基于配電網中性點接地方式相關技術分析

張揚

摘? 要：配電網是電力系統中最后一級電力系統，由于低壓端發后接地后，其電流大小性質決定于其相關接方式，而它的中性點接地方式與電網的穩定性，供電質量、各種絕緣與過電壓配合問題，以及常見的繼電保護配置問題有著重要的聯系，是電力系統正常運行、保障人身和設備安全的重要條件。進一步提升小電流接地方式規劃設計和運行管理水平，需要對電力系統配電網中性點接地裝置進行相關規劃設計、技術改造，進一步提升運維管理水平。

關鍵詞：中性點;接地方式;保護;電容電流

中圖分類號：TM862? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）11-0142-02

Abstract： Distribution network is the last level of power system in power system. After grounding at the low voltage end， the nature of its current depends on its related connection mode， and its neutral grounding mode and the stability of the power grid. The quality of power supply， various insulation and overvoltage coordination problems， as well as common relay protection configuration problems have important relations， is an important condition for the normal operation of the power system， to ensure the safety of personal and equipment. In order to further improve the planning， design and operation management level of low-current grounding mode， it is necessary to carry out relevant planning， design and technical transformation of neutral grounding device in power system distribution network， and further improve the level of operation and maintenance management.

Keywords： neutral point; grounding mode; protection; capacitive current

引言

近年來，隨著智能電網的推進，配電網自動化成為一個研究熱點，針對配電網最主要的單相接地故障，國內外學者對接地點定位技術做了大量的研究，并提出了許多方法，也研制出了很多不同的定位設備，但由于配電網分支較多，地形復雜，而單相接地故障信號又很微弱，能夠得到良好實際應用效果的設備并不多。目前多數供電公司工作人員依然是采用拉路倒閘的方式和人工沿線路巡查目測查找故障點的方法，這不僅影響供電質量，也耗費人力、物力，不能滿足現在用戶對電能質量的要求。目前國內變電站10kV～35kV系統在中性點接地方式上主要執行GB/T 50064-2014《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規范》。根據該標準， 變電站10kV～35kV系統中性點采用非有效接地方式運行，依據運行經驗，中性點不接地方式、中性點低電阻接地方式、包括還有中點諧振接地方式等都屬于非有效的接地方式。

1 接地方式概述

1.1 中性點不接地方式和中性點諧振接地方式35kV系統、由各種能源的發電廠內的發電機中性點，依據實際需要，可以采取接地或者非直接接的運行方式，比如當單相接地故障電容電流不大于10A時，可采用中性點不接地方式;另外一種特殊情況時，當發生單相接地卻要求可以繼續運行時，此時可以采用中性點諧振接地方式。不直接連接發電機并由電纜線路構成的10kV～20kV系統，當單相接地故障電容電流不大于10A時，可采用中性點不接地方式;當單相接地故障電容電流大于10A又需在接地故障條件下運行時，宜采用中性點諧振接地方式。

1.2 中性點低電阻接地方式中性點低電阻接地方式依據運行經驗，它主要是適用于10kV～35kV的由電纜構成的主要線路，因電纜構成的主要線路，發生接地時，其單相接地故障電容比正常架空線路的電流值要大很多。當考慮到單相接地繼電保護可靠性和過電壓絕緣配合時，我們應該就地選擇電阻兩者取值的較大值。

