配網(wǎng)中性點運行方式探討

賀敏

摘 ?要：文章介紹了配網(wǎng)中性點運行方式的基本概念，論述了國內(nèi)外配網(wǎng)中性點接地方式的發(fā)展歷程，并比較了各種中性點接地方式的優(yōu)缺點，選擇具體哪種運行方式時應綜合考慮多方面的因素合理選擇。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);中性點運行方式;消弧線圈;電阻接地

中圖分類號：TM86 ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）26-0083-02

1 ?配電網(wǎng)中性點接地概述

配網(wǎng)主要指電壓等級為35 kV及其以下的電力網(wǎng)絡，作為電力系統(tǒng)主網(wǎng)絡與用戶之間的紐帶為各個配電站和用電負荷提供電源。三相交流電網(wǎng)中性點與大地之間的電氣連接方式稱為電網(wǎng)中性點接地方式（或中性點運行方式），中性點運行方式的選擇關(guān)系到電網(wǎng)的許多方面，如系統(tǒng)絕緣水平、保護配置方案、系統(tǒng)供電的可靠性等。

關(guān)于中性點的運行方式，我們通常分為兩大類。①直接接地;②不直接接地。在110 kV及以上的網(wǎng)絡，既其電網(wǎng)屬于高電壓等級，一般采取中性點直接接地的方式。配電網(wǎng)主要采取的運行方式為中性點不直接接地。

2 ?國內(nèi)外配網(wǎng)中性點運行方式的發(fā)展

2.1 ?國外采用的配電網(wǎng)中性點運行方式及其發(fā)展

首先使用經(jīng)消弧線圈接地方式的國家是德國，與此同時，德國將其應用于30～220 kV的所有網(wǎng)絡，由于發(fā)現(xiàn)220 kV線路發(fā)生故障的頻率偏高，故不再該電壓等級電網(wǎng)中繼續(xù)采用經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。

美國中壓配網(wǎng)主要采用中性點直接接地運行方式，并逐步取代了中性點不接地運行方式，一直沿用至今。

英國運用的方式是根據(jù)不同的電壓來決定的，第一種，在66 kV系統(tǒng)中，其方式為經(jīng)電阻接地;第二種，在33 kV及以下架空線配電網(wǎng)，運用經(jīng)消弧線圈接地。

相對而言，城市電纜配電網(wǎng)路的運行方式?jīng)]有變化，它將繼續(xù)使用低電阻接地。

前蘇聯(lián)3～66 kV電網(wǎng)的不接地方式有兩種，第一種是中性點不接地;第二種是中性點經(jīng)消弧線圈接地，對于110 kV電網(wǎng)，其運用其中一種運行方式，即中性點直接接地。

2.2 ?國內(nèi)配網(wǎng)中性點運行方式的發(fā)展

我國建國初期至上世紀80年代，一直按照前蘇聯(lián)的模式，在3～66 kV配電網(wǎng)中，運用的運行方式皆為中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地，便于加大其供電的可靠性。這種中性點運行方式對架空輸電線路電網(wǎng)十分有利，架空線路發(fā)生的故障會出現(xiàn)多種情況，多為瞬時性故障，自動重合閘裝置重合成功率高。且當故障為單相接地故障時，系統(tǒng)仍然可以繼續(xù)運行兩個小時，會加大供電可靠性。

因此規(guī)定，當35 kV電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地故障的情況，流過故障點的零序電容電流總和大于10 A，10 kV電網(wǎng)大于20 A、3～6 kV電網(wǎng)大于30 A時，電源中性點應使用的接地方式為經(jīng)消弧線圈。

隨著電纜線路在城市配網(wǎng)中逐漸增多，線路對地電容電流也隨之增大，且出現(xiàn)的故障多為永久性故障，一般不允許重合閘送電。發(fā)生單相接地后，一旦持續(xù)運行，易導致絕緣發(fā)生破壞，導致兩相短路，故經(jīng)消弧線圈接地方式很難滿足需求。

