變壓器中性點接地方式分析

■李海琴 ■國網蒙東檢修公司赤峰運維部，內蒙古 赤峰 024000

變壓器中性接地方式主要是指電力運行過程中三相交流電力系統中性點與地面之間的連接方式。研究與重視電力運行過程中變壓器中性點接地方式的意義主要體現在，變壓器中性點接地方式對于電力運輸的安全性，電力運輸的可靠性、電力運輸過程中的經濟性、機電保護方式以及過電壓水平等均會起到現實影響。在通常的電力施工過程中，一般會將電網中性點接地方式混稱為變電所中變壓器的各級電壓接地方式，于是在現實的進行變電所進行必要的設計與規劃時，對于現實變壓器的中性點接地方式應進行科學的界定與選擇，變壓器中性點接地方式的設計與選擇不僅會影響到電網本身的安全性、對于人類自身的安全性以及變壓器過電壓絕緣水平的選擇均具有一定影響。因此研究與分析變壓器中性點接地方式已成為時下電力工作人員的重要課題。

在前些年，由于我國的電網涉及區域較小，相應的對于大地的電流要求也比較小，因此，在現實電力系統運行過程中如果發生一些電力故障，所出現的損失也會較小。同時大部分形成的電弧都小會自動熄滅，現實中出現單相接地故障轉變為相問短路問題的概率也會較低。也就是說在現實的很多電力系統中，電網的變壓器有很大一部分都采用不接地的連接方式。現實工作過程中，即使出現單相接地問題，相應的送電線路也不會發生改變，電力系統可以正常工作很長一段時間。近年來伴隨電網升級，電力系統的進步與發展，相應的對于送電線路對電流的要求也越來越大，于是在現實的供電過程中，出現單相接地故障的次數就越來越頻繁。因此在現實的電網中變壓器的中性接地方式已經對電力系統的安全提出很大挑戰。在小于3KV的電力系統中，現實工作中會在初期采用中性點不直接接地的方式。因為如果把電力系統中變壓器的中性點和大地進行連接，并不會影響系統的正常工作情況，同時不接地還有一個很大的好處，就是允許系統在發生單相故障之后還可以正常工作一段時間。

1 變壓器中性點接地方式論述分析

目前在我國會對110kv及以上電網采用大電流接地方式即中性點有效接地方式，在現實的電力運行過程中，會將中性點點位固定為地電位，一旦在電力運輸過程中，發生單相接地故障時，能夠保證非故障電壓不會升高到1．4倍運行的電壓中性點，暫態過電壓的水平也會較低，故障電流會增大，從而會使繼電保護能夠在最短的時間內跳閘，可以使國家的經濟損失降低到最低點，可以讓系統設備承受過電壓時間較短。因此，大電流接地系統能夠使整個系統設備絕緣水平降低，從而大幅降低造價。目前在我國針對6-35kv配電網多會使用小電流接地方式，即中性點非有效接地方式。近幾年隨著我國經濟實力的不斷進步，也加大了對國內一些中小城市的電網改造，使得我國一部分中小城市中所配置的6-35kv配電網電容電流在很大程度上得以增加，如不采取有效措施，將危及配電網的安全運行。中性點非有效接地方式主要叫分為以下幾種:不接地、經消弧線圈接地及經電阻接地等等。

1．1 變壓器中性點不接地方式論述分析

變壓器的中性點不接地方式在現實的電力系統又稱之為中性點對地絕緣。這一接地方式設計結構簡單，操作方便，不需要任何設備，施工的成本也比較低廉，在現實的電力系統中，比較適用于架空線路長的樹狀供電網絡。在現實的電力運輸過程中，一旦發生有一相電接地的情況，也不易破壞受電器的工作能力，可以使其他電力設備正常運轉，在現實的工作過程中，如果電力傳輸始終保持一相電接地方式的時候，也會導致一些故障的出現，有礙于正常工作，長此以往會使非故障電壓升高，這一情況的出現，有可能會進一步擊穿絕緣的薄弱點，出現電路短路，從而造成電器設備的損害。為避免上述情況的出現，在現實的工作過程中，應設置專門的監督接地方式的設備，來有利于工作人員觀察與了解現實中電流的實際運轉情況，這樣便于在發生緊急狀況時，采取相應措施，保護人們的財產，將電力損失降低到最低點。在現實的工作過程中也會有中性點不接地的情況，如果現實發生接地電流過大等問題，在接地的位置便會出現電弧，而且所出現的電弧不可能會自行熄滅，會出現間歇電弧，因為電力系統是由電感和電容所共同構成的，現實工作過程中接卸電弧會引起過電壓，數值可以達到2．5—3UX，這么高的過電壓，特別容易出現擊穿等問題，會使兩項接地短路。

