淺析電力系統中性點接地方式

羅育輝

摘 要：電力系統中性點接地方式的選擇直接影響著電力系統的運行情況，要想讓電力系統安全、穩定地運行，就一定要恰當地選取中性點的接地方式。筆者通過大量的研究和實踐總結了三種主要的中性點接地方式，分別是中性點不接地、中性點經消弧線圈接地和中性點直接接地。通過對這3種接地方式的分析，希望能夠讓電力系統的運行方式朝著更加穩定的方向發展，讓電力系統適應時代的要求和科技的發展。

關鍵詞：中性點；接地方式；消弧線圈；位移電壓；直接接地

中圖分類號：TM727 文獻標識碼：A

所謂電力系統中性點接地方式就是電力系統當中，變壓器或者發電機中性點和地之間所采用的連接方式。通過大量的實踐發現，選用恰當的中性點接地方式非常重要，不但對電力系統的電流起到一定的抑制作用，還可以對過電壓的水平進行有效的控制。鑒于以上情況，筆者進行了本次研究，對電力系統中性點的接地方式進行探討，重點論述了三種主要的接地方式，分別為中性點不接地方式、中性點經消弧線圈接地、中性點直接接地。希望通過本次分析幫助相關工作人員選擇最合適的中性點接地方式，保證電力系統安全、可靠、有效地運行。

一、中性點不接地

電力系統中性點接地方式就是中性點和地之間沒有任何實質性的連接，然而電力系統的三相卻和地之間有電容的存在，也就是說，電力系統中性點不接地是通過等值電容來實現接地的目的的，并且電力系統中性點不接地的零序電抗是一個可以變化的有限數值。所以能夠得到以下結論：電力系統中性點不接地和中性點絕緣是完全不同的。

1.安全性

實踐證明，電力系統中性點不接地安全性更高。實驗表明，如果三相供電系統進行單相接地，那么中性點不接地的短路電流要比直接接地的電力小很多，也就是說，中性點不接地連接方式和直接接地方式相比較，中性點不接地更加的安全。因此，在很多低壓供電系統或者爆炸危險場所都選用中性點不接地的連接方式。

2.可靠性

電力系統中性點不接地連接方式除了具有安全性的優點之外，還具有可靠性的特點。通過研究發現，中性點不接地配電網存在單相接地故障的時候，線電壓通常是處于對稱不變的狀態，同時故障位置的短路電流非常小，所以對用戶的用電安全沒有起到破壞作用。鑒于以上情況，在現有的配電網絡當中，電力系統中性點不接地方式的使用比例接近90%。除此之外，如果中性點不接地方式所使用的線路比較短，因此電容產生的電流也非常小，接地電弧能夠自動地熄滅，避免了線路跳閘的發生，以上分析表明，電力系統中性點不接地系統可以實現帶故障運行；如果中性點不接地方式所使用的線路比較長，接地電容所產生的電流就比較大，此時將可能形成間歇性電弧和高幅值的孤光接地過電壓，這個時候需要繼電保護來對線路進行改善。

3.電壓的升高

當電力系統中性點不接地系統發生單相接地故障的時候，中性點的電壓將會升高，并且升至相電壓，所以對中性點的絕緣水平將有新的要求，此時的絕緣水平必須達到線電壓的標準。然而，通過調查發現，大部分服役期的電網主變都是分級絕緣變壓器，這就必然會對中性點不接地系統的普遍應用產生一定的干擾作用。通過上述分析，中性點不接地系統的運用是受到一定局限的。對于三相供電系統和線路比較短的配電網來說，更加適合采用中性點接地系統；對于低壓供電系統或者爆炸危險場所來說，更加適合采用中性點不接地系統。

二、中性點經消弧線圈接地

1.特點

在分析電力系統中性點經消弧線圈接地系統的特點時，筆者將分別從優點和缺點兩個方面進行。

（1）中性點消弧線圈接地的優點

在中性點消弧線圈接地系統當中，如果出現了單相故障，就不能夠較好地保持接地電弧，如果電流過零，電弧將發生自行的熄滅。同時在電弧熄滅的時候，消弧線圈將影響故障點的電壓，具體來說就是讓故障點電壓的恢復更加緩慢，在這個過程中完成了對單相接地故障的合理控制。中性點消弧線圈接地系統單相接地的時候，系統接地點的電流不會受到故障點的影響，并且殘留非常的小。與此同時，消弧線圈能夠對單相接地故障發揮較強的抑制作用，整個過程當中，電力設備的繼電保護器件和斷路器都不用做任何操作。

