電力系統中性點接地方式淺析

摘要：中性點接地方式對于電力系統來說是一個綜合性問題，一方面涉及電網的安全可靠性，以及選擇過電壓的絕緣水平，另一方面干擾通訊、危害人身安全。通常情況下，中性點接地方式都有一定的適用范圍和使用條件。當前，我國城鄉電網正處在建設與改造階段，對于電網發展來說，中性點接地方式是一項重要的技術問題，需要引起高度關注和重視。目前，中性點不接地、中性點經電阻或經消弧線圈接地，以及中性點直接接地，這四種接地方式共同構成供配電系統中接地方式。本文重點研究四種接地方式的優缺點，進而在一定程度上為電力系統選擇接地方式提供依據。

關鍵詞：接地方式 中性點

在電力系統中，為了確保電力設備正常運轉，需要選擇科學合理的接地方式。所謂接地方式，是指發電機或變壓器的中性點與大地之間的連接方式。在當前的電力系統中，大接地電流系統和小接地電流系統是主要的接地方式。①大接地電流系統，通常情況下，這種接地方式是指中性點直接與地相連，②小接地電流系統，通常情況下，這種接地方式分為：中性點不接地、中性點經消弧線圈接或電阻接地。中性點的接地方式涉及技術、經濟、安全等方面，在技術水平、技術條件以及運行經驗等方面各國之間存在一定差異。因此，在處理接地方式時會存在一定的差異。所以掌握電力系統的接地方式，對于學習電力系統知識以及從事電力行業的工作人員來說，具有重要的意義。

1 小接地電流系統

在電力系統中，發電機和變壓器的中性點不接地，或者經過電阻或消弧線圈與地相連，進而構成小電流接地系統。

1.1 中性點不接地

處于電力系統中的發電機和變壓器，其中性點不做接地處理，也就是說，中性點與地之間是絕緣的。在電力系統中，中性點不接地方式結構簡單、不需附加設備，運行比較方便。在輻射形或樹狀形的供電網絡中，中性點不接地系統廣泛應用在10kV架空線路中。中性點不接地系統的優點主要表現為：在發生單相接地故障時，產生的接地電流比較小，如果產生的故障是瞬時故障，會自動熄弧，非故障相電壓通常情況下升高不大，系統的對稱性不會被破壞。發生系統單相接地故障后，根據安規規定，系統可以繼續運行兩小時，進而為排除故障贏得時間，在一定程度上提高了供電的可靠性。中性點不接地系統的缺點：在這種接地方式中，中性點與地之間是絕緣的，對地電容中儲存的能量根本沒有通道進行釋放。發生弧光接地故障時，在一定程度上導致電弧不斷地熄火與重燃，不斷向電容充電。

1.2 中性點經電阻接地

在電力系統中，為了提高電力系統運行的安全性，將一定阻值的電阻接在電動機或變壓器的中性點與大地之間。將電阻按照并聯的方式接入系統，與電容組成回路，在電阻自身特性的影響下，接入系統的電阻能夠對諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓起到預防的作用。另外，在變電所中，如果接地方式采用電阻接地，那么當出現一相金屬性接地后，健全相電壓會升高到系統電壓，三相電壓因接地跳開而恢復到正常值，接地點電流值受到系統電容電流的大小和中性點電阻值的影響和制約。當發生非金屬性接地時，與金屬性接地相比，在接地點電阻的影響和制約下，會明顯降低流過接地點和中性點的電流值，同時，健全相電壓上升明顯降低，在零序電壓值大小方面，非金屬性接地約為單相金屬性接地的一半。

中性點經電阻接地系統的缺點：如果接地點的電流值較大，并且零序保護沒有及時動作或者出現拒動現象，接地點及附近的絕緣在一定程度上就會受到影響。另外，當發生接地故障時，無論這種故障是永久性的，還是非永久性的都會引發跳閘現象，進而在一定程度上增加了線路上跳閘的次數，對用戶的正常供電的可靠性就會明顯下降。

1.3 中性點經消弧線圈接地

在電力系統中，將一個消弧線圈接在發電機或變壓器的中性點與地之間。該系統的優點：在電力系統中，如果選用中性點不接地方式，單相接地故障一旦發生，電容電流就會通過消弧線圈進行補償，弧光過電壓在一定程度上可以得到避免。如果單相接地故障發生在中性點不接地系統中，雖然可以繼續供電，但是，也存在過電壓。當接地電流超過30A時，通常情況下電弧不能自熄，弧光接地過電壓發生的概率增大，電網的安全運行受到影響。當發生接地故障時，消弧線圈作為可調電感，通過對接地電流進行處理，使之變為電感電流，進而對接地電容電流進行補償，在自行熄弧范圍內控制通過故障點的電流。

該系統的缺點：首先接地的故障線路無法通過零序保護檢出。當系統接地時，按照規程的相關規定，受接地點殘流很小的影響，使得消弧線圈處于過補償狀態，流過接地線路和非接地線路的零序電流在方向上保持一致。所以，無法檢測出接地的故障線路。其次，消弧線圈與對地電容組成諧振回路。由于消弧線圈是一種感性元件，在一定情況下出現諧振過電壓。第三，中性點經消弧線圈接地處理，降低了弧光接地過電壓的概率，但是不能徹底消除弧光接地過電壓，同時也不能降低弧光接地過電壓的幅值。

2 大接地電流系統

在電力系統中，發電機或變壓器的中性點與地直接相連，這種連接方式被稱為大接地電流系統。大接地電流系統在運行過程中，一旦發生一相接地故障，就會引發單相接地短路，使得流過線路的短路電流很大，使得線路保護裝置會立即作出動作，斷路器跳閘切除故障。該接地方式的優點主要表現為：單相接地故障發生時，中性點電位為零，非故障相在對地電壓方面基本不變。所以，在絕緣水平方面，只需按照電網的相電壓考慮系統中輸電設備絕緣水平，在我國110kV及以上電網中，該接地方式應用比較廣泛。

該接地方式的缺點：第一，單相接地故障發生后，電網運行停止，在一定程度上避免短路電流造成更大的損失，與小接地電流系統相比，大接地電流系統的可靠性較低。第二，運行過程中，如果發生單相接地故障，跨步電壓和接觸電壓交會出現在接地點附近。當發生跨步電壓和接觸電壓交會時，工作人員如果誤登桿或誤碰帶電導體，會造成觸電事故。第三，該系統發生單相接地故障時，產生的接地電流值較大，通訊系統會受到嚴重干擾。

總之，在三相交流電力系統中，為了達到理想的工程效果，需要考慮線路的長短、電壓的高低、氣象條件和系統容量等因素，通過對經濟和技術進行綜合對比，選擇合理的接地方式。

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