電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式淺析

于 婷

（鄂州供電公司，湖北 鄂州 436000）

0 引言

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式分為大接地電流系統(tǒng)和小接地電流系統(tǒng)。前者分為中性點(diǎn)直接接地電流系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)低值阻抗接地系統(tǒng)，后者可分為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)高值阻抗接地系統(tǒng)。本文將對各類中性點(diǎn)接地方式的優(yōu)點(diǎn)與不足進(jìn)行分析探討。

1 大接地電流系統(tǒng)

1.1 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)

1.1.1 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)原理

1）單相接地故障時(shí)，電壓情況

（1）接地故障相電壓降低為零；

（2）非接地故障相電壓不變，依然為相電壓；

（3）中性點(diǎn)對地電壓不變，依然為零。

2）單相接地故障時(shí)，電流情況

形成短路→流經(jīng)很大短路電流→裝設(shè)繼電保護(hù)→跳閘切除故障，避免擴(kuò)大成相間短路。

1.1.2 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

1）降低設(shè)備絕緣水平（約20%），節(jié)省造價(jià)。

在單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)電位仍為零，非故障相對地電壓仍為相電壓，設(shè)備絕緣水平只需按相電壓考慮。

2）不另設(shè)消弧裝置，即可自行消弧。

在單相接地故障時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生間歇性電弧過電壓，不會(huì)因此導(dǎo)致設(shè)備損毀，不需另設(shè)消弧裝置。

1.1.3 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的不足及改進(jìn)措施

1）不允許故障設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，可靠性不如小接地電流系統(tǒng)。

發(fā)生單相接地故障時(shí)，短路電流觸發(fā)保護(hù)裝置動(dòng)作，斷路器跳閘切斷故障部分，降低了供電可靠性。

2）短路電流很大，單相磁場對弱電干擾，特別是電力線路與通訊線路平行走向時(shí)，由于耦合產(chǎn)生感應(yīng)電壓，對通訊造成干擾。

3）接地點(diǎn)還會(huì)產(chǎn)生較大跨步電壓與接觸電壓，容易發(fā)生觸電傷害事故。

1.2 中性點(diǎn)經(jīng)低值阻抗接地系統(tǒng)（見3）

2 小接地電流系統(tǒng)

2.1 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

2.1.1 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)原理

1）接地故障相對地電壓降低為零；

2）非接地故障相對地電壓升高為線電壓，且相位改變；

3）中性點(diǎn)對地電壓升高為相電壓，且方向與故障相電壓相反；

4）相對中性點(diǎn)電壓和線電壓仍不變，認(rèn)為三相系統(tǒng)對稱，可繼續(xù)運(yùn)行2h；

5）接地點(diǎn)流過的電容電流是正常每相對地電容電流的3倍，故在接地點(diǎn)產(chǎn)生電弧。

2.1.2 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

中性點(diǎn)電壓與非故障相電壓相對不變，不會(huì)破壞系統(tǒng)對稱性，單相接地故障后，允許設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行少于兩小時(shí)，提高了供電可靠性。

2.1.3 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的不足

由于中性點(diǎn)是絕緣的，電網(wǎng)對地電容中的能量無法釋放。單相接地時(shí)的電容電流將在故障點(diǎn)形成電弧，甚至產(chǎn)生間歇性電弧接地過電壓或諧振過電壓，威脅設(shè)備絕緣，或引起相間短路。

2.2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)

2.2.1 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)原理

單相接地故障時(shí)：

1）中性點(diǎn)對地電壓升高為相電壓；

2）消弧線圈中出現(xiàn)感性電流，與容性電流相差180度；

3）流過接地點(diǎn)電流：I˙L+I˙C（相互抵消）。

2.2.3 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

1）迅速補(bǔ)償單相接地時(shí)產(chǎn)生的電容電流，抑制電弧過電壓的發(fā)生。

在接地故障時(shí)，接地電流通過消弧線圈時(shí)呈電感電流，對接地電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，使通過故障點(diǎn)的電流減小到自行熄弧范圍。

2）通過對消弧線圈無載分接開關(guān)的切換，使之在一定范圍內(nèi)達(dá)到過補(bǔ)償運(yùn)行，減小接地電流，使故障電網(wǎng)持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，相對提高了供電可靠性。

2.2.4 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的不足

1）消弧線圈本身是感性元件，與對地電容構(gòu)成諧振回路，在一定條件下會(huì)發(fā)生諧振過電壓。

2）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地僅能降低電弧接地過電壓的概率，還是不能徹底消除電弧接地過電壓，也不能降低電弧接地過電壓的幅值。

3）零序保護(hù)無法檢出接地的故障線路。

由于接地點(diǎn)殘流很小，且消弧線圈必須處于過補(bǔ)償狀態(tài)，接地線路和非接地線路流過的零序電流方向相同，故零序過流保護(hù)、零序方向保護(hù)無法檢測出已接地的故障線路。

2.3 中性點(diǎn)經(jīng)高值阻抗接地系統(tǒng)（見3）

3 中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)

3.1 中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)原理

中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)，是中性點(diǎn)與大地之間接入阻抗，該阻抗與系統(tǒng)對地電容構(gòu)成并聯(lián)回路,以便增大零序電抗，限制單相短路電流。

3.2 中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

1）電阻是耗能元件，也是電容電荷的釋放元件和諧振的阻壓元件，對防止諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓，具一定優(yōu)越性。

2）在單相接地故障時(shí)，產(chǎn)生限流降壓作用，設(shè)備絕緣等級可按相電壓選擇。

3.3 中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)的不足

1）在單相接地故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置作用與跳閘，供電可靠性降低。

2）由于接地點(diǎn)的電流較大，當(dāng)零序保護(hù)動(dòng)作不及時(shí)或拒動(dòng)時(shí)，接地點(diǎn)及附近的絕緣受到更大危害，導(dǎo)致擴(kuò)大成相間短路故障。

4 結(jié)語

目前，我國電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式，大體是如下：

1kV以下電網(wǎng)采用中性點(diǎn)不接地方式，6-10kV采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式，20-60kV系統(tǒng)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式，110kV及以上采用中性點(diǎn)直接接地方式。

各地應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的發(fā)展水平,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),從長遠(yuǎn)的發(fā)展觀點(diǎn),因地制宜地確定電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式。

［1］喻恩森．淺談電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式[J]．硅谷，2008（04）．

［2］張輝．電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的探析[J]．中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（10）．