３５ＫＶ中性點靈活接地方案研究

摘要:本文通過比較傳統配電網中性接地方式的優缺點，根據10KV中性點靈活接地方式提出了一種新型的35KV中性點靈活接地方案。

關鍵詞:35KV 中性點 靈活接地

0 引言

電力系統的中性點接地方式大致可分為兩類:中性點有效接地和中性點非有效接地。中性點有效接地方式包括中性點直接接地和經低電阻、低電抗接地;中性點非有效接地方式包括中性點不接地、經消弧線圈接地和經高電阻接地。中性點接地方式的選擇是一個綜合性的技術問題，直接關系到電力設備的絕緣水平、過電壓水平、電網供電可靠性、通信干擾、接地保護方式、人身及設備安全等很多方面，是電力系統實現安全與經濟運行的技術基礎。

1 35KV系統中性點靈活接地分析

我國6～35kV配電網具有數量龐大、分布面廣的特點，因此中性點接地方式的選擇對電網供電可靠性和安全運行的影響至關重要。目前，我國配電網中性點接地方式主要包括:中性點不接地、經消弧線圈接地和電阻接地方式等。這三種接地方式優缺點分析比較如下:

1.1 中性點不接地方式 優點:發生單相接地故障時，故障電流較小，線電壓維持平衡，對用戶供電無大的影響，不必立即跳閘;有利于瞬時性故障自動熄弧，供電可靠性高;故障點耗散功率小，對人身及設備安全的威脅小;對通訊線路及信號系統干擾小。缺點:由于中性點沒有電荷釋放通路，長時間帶故障運行，容易引發間歇性弧光過電壓，非故障相電壓升高會引發PT諧振、斷線諧振等暫態過電壓，造成污閃、PT燒毀、多點接地故障等。

1.2 經消弧線圈接地方式 優點:在電網發生單相接地時產生感性電流以補償電容電流，使故障點殘流變小，達到自然熄弧、消除故障的目的。消弧線圈的使用，對抑制間歇性弧光過電壓，消除電磁式電壓互感器鐵芯飽和引起的諧振過電壓，降低線路故障跳閘率，避免單相接地擴大為相間短路，以及減少人身觸電和設備的損壞都有明顯的效果。缺點:消弧線圈接地只能降低間歇性弧光接地過電壓發生的概率而不能完全消除，調諧不當有可能發生工頻諧振。永久性單相接地故障時，電流小、故障特征不明顯，難以滿足繼電保護裝置靈敏度要求，不能真正實現故障線路和故障點的快速定位和隔離。

1.3 經電阻接地方式 優點:中性點電阻的阻尼作用使單相接地時電容充電的暫態電流受到抑制，基本消除了間歇性電弧過電壓的可能性，也可將其他類型的過電壓限制到較低的水平，使發生異地兩相接地的可能性減小。同時接地特征明顯，能滿足繼電保護靈敏度的要求。缺點:經低電阻接地時，故障電流增加到數百安培，會引起地電位升高、通信干擾等問題。經高阻接地電容電流不宜過大，一般不宜大于4～5安培，所以高阻接地的局限性較大。每次接地斷路器均立即跳開線路，降低供電可靠性(特別對架空線網絡)，頻繁的分、合閘使斷路器及其他相關設備負擔重。

從上述比較可以看出，以自動調諧消弧線圈接地方式為代表的小電流接地方式，在供電可靠性、人身設備安全、電磁兼容性、故障點熄弧能力等方面都占有優勢，但存在過電壓水平較高、故障選線困難等不足。中性點經小電阻接地有利于限制過電壓水平、接地故障容易檢測，但小電阻接地方式下故障電流大，對人身設備安全和電磁兼容性的影響應予以重視。為了充分發揮經消弧線圈和電阻接地方式的優勢并克服其缺點，一種適用于10kV配電網可靈活調節的接地方式(即10kV配電網中性點靈活接地方式)被提出，后又經過了改進，如圖1所示。改進后這種接地方式的工作原理為:電網正常運行時，消弧線圈和1200Ω接地電阻(由2個600Ω電阻串聯組成)并聯，消弧線圈預調至最佳補償狀態;當發生瞬時性單相接地故障時，消弧線圈直接補償，使故障電流小于一定值，并聯的1200Ω接地電阻可以抑制瞬時故障引起的過電壓，從而使系統繼續正常運行而不停止供電的同時降低線路設備受過電壓的沖擊;當發生永久性單相接地故障時，將接地電阻1200Ω改為600Ω，抑制間歇性弧光接地過電壓，并為故障選線提供特征明顯的零序有功電流，從而對過渡電阻小于3000Ω的單相接地故障進行選線。另外，接地電阻的接入，可有效區分虛幻接地與高過渡電阻接地。瞬時性單相接地故障時，消弧線圈直接補償，使故障電流小于一定值，并聯的1200Ω接地電阻可以抑制瞬時故障引起的過電壓，從而使系統繼續正常運行而不停止供電的同時降低線路設備受過電壓的沖擊;當發生永久性單相接地故障時，將接地電阻1200Ω改為600Ω，抑制間歇性弧光接地過電壓，并為故障選線提供特征明顯的零序有功電流，從而對過渡電阻小于3000Ω的單相接地故障進行選線。另外，接地電阻的接入，可有效區分虛幻接地與高過渡電阻接地。

目前的中性點靈活接地方式盡管可以一定程度上減弱故障暫態過電壓對設備的沖擊，并且選線精度也比諧振接地方式有所提高，但是諧振接地系統存在的諸如過電壓、殘流過大等一些不足也繼承了下來，需要對其進一步研究，提出新的靈活接地方案。

35kV新型靈活接地系統的中性點構造方式如圖2所示。其中故障選線電阻Rxx的阻值為350Ω;并聯電阻Rdb的阻值為60Ω;L為消弧線圈;Rxx、L與系統中性點相連的開關為常開開關，Rdb與系統中性點相連的開關為常閉開關。

整個新型靈活接地方式的工作原理為:電網正常狀態時，可采用預調節方式，對電網進行跟蹤測量，長期并接Rdb電阻以限制中性點位移電壓，并隨時為抑制故障時暫態過電壓做準備;當發生瞬時性接地故障時，消弧線圈經過一定延時并在Rdb電阻退出前投入進行補償，隨后Rdb電阻立即退出，以實現抑制暫態過電壓與暫態殘流的目的，并使接地點電流大大減小，接地電弧很大程度上自行熄滅，而且恢復電壓上升速度大大減緩，電弧難以重燃;發生永久性接地故障時，短時并接選線電阻Rxx進行故障選線，配合接地保護及時排除故障。

2 結論

綜上所述，35kV配電網中性點靈活接地方式兼容了補償電容電流、抑制配電網內部過電壓、實現故障選線三方面的優點，是一種可綜合治理35kV配電網單相接地故障危害的新型接地方式。但目前的靈活接地方式在限制單相接地故障暫態過電壓與抑制故障暫態殘流方面還存在一些需要改進的地方，在接地方式上還沒有真正實現“靈活”，研究新型靈活接地方式還是十分必要的。

參考文獻:

[1]蘇建設，陳陳.一種新型消弧補償裝置的暫態性能的仿真研究[J].繼電器.2003.31(1):84-89.

[2]解廣潤.電力系統過電壓[M].北京:水利電力出版社.1985.

[3]蔡怡耿.中壓電網中性點接地方式的選擇[J].電氣智能建筑(建筑強電冊).2003.06:26-29.