淺析配電變壓器中性點斷線的危害及預防

邢慧敏

摘要：在配電網系統中，變壓器是重要的配電設備，承擔著電壓轉換的關鍵任務。一旦變壓器中性點斷線，將會對配電網的穩定運行造成較為嚴重的影響。本文在簡單分析配電變壓器中性點斷線危害的基礎上，對配電變壓器中性點斷線的預防策略進行了探討。

關鍵詞：變壓器；中性點；斷線

1 配電變壓器中性點斷線的危害分析

配電變壓器接地線斷線是由多種原因引起的，例如：配網施工技術低下、運維工作不到位、非法竊電現象、外力破壞等，接地線斷線將導致多方面的故障問題，對整個配網的安全運行帶來不良影響。

分析接地線斷線的危害并采取科學的防范措施與解決對策，對于整個配網都具有十分重要的意義。常見的配電變壓器中性點接地工作原理如圖1所示。配電變壓器中性點斷線將會給配電變壓器的正常工作帶來嚴重的影響，并給配電網的正常運行帶來安全隱患，增加配電的實際成本。具體來說，配電變壓器中性點斷線帶來的危害有以下幾點。

1.1 中性點電壓偏移

在配電變壓器中性點正常接地的情況下，接地的電阻是非常小的，可以近似看為0Ω，中性點的電壓也和大地的電壓相同，從而良好的保證了變壓器運行的安全性。而一旦配電變壓器中性點出現斷線的情況，則中性點的接地電阻將趨近于正無窮大，如果此時線路中的三相負載處于不平衡的狀態，還會進一步加劇配電變壓器中性點斷線帶來的負面影響，導致中性點電壓偏移現象出現。進而對配電網帶來惡劣的影響。

在中性點電壓偏移的影響下，配電網的三相電壓將失去平衡，一般情況下低電壓的一相將無法繼續正常進行電壓供應，造成配電網中的電氣設備無法正常運行，而此時，高電壓的一相則出現電壓偏高的情況，過高的電壓會直接損害配電網中的電氣設備，導致配電網的整體供電質量顯著下降。在中性點電壓偏移的影響下，如果單相短路，沒有出現短路故障的相會出現電壓猛增，對配電網的正常供電產生負面影響，甚至燒毀部分線路脆弱的絕緣層。中性點電壓偏移出現后，中性點電壓升高，再加上單相短路的影響，較為容易導致中性點絕緣層被擊穿，給供電的安全性帶來較大影響，引發變壓器受損，甚至導致周圍出現人員觸電傷亡。在配電變壓器中性點斷線的情況下，避雷器的接地電阻在中性點斷線的影響下，也可能出現電阻上升的情況，一旦此時遭遇雷雨天氣，避雷器的工作效果將大大減弱，可能由此引發過電壓現象，導致配電網受損。

1.2 線路損耗增加

在低壓配電網中，當前主要采用三相四線的線路架設方式，再加上線路中出現三相不平衡的情況，中性點中必然會出現異常電流，進而導致相線和中線均出現電能損耗。如果此時線路中三相負荷是平衡的，中線的電流為0，可以計算得出線路的有功損耗為P1=（Ia2+Ib2+Ic2）R=3I2R，如果此時線路中三相負荷是不平衡的，中線中必然會出現一定的電流，可以計算得出線路的有功損耗為P2=（Ia2+Ib2+Ic2+2I02）R。可見在低壓配電網中，中性點斷線的出現會導致低壓配電網線路損耗增加。

在高壓配電網中，如果線路中出現三相不平衡的問題，高壓配電線路也會受到較為嚴重的線損影響，線損程度顯著增加。此時，假設高低壓端電流之間的關系為正相關，設：Ia=1.5I·，Ib=Ic=0.75I，高壓系統內不同相的電阻：R，此時結合高壓配電箱線路功率損耗公式P3=Ia2R+2（Ib）2R=3.375I·2R，在中性點偏移的情況下，配電線路損耗的功率為P4=3I·2R，繼續計算可得配電線路線損的增加比例為（P3-P4）/P3×100%=37.5%，由計算結果可見中性點斷線的情況下高壓配電網線路損耗增加的比例之多。

1.3 對零序電流的影響

在不對稱故障發生時，對其分析多采用對稱分量法，所取得的分析結果較為準確。在分析過程中，通常認為一組不對稱的三相量，可以將其進行分解，進而將其變成正序、負序、零序的對稱性相量。在當前廣泛使用的三相電路配電網系統當中，所有的非對稱三相相量都可以被有效分解，進而轉化成為三組三相對稱相量，方便對其進行分析。

當配電系統如果出現三相負荷不平衡的情況，如果此時變壓器接地線仍然可以正常工作，那么對應的零序電流值會迅速上升，當超過一定的電流閥值后，線路中的保護設備將會迅速動作，將過大的故障電流隔斷，對配網進行保護。當配電網變壓器出現中性點斷線的情況，此時三相電流幅值可能隨之上升，但零序電流的具體數值會出現下降，此時配網中的保護設備會發出警示信息，但是無法通過斷開線路對故障進行瞬間隔離，其保護功能得不到有效發揮，有可能給配網帶來較大的損害。

2 配電變壓器中點接地線斷線預防方法

在正常情況下，配電變壓器中性點不容易出現斷線的情況，如果配電網中性點出現斷線，可能和配電變壓器安裝過程中人工操作不當有關，也可能是由于配電網運行過程中運行維護工作不到位，也可能是由于部分人員非法竊電對中線點造成了破壞，還有可能是由于配電變壓器中性點受到了外力破壞。結合配電網變壓器中性點斷線的可能原因，在此提供兩點配電變壓器中性點斷線的預防措施。

3 結束語

實踐證明，配電變壓器中性點斷線所帶來的危害是非常嚴重的，不僅會導致配網供電異常、電氣設備受損、線損增加，并且可能危及周圍的人員安全，引發人身安全事故。因此，必須高度重視配電變壓器中性點斷線的問題，采取科學設置接地引下線和多點重復接地的方式進行有效預防。相關電力工作人員在安裝配電變壓器的過程中，應當按照科學的操作方式進行操作，保證配電變壓器中性點接地功能的穩定性，提升配電變壓器接地引下線的抗外力能力。除此之外，對于引起配電變壓器中性點斷線的不法竊電行為，必須嚴肅制裁，以儆效尤。從而通過采取全面、有效的預防措施，實現配電變壓器中線點斷線情況的減少，保證配網系統的安全、穩定運行。

參考文獻

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[2]陳錦華.配電變壓器中點接地線斷線危害分析[J].電氣自動化，2014，02：72-74+80.