的跨步電壓；第三，處理故障時人接觸的帶電部分。

1.4 通信干擾

10 kV配電網(wǎng)在運行過程中，由于存在電磁耦合、靜電感應(yīng)及輻射等狀況極易對通信電網(wǎng)產(chǎn)生一定程度的干擾，干擾的具體表現(xiàn)形式為音頻、工頻或縱向電勢等，這些干擾方式與10 kV配電網(wǎng)的中性點接地方式息息相關(guān)，不同的中性點接地方式對通信網(wǎng)絡(luò)造成的干擾也存在一定的差異。通常情況下，通信干擾所造成的危害極大，嚴(yán)重的可能會損壞通信設(shè)備，影響人身安全，同時隨著信息化時代的來臨，通信干擾問題會日益嚴(yán)重，必須引起足夠的重視。

2 10 kV配電網(wǎng)中性點接地方式的綜合評價

2.1 不同接地方式

2.1.1 中性點不接地

這種接地方式是指配電網(wǎng)中的中性點并不直接和大地連接，而是通過電網(wǎng)的對地電容接地的。采用這種中性點接地方式，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，電網(wǎng)中的電力設(shè)備并沒有受到損害，仍然能持續(xù)供電，但并不允許這種狀況持續(xù)太長時間，因為一旦持續(xù)時間過長，就可能導(dǎo)致絕緣薄弱點被擊穿，最終造成兩相接地短路，就會對電氣設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞。因此在這種接地方式中，配電網(wǎng)中必須要配置專門的監(jiān)視裝置，以便工作人員能發(fā)現(xiàn)故障并及時進行處理。

2.1.2 中性點經(jīng)消弧線圈接地

這種接地方式是指配電網(wǎng)經(jīng)過消弧線圈和大地連接，在這種接地方式中，故障相對地電壓是0，非故障相對地電壓增加到約為原來的1.732倍，三相線電壓仍保持對稱和大小不變，因此采用這種接地方式也允許帶故障運行，但是運行時間不能太長，通常允許的帶故障運行時間不得超過2 h。消弧線圈對瞬時性接地系統(tǒng)故障起著十分重要的作用，由于消弧線圈能使接地處的電流大大減小，電弧可能自動熄火。接地電流比較小，在一定程度上能減輕對周圍線路造成的不良影響。這種接地方式和中性點不接地方式類似，要按照配電網(wǎng)的線電壓進行設(shè)計。

2.1.3 中性點經(jīng)電阻接地

這種接地方式是指配電網(wǎng)中至少有一個中性點接入電阻，根據(jù)限制接地故障電流大小的不同，可將接地電阻按阻值的不同分為高電阻接地、中電阻接地和低電阻接地。由于配電網(wǎng)接地電流數(shù)值通常比較大，若發(fā)生故障后零序保護不及時，將會給周圍的絕緣造成很大的損害，嚴(yán)重的可能造成配電網(wǎng)相間故障的發(fā)生。一旦發(fā)生單相接地故障，這種故障類型不管是永久性還是非永久性，都會導(dǎo)致配電網(wǎng)線路的跳閘次數(shù)增加，對供電質(zhì)量造成不良影響，降低了供電可靠性。

2.1.4 中性點直接接地

這種接地方式是直接將中性點接地，在這種系統(tǒng)中，一旦發(fā)生單相接地故障，就會發(fā)生短路，導(dǎo)致接地電流增加，此時配電網(wǎng)繼電保護會立即動作，將故障切除。中性點直接接地方式的特點是一旦配電網(wǎng)運行過程中發(fā)生單相故障，非故障對地電壓并不會升高，所以在設(shè)計時配電網(wǎng)各相對地絕緣可根據(jù)相對地電壓考慮。由于這種方式接地電流相對加大，配電網(wǎng)的繼電保護通常都能迅速切除故障，同時保護裝置簡單，具有極高的可靠性。

2.2 不同接地方式的綜合評價

2.2.1 中性點不接地方式

這種接地方式具有下述特點：

第一：當(dāng)10 kV電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地故障時，電網(wǎng)的線電壓并不發(fā)生變化，僅故障相電壓升高倍，因此采用中性點不接地方式當(dāng)發(fā)生單相接地故障時并不影響三相設(shè)備的正常運行，這是這種接地方式的最大優(yōu)點；

第二，可能產(chǎn)生異常過電壓。當(dāng)配電網(wǎng)出現(xiàn)鐵磁諧振過電壓時，最高的電壓值可達相電壓的4倍，當(dāng)出現(xiàn)間歇性弧光接地時，產(chǎn)生的電壓值可達相電壓的3.5倍。這種異常的高電壓可能影響到全網(wǎng)，如果持續(xù)時間較長很可能對10 kV配電網(wǎng)中電力設(shè)備的絕緣性能產(chǎn)生不良影響；

第三，對10 kV配電網(wǎng)來說，不管整個電網(wǎng)中的絕緣電阻值有多高，為了確保人們在直接接觸時不會發(fā)生觸電傷亡事件，要求三相電壓中每相的對地電容值不應(yīng)該超過。但是實際中要使10 kV配電網(wǎng)滿足這個條件是很難實現(xiàn)的，因此希望通過漏電保護手段來確保人身直接接觸的安全防護是不可能的，漏電、接地保護僅可以作為防護間接接觸的手段。

2.2.2 中性點經(jīng)消弧線圈接地方式

這種接地方式具有下述特點：

第一， 這種中性點接地方式的最大優(yōu)點是10 kV配電網(wǎng)運行過程中具有很高的可靠性；

第二，當(dāng)10 kV配電網(wǎng)線路中發(fā)生瞬間故障時能自動熄弧，且發(fā)生故障點位置處的對地電位較低；

第三，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，故障產(chǎn)生的異常過電壓通常不超過相電壓的2.8倍；

第四，自動跟蹤補償消弧系統(tǒng)的實踐結(jié)果表明，設(shè)備可以欠補償、全補償及過補狀態(tài)下運行，并不會出現(xiàn)諧振過電壓。

2.2.3 中性點經(jīng)低電阻接地方式

這種接地方式具有如下特點：

第一，當(dāng)10 kV配電網(wǎng)單相接地故障時，這種接地方式能將接地異常過電壓控制不超過相電壓的2.5倍；

第二，與其他接地方式相比，這種方式的繼電保護裝置簡單；

第三，整個系統(tǒng)的運行和維護相對便捷，是多電源、超大城市的最佳選擇方案；

第四，這種中性點接地方式的投入成本比較高；第五，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，故障點的對地電壓比較高，對人身和電力設(shè)備造成一定的安全隱患；

第五，供電可靠性相對較低，對周圍通信設(shè)備造成的干擾相對較大。

2.2.4 中性點直接接地方式

這種接地方式具有如下特點：

第一，通常只適用在110kV以上高壓系統(tǒng)；

第二，當(dāng)配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，電網(wǎng)中非故障相的電壓增加較??；

第三，綜合投資成本比較低；第四，供電可靠性低，對周圍通信設(shè)備干擾較大。

3 結(jié) 語

綜上所述，10 kV配電網(wǎng)的中性點接地方式涉及到各個方面，如供電可靠性、人身安全、通信干擾及過電壓等，因此10 kV配電網(wǎng)中性點接地方式的選擇十分重要。在選擇接地方式時要結(jié)合配電網(wǎng)的發(fā)展水平、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和技術(shù)經(jīng)濟水平等，因地制宜選擇最適合的中性點接地方式。

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