3 ?各種接地運行方式比較

3.1 ?中性點直接接地

對于此類接地方式，一般是通過中性點進行的，而后直接接入大地。面對此類系統(tǒng)，一旦發(fā)生一相接地的情況，會導致產(chǎn)生各種結(jié)果，比如單相短路的現(xiàn)象，在這樣的情況之下，它的電流一般會表現(xiàn)偏大，一旦電流偏大，它的斷路器便會出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象，通過這樣的方式解決問題。

在系統(tǒng)中，出現(xiàn)這樣的大電流，同時伴隨著接地方式，我們對它有一個籠統(tǒng)的稱呼，叫大電流接地系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)有它獨特的地方，在此系統(tǒng)中，是不會出現(xiàn)絕緣監(jiān)察類的裝置。對于中性點直接接地系統(tǒng)來說，它里面含有的過電壓是不能忽視的，一般表現(xiàn)是最小的。在整個電網(wǎng)里，如何選用這些基礎(chǔ)的東西非常重要，但究其根本，所有的問題折射出來就四個字：經(jīng)濟問題。

上面也提到，電流在什么樣的系統(tǒng)中偏大的問題，電流偏大，對于通訊系統(tǒng)來說，必定是個影響不小的因素。如果在電流偏大的系統(tǒng)中，通訊系統(tǒng)里面的線路與系統(tǒng)中電力的線路保持著平行狀態(tài)，它就會相應的產(chǎn)生感應電壓，對其產(chǎn)生干擾。

一旦它在運行中出現(xiàn)問題，發(fā)生了單相接地的故障，相應的會導致出現(xiàn)兩種電壓，第一種電壓是跨步電壓;第二種電壓是接觸電壓。如果發(fā)生此類情況，一旦有人不小心碰到了桿或者是帶電導體，出現(xiàn)事故的幾率就大大提高。為了避免此類情況的發(fā)生，有三個方式去解決，第一個方式是降低電桿的電阻;第二個方式是在露的地方加上護套;第三個方式是工作的人員要嚴格的遵守安全工作規(guī)程。

3.2 ?中性點不接地

不接地系統(tǒng)供電可靠性高，同時對絕緣水平的要求也普片偏高。當系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障的情況，不會導致短路回路，此時接地相的電流偏小，不必切除故障相，允許帶故障運行1～

2 h，在此期間運行人員需找出故障相并消除故障，從而保證電網(wǎng)不間斷供電，提高供電的可靠性。采用中性點不接地運行方式還可以節(jié)省接地系統(tǒng)設備的開支，比較經(jīng)濟。

但非故障相電壓會升高√3倍，容易引發(fā)各種過電壓，導致事故進一步擴大成兩點或多點接地短路，危及系統(tǒng)絕緣。特別是系統(tǒng)發(fā)生單相間歇性電弧接地短路故障時，接地點的對地電弧間歇性的熄滅和重燃，可引起非常高的弧光過電壓，最高可達正常時相電壓的4倍，在系統(tǒng)絕緣薄弱點可直接導致絕緣破壞，威脅設備安全。對中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相故障時，通常僅需繼電保護有選擇性發(fā)出信號，勿需跳閘。

3.3 ?中性點經(jīng)消弧線圈接地

我們通常說的消弧線圈便是電抗線圈。在出現(xiàn)單相接地這類故障的時候，接地點對地相電流為容性電流。

當出現(xiàn)電容電流不斷增大，導致故障點的電弧無法自動熄滅和弧光接地過電壓此類情況時，便會加大系統(tǒng)故障的形成，若中性點運用經(jīng)消弧線圈接地的方式，一旦出現(xiàn)故障，產(chǎn)生感性電流以平衡對地電容電流，使電弧容易自行熄滅，提高供電的可靠性。通常采用過補償方式，即采用可以使電感電流大于電容電流的電感線圈，以防止形成串聯(lián)諧振過電壓。

傳統(tǒng)的消弧線圈接地方式都是靠手動調(diào)節(jié)電感線圈分接頭以改變電感的值，調(diào)節(jié)范圍比較小，調(diào)節(jié)不方便，運行人員很難調(diào)節(jié)到剛好構(gòu)成過補償方式，稍有不當，就會出現(xiàn)諧振過電壓。電纜線路的特點之一就是對地電容比遠遠大于架空線路的對地電容，且運行中電容電流的變化范圍也大得多，導致傳統(tǒng)手動調(diào)節(jié)電感線圈十分不易，難以滿足需求。

