淺析配電系統中性點運行方式

摘 要： 本文講述了配電系統中性點接地方式的優缺點及實用范圍。

關鍵詞： 配電系統 中性點 接地方式

一、配電系統中性點的運行方式

配電系統中性點（配電變壓器的中性點）的運行方式有中性點不接地、中性點經消弧線圈接地、中性點經小電阻接地三種。

1.中性點不接地系統

配電網的三相導線之間及各相對地之間，沿導線全長都分布有電容，這些電容將引起對地電容電流。三相系統在正常運行時，各相對地的電壓是對稱的，電容電流為零；當發生單相接地時，故障相對地的電壓變為零，中性點對地電壓值為相電壓，非故障兩相的對地電壓值升高倍，變為線電壓。對地電容電流也較正常時升高倍。在對稱三相系統中，單相接地時的接地電流等于正常（未接地）時一相對地電容電流的3倍。

在中性點不接地的系統中，發生單相接地時，系統線電壓的大小和相位差仍維持不變。系統電壓的對稱性未受到破壞。同時，這種系統中相對地的絕緣水平是根據線電壓設計的，雖然未故障相對地的電壓升高倍，但對設備的絕緣并不危險。因此，中性點不接地系統在發生單相接地時可以帶故障繼續工作一段時間（規程規定為2小時）。這相對地提高了供電可靠性。但不允許長期工作，因為長期運行時可能引起未故障相絕緣薄弱的地方損壞而造成相間短路。為此，應裝設專門的絕緣監察裝置以便發現單相接地故障后能迅速處理。

在中性點不接地方式中，中性點對地是絕緣的，接地電流將在故障點形成電弧，一方面，由于電網具有電感和電容，可以形成諧振回路，當發生電弧接地時，可能產生電弧接地過電壓和諧振過電壓，其值一般可達2.5—3倍相電壓峰值，會對設備絕緣造成威脅。另一方面，由于目前普遍使用的小電流接地系統選線裝置的選線準確率比較低，因此不能夠準確地檢測出發生接地故障的線路。發生單相接地故障后，一般采用人工試拉的方法尋找接地點，因此會造成非故障線路的不必要停電。

2.中性點經消弧線圈接地

在中性點不接地系統中，單相接地電容電流超過規定數值（10KV架空線路10A，電纜線路30A）時，電弧將不能自行熄滅。為了造成故障點的自行滅弧條件，我們應采取減小接地電流的措施。在變壓器中性點與大地之間接入消弧線圈，使其提供一個感性電流，用來補償單相接地的容性電流，在系統發生單相接地時，利用消弧線圈的補償作用，使接地處的電流減小，這也就減小了單相接地時產生電弧和由它發展為多相短路的可能性。尤其在瞬時性接地時，因為電弧可以很快地熄滅，線路可不被斷開。按規程規定系統可帶單相接地故障運行2小時，以便運行人員采取措施，查出故障點，在最短時間內消除故障，保證系統安全運行。中性點經消弧線圈接地的特點有：

（1）故障點接地電弧可自行熄滅，提高了供電可靠性。由于消弧線圈的感性電流對故障容性電流的補償，使單相故障接地容性電流在10A以下，因此接地電弧可以自行熄滅并避免重燃。

（2）消弧線圈需要人工進行調諧，不僅會使電網短時失去補償，而且不能有效地控制單相接地的故障電流。自動跟蹤補償消弧線圈裝置則能夠隨電網運行方式的變化，及時、快速地調節消弧線圈的電感值，當系統發生單相接地時，消弧線圈的電感電流能有效地補償接地點的電容電流，避免間歇性弧光接地過電壓的產生。

3.中性點經小電阻接地

這種方式就是在中性點與大地之間接入一定阻值的電阻，該電阻與配電線路對地電容構成并聯回路，用以釋放線路上的過剩電荷來限制電弧接地過電壓。中性點經小電阻接地方式中，一般選擇電阻的值較小（工程上一般選取10—20Ω）。在系統單相接地時，控制流過接地點的電流在10—500A之間，通過流過接地點的電流來啟動零序保護動作，因此可快速切除單相故障線路。中性點經小電阻接地的特點如下：

（1）通過流過接地點的電流來啟動零序保護動作，因此可快速切除線路單相故障。工頻電壓升高時間很短，這對于有累積效應的電纜絕緣有利。

（2）由于電阻是耗能元件，也是電容電荷釋放元件和諧振的阻壓元件，因此對防止諧振過電壓和間歇性電弧過電壓保護有一定優越性，電阻也是諧振回路中的阻尼元件，可以限制諧振過電壓的形成。

二、中性點接地方式的選擇

1.中性點不接地方式具有供電可靠性高，對人身及設備有較好的安全性，通訊干擾小，結構簡單、運行方便，不需要增加附加電力設備，投資少等優點，比較適用于系統不大、網絡結構比較簡單、運行方式變化不大的系統。特別適合于10KV架空線路的放射形供電電網。規程規定對架空線路電容電流在10A以下的可以采取不接地方式。

2.從限制單相接地故障電流的危害性角度出發，則中性點經消弧線圈（自動跟蹤補償）接地方式較其他兩種接地方式有一定的優越性。由于消弧線圈能夠根據系統的電容電流實時進行補償，避免發生間歇性電弧接地過電壓，因此供電可靠性相對提高。但是自動跟蹤消弧線圈的選線準確率還不高，導致需要采用試拉饋線的辦法尋找故障點。規程規定：3—10KV鋼筋混凝土或金屬桿塔的架空線路當單相接地故障電容電流超過10A，3—10KV電纜線路當單相接地故障電容電流超過30A，又需在接地故障條件下運行時，應采用消弧線圈接地方式。

3.中性點經小電阻接地，主要優點是過電壓小，系統電纜可以選擇較低的絕緣水平，以節省投資。對以電纜為主的配電系統，由于電纜很少發生單相接地瞬時故障，比較適宜采用經小電阻接地方式。在采用低電阻接地方式時，對中性點接地電阻的動熱穩定必須給予充分的重視，以此保證運行的安全可靠性。規程規定6—35KV主要由電纜線路構成的送、配電系統，單相接地故障電容電流較大時，可采用低電阻接地方式。

三、結語

中性點的運行方式不同，其技術特性和工作條件也不同，因而對運行的可靠性、設備絕緣及其保護措施的影響和要求也不一樣。

確定配電系統中性點的接地方式，應從供電可靠性、內過電壓、對通信線的干擾、繼電保護，以及確保人身安全諸方面綜合考慮。

參考文獻：

［1］發電廠變電所電氣設備.電力工業出版社.