电力系统配电网中性点接地方式分析与探讨

电力系统配电网中性点接地方式分析与探讨

高海涛

高海涛

（甘肃省嘉峪关市酒钢公司能源中心电力研究所735100）

摘要：本文介绍了电力系统中压配电网中性点接地方式，对系统中性点不同接地方式的特点进行详细论述和对比。合理选择电网中性点接地方式，关系到电网运行安全性、可靠性关键的技术问题。论述了根据配网馈线形式、系统容流的不同，选择不同接地方式有利于配网的安全稳定运行，对配电网中性点接地方式的选择提出建议。

关键词：配电网；中性点；可靠性

一、引言

电力系统接地方式涉及电网的安全运行、供电可靠性、经济性等诸多重要问题。电力系统常用的中性点接地方式有：中性点直接接地、中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻接地这四种方式。中性点接地方式又可归结为两类：即中性点有效接地系统和中性点非有效接地系统。高压配电网通常中性点采用非有效接地系统，但是随着供电网络的发展。特别是采用电缆线路的用户日益增加，使得系统单相接地电容电流不断增加，往往发生单相接地故障发展为短路。配电网中性点接地方式，世界各国也有不同的观点及运行经验，我国对此在理论界、工程界也是讨论的热点问题，在中压电网改造中，其中性点的接地方式问题，现已引起多方面的关注。

二、配电网中性点不同接地方式的特点

1、中性点不接地方式：中性点不接地方式发生单相接地故障时，三相线电压仍然可以保持平衡，可继续供电一段时间，且流经故障点的稳态电流就是单相对地电容电流。当电网发生单相金属性接地故障时，只是非故障相电压升为相电压，而线电压维持不变，不影响三相设备的正常运行，这是该种接地方式的最主要的优点。该接地方式当系统发生接地故障，电磁式电压互感器由于磁饱等因素将可能发生铁磁谐振过电压、弧光不能及时熄灭时将产生弧光过电压，过电压的幅值达3.5—4倍相电压。过电压对电网设备的绝缘寿命产生不良影响甚至导致事故发生。

2、中性点经消弧线圈接地方式：

电网中性点装设消弧线圈后，电网发生单相接地时，电网的单相接地电容电流得到了消弧线圈的感性电流的补偿。如果能将故障点的残余电流减少到5A左右，就可促使电弧不易重燃。从而可以自动消除电网的瞬间单相接地故障。中性点经消弧线圈接地系统，当系统发生单相接地故障时，由于接地点残流很小，存在零序电流保护灵敏性可靠性低问题。同时因故障谐波电流不能得以补偿，存在弧光不能熄灭的问题。

3、中性点经电阻接地方式：

中性点经电阻接地就是在电网中性点串联接入某一电阻器，泄放单相接地电弧后半波的能量，从而减少电弧重燃的可能性，抑制电网过电压的辐值。中性点经小电阻接地，由于电阻是耗能元件也是阻尼元件，相当于谐振回路中串联一个阻尼电阻，由于电阻的阻尼作用可以限制过电压的形成。当系统单相接地时，健全相电压不升高或升幅较小，其设备的耐压水平可以按相电压来选择。这种接地方式当发生单相接地故障时，无论是永久性的还是非永久性的，均作用与跳闸。

三、配电网面临的主要问题分析

1、随着线路走廊的紧缺，近年配电线路发展主要以电缆为主，特别是大型企业配电系统和城市配电网主要均采用电缆，具有配电系统电容电流大的特点。电缆在系统发生单相接地故障时，绝缘无法自愈，往往是永久性故障，最终发展为相间短路。

2、企业配电网多采用小电流接地系统，虽然采取消弧措施但因为谐波电流、消弧装置动作不可靠等问题，系统发生单相弧光过电压事故不能避免，单相接地导致事故扩大。

3、企业配电网中性点接地方式单一，存在不合理现象。例如酒钢公司中压配电网中性点接地方式统一采用不接地方式就存在不合理现象。配电系统大部分采用电缆，电缆发生单相接地故障往往是永久性故障。对于纯电缆配电区域采用小电流接地系统对提高供电可靠性意义不大。

四、配电网中性点接地方式选择

电力系统对中性点接地方式的选择主要从供电可靠性、安全、过电压因素以及继电保护因素进行考虑，选择适合的接地方式对供电安全性、建设经济性意义重大。对于配电网中性点接地方式的选择根据以上几种因素综合考虑。

1、以配出架空线路较多的站所，架空线路绝缘具有自愈性，同时架空线路发生瞬时接地故障机率很大，为提高供电的可靠性，中性点接地方式应选择非有效接地系统，以提高系统供电的可靠性。

2、配出开路全部为电缆或配出开路绝大多数为电缆线路的站所，这类站所建议应选用中性点经小电阻接地方式。电缆发生单相接地故障后，一般为永久性故障，不及时切除故障点长时间运行发展为相间短路故障几率很高，不但会造成系统的冲击，过电压还危及到其他设备的安全运行，采用小电流接地系统提高供电可靠性的意义不大。

3、对于配电系统线缆较少，系统容流很小的配电区域，可以采用中性点不接地方式。系统容流小于10A时，发生单相接地故障弧光能自行熄灭，因此在配电线路少系统容流很小的配电系统，采用中性点不接地方式不但能够节省投资，还能够发挥小电流接地系统供电可靠性高的优点。

4、近年又出现一种复合接地方式，该接地方式将电阻接地、不接地系统或消弧线圈接地系统进行组合，当发生接地故障时利用自动装置根据预先设定的动作逻辑动作，将配电系统的接地方式根据需要进行切换，达到准确选线或切除故障回路的目的。复合接地方式充分发挥了不同接地方式的优点，但这种接地方式投资较大。

五、结束语

电网中性点接地方式是一个涉及到电力系统安全性、经济性等因素的综合问题，在选择中性点接地方式时，应充分考虑企业配电网特点、地区特点、电网结构、供电可靠性、设备与线路的绝缘水平、人身安全及对通信线路的干扰等因素。通过综合的技术经济比较、安全方面比较，选择合理的中性点接地方式，对配电系统安全稳定运行意义重大。

参考文献：

[1]贺家李，宋从矩.《电力系统继电保护原理》中国电力出版社，1985年

[2]王清葵《送电线路运行和检修》中国电力出版社，2003年

[3]李福寿《中性点非有效接地电网的运行》水利电力出版社1993年

作者简介：

高海涛，职称工程师，1977年出生，工作单位：酒钢公司能源中心电力研究所，职务：主任工程师研究方向：电力网及继电保护。