中性點(diǎn)不接地方式的常見問題及解決措施

黃桂華

（貴港供電局 廣西貴港 537100）

中性點(diǎn)不接地方式的常見問題及解決措施

黃桂華

（貴港供電局 廣西貴港 537100）

隨著城鄉(xiāng)一體化的不斷發(fā)展，在城市的電網(wǎng)當(dāng)中的電纜線路得到了不斷的擴(kuò)張延伸，在中性點(diǎn)接地方式方面，存在很大的爭議。中壓配電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式，在現(xiàn)階段存在大電流接地方式和小電流的接地方式兩種方式。在本文當(dāng)中首先對配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇進(jìn)行了分析；其次對中性點(diǎn)經(jīng)弧線圈接地的實(shí)施技術(shù)進(jìn)行了分析。

中性點(diǎn)；接地方式；解決措施

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的配電網(wǎng)的量也變得越來越寬，擔(dān)負(fù)著廣大用戶供電的任務(wù)，在這個過程中中性點(diǎn)的接地方式是一個相對復(fù)雜的系統(tǒng)工程，因此在接地方式方面，需要根據(jù)實(shí)際情況以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、供電可靠性的要求等各方面來進(jìn)行全面的分析和論證。在現(xiàn)階段的配電網(wǎng)現(xiàn)存的接地方式當(dāng)中，存在著各種各樣的問題，比如中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地的時候電壓過高、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線線圈在也有一些不利的地方等，需要進(jìn)行專項(xiàng)研究。

1 配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇

1.1 中性點(diǎn)不接地

中性點(diǎn)不接地方式，即為中性點(diǎn)沒有經(jīng)過人為的方式來與大地相連接，是利用電網(wǎng)對地電容實(shí)現(xiàn)接地的。在這種情況下，如果中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的時候，承受線電壓的電氣設(shè)備的供電設(shè)備并沒有遭到破壞，是可以繼續(xù)運(yùn)行的。

1.2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈

中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈，即為在配電網(wǎng)當(dāng)中的一個或者多個中性點(diǎn)經(jīng)銷弧線圈和大地進(jìn)行相連，消弧線圈的穩(wěn)態(tài)工頻感性電流對于電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)工頻容性電流的調(diào)諧，也可以稱之為諧振接地的方式。此種方式一般運(yùn)用在單項(xiàng)接地的電容電流超過了允許值的10A的時候，就需要利用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方式來進(jìn)行解決。

1.3 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地

中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式，即為在配電網(wǎng)當(dāng)中的中性接入點(diǎn)至少有一個接入了電阻。當(dāng)中性點(diǎn)經(jīng)過電阻來和大地接入的時候，對于電流的大小要求是不一樣的，需要根據(jù)限制接地故障來進(jìn)行分級，可以分為高、中、低值電阻的接地方式。

1.4 中性點(diǎn)直接接地

中性點(diǎn)直接接地方式，在中性點(diǎn)的電位方面，在任何工作狀態(tài)下都是保持零值的狀態(tài)。如果系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)生單相接地的方式的時候，就可以直接經(jīng)過接地點(diǎn)和接地點(diǎn)當(dāng)中的中性點(diǎn)短路，在這個過程當(dāng)中單相接地短路產(chǎn)生的電流是最大的，以此需要使用繼電保護(hù)工作來講產(chǎn)生的故障部分進(jìn)行有效切除。

2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的實(shí)施技術(shù)

在本文當(dāng)中重點(diǎn)對重點(diǎn)經(jīng)消弧線圈的接地方式的實(shí)施技術(shù)進(jìn)行深入分析。為了保證供電的可靠性能、客戶使用的人身安全性能、絕緣水平、繼電保護(hù)、通信干擾以及設(shè)備安全等方面的性能，需要對消弧線圈、接地變壓器以及限壓電阻進(jìn)行選擇。

（2）農(nóng)業(yè)價格和補(bǔ)貼政策。包括農(nóng)產(chǎn)品最低保護(hù)價格、農(nóng)產(chǎn)品直接補(bǔ)貼、產(chǎn)品售空計(jì)劃和期權(quán)合約補(bǔ)貼。從1995年開始，巴西政府就減少了對農(nóng)業(yè)的補(bǔ)貼和價格支持力度，增加產(chǎn)品售空計(jì)劃和期權(quán)合約補(bǔ)貼[13]。一方面可以增加農(nóng)民收入，防止農(nóng)村人口迅速向大城市流動；另一方面可以減少政府收購農(nóng)產(chǎn)品的儲備成本，同時保持巴西農(nóng)業(yè)的綜合競爭力，不斷提高其在國際上的競爭優(yōu)勢。