變壓器中性點不接地方式，這一重要的接地方式通常適用于單相接地故障電流小于10A，并并且架空線路的電力系統中。一般情況下變壓器中性點不接地方式的電力系統發生瞬時接地故障的比例有可能會占到電力系統故障總量的60%-70%，變壓器中性點不接地方式的優點便是發生故障的時候不會立刻跳閘。中性點不接地的好處可以體現在以下幾個方面:(1)一般情況下電力系統中單相接地故障的電流小于10A，所出現的電弧便可以自行熄滅，而且電弧熄滅之后電力系統任然可以正常工作。(2)當電力系統發生故障的時候，變壓器中性點不接地方式不會破壞原有電力系統的對稱性，原有的電力系統還可以繼續工作一段時間，這一優點可以讓現實的電力工作者在實際工作過程中，方便找尋發生故障的線路。(3)變壓器中性點不接地方式對現實的通訊設備或者信息的影響與干擾程度相對較小。(4)變壓器中性點不接地方式設計結構簡單，操作方便，成本低廉，便于現實應用。(5)當變壓器中性點不接地方式發生故障的時候，其非故障電壓就會升高至原來的數倍。(6)在變壓器中性點不接地方式中，如果故障電流超過10A，那么就可能會使電壓升高產生間歇性電弧，嚴重威脅一些絕緣相對較差的設施、有絕緣缺點的設備以及絕緣強度不夠的旋轉電機等相關設施。(7)變壓器中性點不接地系統中很容易發生熔斷互感器線路、燒毀互感器等事故。因此在現實的電力工作過程中需要根據現實電力工作情況來具體決定作出選擇何種接地方式，以更好地保障電力系統的有效運轉。

1．2 變壓器中性點消弧線圈接地方式論述分析

在現實的電力系統工作過程中，當遇到電流超過一定閾值的情況時，一般會采用中性點接消弧線圈的方式，一些專家和學者也將這一接地方式系統稱之為中性點消弧線圈接地系統。中性線消弧線圈接地方式的工作原理與方法主要是，在中性點和地面之間連接一個消弧線圈。現實中的消弧線圈主要是由鐵芯以及鐵芯上面的繞組形成。在現實的電力運行過程中，會將這一消弧線圈放置于變壓器的郵箱內，中性點消弧線圈的繞組相對叫較小，電抗也會比較大，對于現實的電力系統的正常運轉具有積極意義。在現實的電力工作過程中如需要改變消弧線圈的電感值，即需要改變繞組的數量來調整。在正常的電力系統運轉過程中，一般來說電力系統的中性點電壓是三相不對稱的，數值也會相對較小，因此，消弧線圈內的電流通常情況下也會較小，為解決這一問題通常會采取補償方法，會減少電力系統中的電流流量，但要求不能引起震蕩。在現實的電力工作過程中如發生單相接地問題的情況，解決這一問題的常用方法為讓消弧線圈內的電流對接地電流進行補償，從而減小接地電流，讓所形成的電弧自行熄滅。變壓器中性點消弧線圈接地方式的最主要優點便是，在電力系統發生故障的時候，按照國家的相關規定時間為2小時，對中壓電網來說，補償了接地電流，一般情況下單相電流變不會在進一步惡化為相間故障。因此說這一接地方式在現實的電力運行中具有一定安全性。在變壓器中性點消弧線圈接地系統中，一相接地故障電壓為0，一般情況下非故障電壓便會迅速升高數倍，三相電壓保持不變，當遇到這一情況下，通常會可以暫時繼續運行，最好不要超過2個小時。

變壓器中性點消弧線圈接地方式，在現實的電力工作過程中，這一接地方式主要適合用于很少發生瞬時性接地故障、系統電流非常大、以電纜線路為主、自動化水平相對較高的電力系統中。變壓器中性點消弧線圈接地方式的優點可以體現在以下幾個方面。首先，變壓器中性點消弧線圈接地方式有利于降低過電壓，還能夠在有限的時間內完成。其次便是變壓器中性點消弧線圈接地方式有利于限制電弧電壓，當電力系統發生故障的時候，變壓器中性點消弧線圈接地方式能夠及時控制電壓，可以使電弧熄滅之后，系統就可以馬上進行工作。再就是因為電阻具有阻止的作用，在很大程度上就會消除故障所帶來的諧振過電壓，并且取得良好的效果。

