電力系統(tǒng)中性點接地方式與供電安全的研究

摘要：針對電力系統(tǒng)中性點的不同連接方式的特點研究，通過比較發(fā)生單相接地時的三相對地電壓的變化不同，從供電的安全可靠性方面，分析不同電壓等級的中性點連接方式的優(yōu)缺點，為更好的的安全用電服務(wù)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);中性點接地方式;單相接地分析;供電安全

電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點的接地方式有三種方式：第一種是中性點直接接地方式，第二種是中性點經(jīng)阻抗接地方式，第三種是中性點不接地方式。我國的電力系統(tǒng)中110kV及以上系統(tǒng)采用中性點直接接地系統(tǒng)，366kV系統(tǒng)一般采用中性點不接地系統(tǒng)，其中的310kV系統(tǒng)部分有采用經(jīng)消弧線圈接地的方式，1kV以下的380V和660V低壓供電系統(tǒng)是采用中性點直接接地方式運行。不同的的中性點運行方式當(dāng)三相電路發(fā)生單相接地時，三相對地電壓的變化是不一樣的，同時對于二次回路的繼電保護(hù)和儀表都會受到影響，因此我們要對電力系統(tǒng)中的各種接地方式進(jìn)行研究，分析其不同的特點，制定線路發(fā)生故障時能夠正確地應(yīng)對措施，以保障電力線路安全運行。

一、電力系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)

在我國的366kV電力系統(tǒng)中，通常采取中性點不接地運行方式，當(dāng)其中一相電路發(fā)生接地故障時，三相電路的相間電壓保持不變，所以電路可以繼續(xù)運行，但是不可長期運行，而且當(dāng)再有一相線路發(fā)生接地故障后，就要發(fā)生兩相短路的嚴(yán)重事故了，線路將不能繼續(xù)運行。這是由于三相電路的相線與大地之間存在一個分布電容，當(dāng)三相線路正常運行時由于三相電壓對稱，則三相對地的電容電流對稱，所以其相量和為零。當(dāng)一相接地時該相對地電壓為零，而另兩相對地電壓升為原相電壓的3倍。為了供電的安全，這就要求三相相線的對地絕緣要按其相電壓的3倍裝設(shè)，同時要裝設(shè)單相接地保護(hù)和絕緣監(jiān)察裝置，當(dāng)線路發(fā)生單相接地時還應(yīng)具有發(fā)出音響和光字牌的報警信號，提醒供電人員盡快排除故障。當(dāng)事故會危及人身和電氣設(shè)備安全時，則此時的單相接地故障應(yīng)動作與斷路器的跳閘以迅速切除故障線路。

二、中性點經(jīng)消弧線圈接地的運行方式

當(dāng)接地電流很大時，接地點會出現(xiàn)時斷時續(xù)的電弧，從而在電力線路上會發(fā)生串聯(lián)諧振，于是在電力線路上可產(chǎn)生約為相電壓3倍的過電壓。這將給線路的安全運行帶來危險，其中絕緣薄弱的地方就會被擊穿。為了防止故障點發(fā)生電弧，就要在電力線路的中性點連接一個用來減少起弧電流的消弧線圈。消弧線圈實踐是一個鐵心可以調(diào)整的電感線圈，當(dāng)電力電路發(fā)生單相接地時，產(chǎn)生的接地電流通過接地電容的容性電流其相位超前于電壓90度，而通過消弧線圈的接地電流呈感性其相位滯后于電壓90度，兩個電流方向相反互相補償，則減少了接地電流的大小。當(dāng)接地電流小于起弧電流時，則接地點將不會產(chǎn)生電弧。電力線路上也不會產(chǎn)生危險的過電壓了。

中性點接消弧線圈后當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，三相線電壓不會改變，所以電力線路可以短時間繼續(xù)運行，通?？梢赃\行2小時。此時繼電保護(hù)裝置要及時發(fā)出報警，值班人員應(yīng)及時查找故障點，快速排出故障，如果不能短時間內(nèi)消除故障，則需要將負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其他線路上。若發(fā)生的接地故障會危及人身和設(shè)備的安全時，保護(hù)裝置應(yīng)動作與跳閘，使得故障線路及時退出運行。

中性點接消弧線圈的電路發(fā)生單相接地故障時，非故障相的對地電壓會升高到線電壓。所以應(yīng)將線路絕緣按照不低于線電壓標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，以確保運行安全。

三、中性點直接接地運行方式

我國110kV及以上超高壓電力系統(tǒng)和220/380V低壓配電系統(tǒng)通常采用中性點直接接地方式。利用中性點直接接地系統(tǒng)，好處有三點。第一點是可以降低線路的絕緣成本。這是由于當(dāng)有一相線路接地時，另外兩相完好相對地的電壓不升高，所以電力供電的線路絕緣只需要按照相電壓配置即可，特別對于110kV超高壓供電時，對傳輸線路的絕緣成本控制很有好處，否則按線路的線電壓去作絕緣，成本要增加很多。第二點是中性點直接接地并且引出中性線，其好處是當(dāng)電力線路發(fā)生單相接地時，通過中性線形成單相短路回路，由加裝的保護(hù)裝置動作，可以使故障點迅速切除。第三點是中性點接地并且中性線引出后，特別對于220/380V低壓配電系統(tǒng)可以傳導(dǎo)三相不平衡電流，減少中性點的電位偏移，使得低壓供電更加安全，同時若再安裝漏電保護(hù)器，將會進(jìn)一步保障人身的安全。

四、總結(jié)

三相電力線路發(fā)生單相接地時，兩個完好相的對地電壓會因中性點的不同接地方式而不同，有的會升高而有些不變。通過分析研究根據(jù)其不同變化規(guī)律，采用不同的中性點接地方式，更好的保障人身安全和電力線路的安全。

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作者簡介：武海軍（1968），男，內(nèi)蒙古包頭人，本科，高級工程師，副教授，烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力工程系，主要從事電氣工程方面的教學(xué)和科研工作。