2.1 消弧線圈的選擇

在消弧線圈的選擇方面，在傳統(tǒng)的消弧線圈當(dāng)中一般都具有一種多氣隙鐵芯單項(xiàng)電阻器。在運(yùn)行過程當(dāng)中一端接的是電網(wǎng)的變壓器，直配線的發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)在經(jīng)過曲折變形的過程后，另一端進(jìn)行接地。在現(xiàn)階段的消弧線圈種類當(dāng)中，有有載調(diào)匝式消弧線圈、調(diào)容式消弧補(bǔ)償裝置、調(diào)直流偏磁式消弧線圈、可控硅調(diào)節(jié)是自動跟蹤補(bǔ)償消弧線圈以及調(diào)氣隙式自動跟蹤補(bǔ)償消弧線圈這五種類型構(gòu)成。在有載調(diào)匝式消弧線圈當(dāng)中，主要利用有載調(diào)壓開關(guān)來對電阻器的抽頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此來改變電感值，在電網(wǎng)正常運(yùn)行的過程當(dāng)中，利用實(shí)時測量來對經(jīng)過消弧線圈的電流和相位的變化進(jìn)行相對測量，從而對電網(wǎng)在當(dāng)前方式之下的對地電容電流進(jìn)行有效分析，原理圖如圖1所示。

圖1 有載調(diào)匝式消弧線圈原理圖

在調(diào)容式消弧補(bǔ)償裝置當(dāng)中，是在晶閘管投切電容器組的基礎(chǔ)概念上進(jìn)行擴(kuò)展的，在消弧線圈的二次繞組上進(jìn)行不同容量的并聯(lián)電容器進(jìn)行配置，從而構(gòu)成一種新型的消弧線圈，通過對消弧線圈二次測電容量的大小來對消弧線圈的電感電流進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，其原理圖如圖2所示。

圖2 調(diào)容式消弧補(bǔ)償裝置原理圖

在調(diào)直流偏磁式消弧線圈當(dāng)中，是在其工作線圈之內(nèi)進(jìn)行鐵芯磁化段的布置，利用對鐵芯磁化段上的直流勵磁磁通的大小來對交流等值磁導(dǎo)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對電感的連續(xù)，其原理圖如圖3所示。

圖3 調(diào)直流偏磁式消弧線圈原理圖

在可控硅調(diào)節(jié)是自動跟蹤補(bǔ)償消弧線圈上，主要通過高短路阻抗變壓器式的消弧線圈和控制器來共同組成，并且利用小電流的接地選線裝置來作為配套的裝備，從而將變壓器當(dāng)中的一次繞組來作為工作繞組接入到配電網(wǎng)的中性點(diǎn)當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)輸出的補(bǔ)償電流就可以實(shí)現(xiàn)從零值到額定值之間的有效調(diào)節(jié)，原理圖如圖4所示。

圖4 可控硅調(diào)節(jié)是自動跟蹤補(bǔ)償消弧線圈原理圖

在調(diào)氣隙式自動跟蹤補(bǔ)償消弧線圈上，是將鐵芯分為上部分和下部分兩個部分的，上部分鐵芯用電動機(jī)來對氣隙進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變電阻值，而下部分的鐵芯需要和線圈都固定在支架上方，從而實(shí)現(xiàn)自動跟蹤功能的無序可調(diào)節(jié)性。

2.2 接地變壓器的選擇

在接地變壓器的類型選擇方面，對消弧線圈在接入系統(tǒng)的時候需要有電源的中性點(diǎn)，在接地變壓器的選擇方面，分為Y0/Y0的芯片配電變壓器、Y0/△連接的變壓器以及Z型接地的變壓器三種類型的變壓器。