1．3 變壓器中性點直接接地方式論述分析

在現實的電力系統工作過程中，一般情況下中性點的電位一直都是0，在發生一相接地的情況下，變化出現接地的一相電與中性點之間形成短路，電流的數值會迅速增大，在這一情況下需要現實的電力系統工作者，果斷采取應急措施，排出問題，解決故障。在變壓器中性點直接接地的系統中，如遇到一相電故障時，應在第一時間切斷送電線路，立即中斷對用戶的供電。在多年的電力工作過程中，筆者發現，在1000V以上的電力傳輸過程中，很多一相電問題，尤其是在架空線路比較長的情況下，很多故障都是瞬時的，當這些問題被解決之后，電力系統便可以馬上恢復工作狀態，來實現供電的安全性。在．變壓器中性點直接接地的系統中，為了實現供電過程的安全性，一般都會安裝自動重合閘裝置，來提高電力系統的穩定性，實現電力系統的有效運轉。

當前我國的電力體系中，如果采用變壓器的中性點接地這一方式，現實的工作過程中，大部分都會采用直接接地這一連接方式。并且為進一步做好控制電力系統短路電流，還會有一小部分的接地方式為不接地這一方式。上述連接方式都能夠實現電力系統在現實的運行過程中的穩定。近些年，隨著電力系統變壓器容量的不斷增加，在現實的電力系統中如若發生電力問題，也會出現嚴重后果，會破壞結構設備，會使電流出現短路，于是，在電力系統發生接線錯誤或者其它錯誤的時候，將會導致電力系統失去接地網絡，形成局部不接地的現象。

1．4 變壓器中性點電阻接地方式論述分析

在現實的電力系統工作過程中，中性點通過電阻進行接地的這一接地方式，也可以理解為在大地與中性點之間，連接一定阻值的電阻，來讓整個電力系統形成并聯的回路，因為，在現實的電力傳輸過程中電阻是消耗能量、釋放電荷以及阻壓的元件，因此，有利于防止產生間歇性的電弧和電壓。變壓器中性點電阻接地方式又可以進一步細化為有低電阻接地、中電阻接地以及高電阻接地三種方式。

在現實的電力系統工作過程中，為了更有效的減少低電阻接地這一方式中所存在的不足之處，保障電力系統的有效進行，同時還要避免高電阻接地方式中存在的弊端，部分專家學者提出了一個比較折中的提議即中電阻接地力方式。這樣的接地方式可以將故障電流限制在100-200A之間，并且還具有很多其他優點，現實表現為:首先可以確保IR=(1．0-1．5)IC限制過電壓不大于正常情況下的2．6倍。其次是變壓器中性點電阻接地方式能夠確保接地設備的靈敏性，對發生的接地故障可以進行及時的處理。再就是變壓器中性點電阻接地方式一定要考慮到設備相關標準以及相應的人身安全等方面的需求，同時根據電力干擾、人身安全以及設備安全等方面進行嚴格的計算，使其接地電阻的阻值小超過0．5歐姆。

2 結束語

當前社會對于電力系統的依賴已經達到空前絕后的程度，這也在客觀上催生了電力系統的向前發展，在現實的電力系統發展過程中，越來越多的學者和專家重視中性點接地方式對于變壓器以及正常的供電系統的穩定性所起到的作用。變壓器中性點接地方式可以有不接地方式;消弧線圈接地方式;中性點直接接地方式和變壓器中性點電阻接地方式等常見的四種接地方式。在現實的電力工作過程中，這四種接地方式各有各的特點，通過上文的論述分析，筆者也希望在現實的工作過程中繼續加強對變壓器中性點接地方式的研究，改進不足，以提高現實電力系統的穩定性。

［1］李文平．變壓器零序阻抗工程計算法［M］．變壓器，1998年第1I期．

［2］李昌國．變壓器中性點零序保護的選擇性問題［J］．四川電力技術，1997年第2期．

［3］王振文．淺析高壓電力電纜金屬保護套接地方式［J］．四川電力工程，2011(4)．