（2）中性點消弧線圈接地的缺點

雖然中性點經消弧線圈接地系統存在很多優勢，但不得不指出的是，這種電力系統接地方式也存在很多缺點。在采用中性點經消弧線圈接地的連接方式的時候，暫態過電壓和工頻過電壓都非常高，補償電網的運行也相對復雜，那么在短時間內部能夠很好地適應電網系統的一些變化。中性點經消弧線圈接地系統內的零序網絡、補償線圈和接地電容構成的串聯電路非常相似，一旦參數的配合存在不合理的地方，就很容易出現諧振過電壓較高的情況。

2.位移電壓的降低

通過文獻研究發現，DL/T 620-1997中有如下內容：當中性點消弧線圈接地系統穩定運行的時候，經消弧線圈接地的系統里面中性點長時間的電壓位移要小于等于系統標稱相電壓的15%。如果中性點位移電壓是Un，那么Un的函數式就是：Un={U0/[R+j（XL-XC）]}（R+jX1）=U0/。在公式當中，U0表示不對稱電壓；d代表電網的阻尼率；v表示消弧線圈的脫諧率。通過以上函數可以得知，要想防止中性點位移電壓過高可以通過以下途徑：

可以通過減小U0的數值來減低中性點位移電壓；

（2）可以通過加大v的數值來降低中性點位移電壓。也就是在符合規定的情況下，讓殘留中仍然存在的高次諧波分量與有工分量；

（3）可以通過增大d值的方式來降低中性點位移電壓。也就是把功率比較大的阻尼電阻連接到消弧線圈的一次回路里面，需要注意的是，加裝電阻將會對電弧的瞬間熄滅產生嚴重的影響，于是要在符合規定的情況下，把電阻的數值減小，并且在單相接地故障產生的時候，第一時間把電阻切除。

三、中性點直接接地的特點

所謂中性點直接接地就是電力設備中性點經零阻抗接地，而不是電力系統的所有變壓器都是中性點直接接地。當采用中性點直接接地的方式時，限流電抗的數值比較小，那么單相接地的時候將有非常大的電流經過故障點，這就會對電力設備的穩定工作帶來非常嚴重的負面影響，也將把故障的波及范圍擴大，以至于引發大范圍的停電，給生產、生活和財物、人身安全帶來極大的危害。

結論

綜上所述，電力系統中性點接地方式的恰當選取直接影響著電網的安全和穩定運行，所以要充分重視中性點接地方式的選擇。筆者通過本文闡述了常用的3種中性點的接地方式，也就是中性點不接地系統、中性點經消弧線圈接地系統和中性點直接接地系統。研究發現：（1）電力系統中性點不接地系統比較適合在三相供電系統和線路較短的配電網內使用，并且表現出來兩個明顯的優點，一是供電安全性高，二是供電可靠性好；（2）中性點經消弧線圈接地系統。這種接地方式通常在35kV以下的供電系統和易燃易爆區域內使用。然而，需要特別注意的是，使用中性點消弧線圈接地方式的時候要在端部接入電阻，通過這種方式來彌補其存在的一些不足之處；（3）中性點直接接地系統。這種接地方式比較適合在大于110千伏的高壓電網里使用，或者是在小于600V的低壓電網里使用。

總而言之，不同的中性點接地方式都有其獨特的方面，他們的產生和應用都是為了推動電力系統得到更好的發展，所以在日后的研究工作當中，一定要不斷加深研究的程度，讓研究內容和研究成果更好地順應科技和時代的發展需求。

參考文獻

[1]吳宏亮，李慧芳.關于220kV變壓器中性點經小電抗接地方式的探討[J].電子制作，2015（3）：17.

[2]王慎杰，呂艷萍，劉飛，等.110kV電阻接地系統電氣設備適應性研究及試驗[J].電力系統自動化，2015（11）：193-198+207.