在Y0/Y0的芯片配電變壓器當(dāng)中，主要應(yīng)用于6～10kV的配電電網(wǎng)當(dāng)中，在其中的中性點(diǎn)可以經(jīng)過消弧線圈接地運(yùn)行。此種形式的變壓器本身就具有較高的零序阻值，并且其中的零序磁通是不能夠在鐵芯當(dāng)中形成閉合回路當(dāng)中，因此只能利用空氣等各種介質(zhì)來通過油箱壁來構(gòu)成回路，在油箱壁之內(nèi)會由于感應(yīng)而產(chǎn)生出渦流損耗，在此種情況之下就會形成局部的過熱現(xiàn)象，因此在利用此種方式的變壓器的時候需要消弧線圈的容量不能超過變壓器的額定容量的20%。

在Y0/△連接的變壓器當(dāng)中，零序阻值是相對較小的，中性點(diǎn)可以接入到消弧線圈當(dāng)中。在這個過程當(dāng)中如果副繞組所提供的負(fù)荷沒有超過變壓器的額定容量的50%的話，所連接的消弧線圈的容量就等于變壓器當(dāng)中的額定容量。如果在副繞組所提供的負(fù)荷是滿的，所接入的消弧線圈的容量就可以變?yōu)樽儔浩鞯念~定容量的50%，從而保證運(yùn)行過程當(dāng)中變壓器的溫度升高都處于允許的范圍之內(nèi)。

在Z型接地的變壓器當(dāng)中，需要對消弧線圈的接地補(bǔ)償進(jìn)行充分滿足的同時，還需要對動力和照明的混合負(fù)載需要進(jìn)行滿足，因此就需要采取Z型接地的變壓器。在變壓器的高壓側(cè)當(dāng)中采用的是Z型接地的方式，在每相繞組當(dāng)中是由兩段來共同組成的，并且位置都處于不同相的鐵芯柱上方。

因此在接地變壓器的容量選擇方面，需要和消弧線圈的容量保持一致。如果接地變壓當(dāng)中只有消弧線圈，沒有二次負(fù)載的情況下的時候，接地變壓器的容量和消弧線圈的容量需要相等。如果接地變壓器除了消弧線圈的作用之外，還需要當(dāng)中變壓器來進(jìn)行使用，這個時候接地變壓器的容量就應(yīng)該大于消弧線圈的容量，在實(shí)際采用的過程當(dāng)中，需要根據(jù)變壓器的二次側(cè)的容量來進(jìn)行專項(xiàng)測定。

2.3 限壓電阻的選擇

在現(xiàn)階段我國的有調(diào)載匝式消弧線圈當(dāng)中，一般情況下都帶有串聯(lián)限壓的電阻，加裝電阻的主要目的是為了限制正常運(yùn)行過程當(dāng)中的中性點(diǎn)位移產(chǎn)生的電壓和在斷線發(fā)生故障的時候產(chǎn)生的諧振過電壓現(xiàn)象，并且還對微機(jī)起到保護(hù)的作用，但是對接地電弧的瞬間熄滅就會產(chǎn)生相當(dāng)不利的影響。因此在進(jìn)行選擇的時候，如果滿足限壓的情況下，在阻值方面應(yīng)該適當(dāng)?shù)臏p少。

3 結(jié)語

綜上所述，配電網(wǎng)在電纜線路方面在不斷增長過程當(dāng)中，線路電容電流也就會隨之增大，采用普遍的中性點(diǎn)的不接地方式會帶來很多的問題，因此需要采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方式。中性點(diǎn)不接地方式的結(jié)構(gòu)是相對簡單的，供電可靠性能也相對較高。值得注意的是采用傳統(tǒng)的消弧線圈來對電壓方面的能力也是相對較弱的，因此在保護(hù)選擇性能方面也查。在進(jìn)行配電網(wǎng)的接地方式的選擇方面，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況來進(jìn)行選擇，以此來保證配電網(wǎng)的正常運(yùn)行狀態(tài)。

[1]周建博，李莎，李曉民，等.110kV變壓器中性點(diǎn)不接地方式運(yùn)行時中性點(diǎn)保護(hù)問題研究[J].陜西電力，2012，40（4）：49～52，85.

[2]侯永將.中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式研究[D].鄭州大學(xué)，2010.

[3]張 超.10kV配電網(wǎng)接地方式的探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（31）.

TM862

A

1004-7344（2016）18-0049-02

2016-6-6

黃桂華（1978-），女，工程師，本科，長期從事電網(wǎng)分析控制及調(diào)度管理等工作。