至此，便有自動調(diào)諧方式的消弧線圈的存在，此類的消弧線圈有獨特的地方，它在微機控制裝置作用下，可自動跟蹤對地電容電流的變化，進而調(diào)節(jié)電感大小使其自動補償，充分保障調(diào)諧精度以防止出現(xiàn)諧振過電壓。

3.4 ?中性點經(jīng)阻抗接地

中性點經(jīng)阻抗接地就是在系統(tǒng)中性點上接一個適當阻值的電阻器以減小故障相電流從而降低接地點弧光接地過電壓，且接地時不會出現(xiàn)串聯(lián)諧振過電壓，比經(jīng)消弧線圈接地方式具有明顯的優(yōu)越性，但同時也有自身的缺點。按照電阻器阻值的大小可分為高電阻、中電阻和低電阻接地方式。

3.4.1 ?高電阻接地

高電阻接地方式的存在，便有它獨特的地方，主要是為限制單相短路接地的故障電流，防止和減小諧振過電壓以及弧光接地過電壓。高電阻接地通常應用于接地電容電流較小，發(fā)生單相接地時保護不需要動作于跳閘的線路。

經(jīng)高阻抗接地后，可有效減小故障點電壓梯度，減小過電壓。高電阻接地多用于小型6～10 kV配電網(wǎng)和發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)。

3.4.2 ?低電阻接地

中性點低電阻接地方式可以限制弧光接地過電壓的出現(xiàn)，線路運用有效的保護方式，主要是表現(xiàn)在零序電流繼電。一旦出現(xiàn)接地故障，便會出現(xiàn)電流偏大的情況，主要表現(xiàn)在流過故障線路保護安裝點上，零序保護可以可靠動作，有很高的靈敏度;但若保護拒動，則過大的短路電流將造成短路點附加絕緣損壞，并導致相間故障的發(fā)生。另一方面，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，保護也會迅速動作，切除故障線路，間斷供電，跳閘頻繁，對斷路器的性能要求高;這樣非故障相電壓幅值不會升高，對絕緣水平的要求較低。

3.4.3 ?中電阻接地

中電阻接地是介于高值和低值電阻接地之間的一種接地方式，可以避免高阻抗接地和低阻抗接地的缺點并保留各自的優(yōu)點。中值阻抗接地方式可以使電網(wǎng)絕緣水平要求降低，故障時過電壓得到有效的限制，且不中斷電網(wǎng)對負荷的供電。

4 ?結(jié) ?語

根據(jù)上述對不同中性點接地方式優(yōu)缺點的比較，不能確定哪一種方式是絕對好的或絕對不好的，需要根據(jù)實際情況的不同，結(jié)合對可靠性的要求以及考慮經(jīng)濟的合理性，因地制宜地考慮多方面的因素來選擇采用哪種中性點接地方式。

隨著科技的不斷進步，中性點的運行方式也要進行相應的改進以適應越來越復雜的配電網(wǎng)路。

參考文獻：

[1] 沈毅，王大淼.配電網(wǎng)接地方式評述[J].東北電力技術(shù)，2011，（8）.

[2] 榮寶波，李宏濤.關(guān)于供配電系統(tǒng)中性點接地方式的發(fā)展[J].黑龍江科 ? 技信息，2011，（25）.

[3] 朱俊棟，郭桐.淺談配電網(wǎng)消弧線圈的發(fā)展[J].科技創(chuàng)新導報，2011（5）.

[4] 申建強.10 kV配電網(wǎng)混合接地方式運行研究[D].長沙：湖南大學，2011.

[5] 蘭宇.城區(qū)10 kV配電網(wǎng)中性點接地方式的探討[J].上海電力，2010，02：

151-154.

[6] 王智.配電網(wǎng)接地故障分析與判斷[D].宜昌：三峽大學，2012.