1.3 中性點高電阻接地方式當單相的接地故障電容電流數值小于7A時，且要求其總故障電流不應超過10A，此時可以采用中性點高電阻接地方的運行方式。

2 《配電網技術導則》要求為規范35kV及以下配電網規劃、設計、建設、改造、運維和檢修工作，國家電網公司于2017年3月修訂頒發了企業標準Q/GDW 10370-2016《配電網技術導則》。導則指出，中性點接地方式選擇應根據配電網電容電流，運行方式、網架結構、架空導線的類型，如絕緣線或裸導線及其它相關因素，并充分從電網發展規劃的角度出發，避免施工困難及項目難實施性。常見的35kV、10kV配電網中性點，可以依據負荷計算，負荷的重要性等因素考慮不接地、經消弧線圈接地或經低電阻接地。各類供電區域35kV、10kV配電網中性點接地方式宜符合表1要求。流在10A及以下，宜采用中性點不接地方式。（2）單相接地故障電容電流在10A～100A，宜采用中性點經消弧線圈接地方式，接地電流宜控制在10A以內。（3）單相接地故障電容電流達到100A以上，或以電纜網為主時，應采用中性點經低電阻接地方式。（4）單相接地故障電流應控制在1000A以下。按單相接地故障電容電流考慮，10kV配電網中性點接地方式選擇應符合以下原則：（1）單相接地故障電容電流在10A及以下，宜采用中性點不接地方式。（2）單相接地故障電容電流超過10A且小于100A～150A，宜采用中性點經消弧線圈接地方式。（3）單相接地故障電容電流超過100A～150A以上，或以電纜網為主時，宜采用中性點經低電阻接地方式。（4）同一規劃區域內宜采用相同的中性點接地方式，以利于負荷轉供。采取消弧線圈接地方式，應符合以下原則：（1）消弧線圈的容量選擇宜一次到位，不宜頻繁改造。（2）采用具有自動補償功能的消弧裝置，補償方式可根據接地故障診斷需要，選擇過補償或欠補償。（3）正常運行情況下，中性點長時間電壓位移不應超過系統標稱相電壓的15%。（4）補償后接地故障殘余電流一般宜控制在10A以內。（5）采用適用的單相接地選線技術，滿足在故障點電阻為1000Ω以下時可靠選線的要求。

中性點不接地和消弧線圈接地系統，中壓線路發生永久性單相接地故障后，宜按快速就近隔離故障原則進行處理，宜選用消弧線圈并聯電阻、中性點經低勵磁阻抗變壓器接地保護（接地轉移）、穩態零序方向判別、暫態零序信號判別、 不平衡電流判別等有效的單相接地故障判別技術，比如目前國內各家軟件公司大力開發的各種不同類型配電網故障在線監測系統。

10kV中性點采用低電阻接地方式時，應符合以下原則：（1）低電阻接地方式時，常規運行方式時應把故障I<1000A以下。（2）中性點經低電阻R<10Ω，為了使保護可以正常有序的動作， 應該保證零保護有著比較高的靈敏度。（3）如采用中性點經低電阻接地方式，架空線路應實現全絕緣化，降低單相接地故障次數。（4）低電阻接地系統應只有一個中性點低電阻接地運行，接地變壓器或中性點電阻不可以斷開或者其它方式失去，否則會造成過流事故。（5）選用穿纜式零序電流互感器，從零序電流互感器上端引出的電纜接地線要穿回零序電流互感器接地。

3 中性點接地裝置建設改造路線及原則某省電網10kV～35kV系統中性點接地裝置建設改造，宜根據地區配電網發展、電纜化率、電容電流情況及線路故障特性等，依據配置目標逐步實施。10kV～35kV系統中性點改造路線及原則為：（1）某市20kV電網系統中性點接地方式按照省市公司已有發展規劃進行改造。（2）某市中心城區10kV出線以電纜為主，母線單相接地故障電容電流超過100A，或一臺主變帶母線時單相接地故障電容電流超過150A，或已有消弧線圈補償容量不夠，或電容電流明顯增長較快的區域變電站，改造為小電阻接地方式，于2019年年底前完成改造。（3）某市其他變電站、省內其他地區城市已有10kV～35kV系統，根據已有中性點接地設備運行年限、運行狀況，以及地區實際發展情況，逐步實施技術改造。改造宜結合區域規劃成片實施。（4）對10kV系統單相接地瞬時性故障偏多，或曾導致相間短路的變電站，經專題分析后，可選用消弧線圈并聯小電阻接地。（5）中性點小電阻阻值的選取，應考慮繼電保護的可靠性，同時考慮中性點電壓偏移及小電阻熱容量，小電阻阻值選取應符合國網公司企業標準Q/GDW 10370-2016《配電網技術導則》要求。（6）應注意避免中性點接地方式不同的線路互帶，增加運行風險。（7）繼電保護的配置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性、速動性的要求，符合國家標準GB/T 14285-2006《繼電保護和安全自動裝置技術規程》的相關要求。

4 結束語

目前有些地區電網10kV～35kV系統中性點未采用低電阻接地方式居多，對單相接地故障的處理也未采用直接跳閘，小電流選線裝置未全面配置，準確率不高。廣東、上海、天津、北京等地區10kV系統中性點不接地或消弧線圈接地改造為小電阻接地方式，已經取得了豐富的經驗，對供電可靠性有較高要求的，經專題分析后，可作為小電阻接地方式的補充。可以為其它地方作為技術經驗總結與參考。

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