電力系統中性點接地方式之淺探

周琴

【摘?要】針對電力系統電網中性點接地方式的多種問題，以及由此而產生的利弊關系，決定了我們在急需選擇電網中性點接地方式的同時，更合理地改造電網中性點接地方式，已是關系到電網運行可靠性關鍵的技術問題，文中針對電網的中性點接地方式進行一些分析和探討。

【關鍵詞】電力系統中性點接地方式;電網內過電壓;電網內防雷保護;絕緣水平;供電可靠性

關于電力系統中性點的接地方式問題，出現了一些不同的觀點，并持續地進行著討論和驗證。目前，可分為兩種方式：有效接地系統，非有效接地系統，每種方式都有其特點及適用場所。本文主要從中性點接地方式與電網內部過電壓，電網內防雷保護，絕緣水平及供電可靠性幾個方面進行討論，以使我國的電網更可靠、安全、經濟的運行。

一、中性點接地方式與電網內過電壓

電網的內部過電壓，主要為電弧接地過電壓和諧振過電壓，其幅值與中性點接地方式關系密切。但是，只有在中性點不接地的中壓電網中，過電壓的幅值才會相對較高，當中性點經低電阻或消弧線圈接地時，內部過電壓均會受到明顯的抑制。因此，在討論有關內部過電壓的問題時，不能把諧振接地和不接地方式混為一談。

（一）電弧接地過電壓

在中性不接地系統總的電力系統故障中，電網運行中的單相接地故障主要有以下幾種：瞬時性故障;金屬性接地;弧光接地。接地點不穩定接地，強大的電容性電流將在線路與地之間產生間歇性電弧，危及整個電網安全。其中弧光接地是最為嚴重的一種。當弧光接地發生時，將在故障相和正常相產生過電壓，這不僅影響電網的正常供電，還將使單相接地在短時間內進一步擴大為相間短路等嚴重電力系統事故。

弧光接地對于中性點不接地系統的危害有：

（1）導致故障的擴大?由于弧光接地時產生的電弧可能導致單相故障的擴大，特別是對電纜線路而言，故障產生的弧光可能會使健全相電纜的外護套及主絕緣的損傷，從而導致相間故障乃至三相故障的發生。

（2）產生的高頻電流影響消弧線圈的調諧作用

在電網電容電流分量達到最大值時，消弧線圈的電感電流還未起來;待電網電容電流衰減到穩態后，消弧線圈產生很大的飽和高頻電流。

（3）可能發生過電壓對電氣設備的絕緣造成損壞

過電壓對正常絕緣是無危險的，但對絕緣薄弱處是有威脅的。多年的現場事故經驗表明，絕緣弱點的存在是發生擴大事故的更直接的原因。

目前采用的消除弧光過電壓的措施主要有：中性點經消弧線圈接地和中性點經小電阻接地。

（1）中性點經消弧線圈接地消弧線圈的作用原理是當電網發生單相接地故障后，提供一個電感電流，補償接地電容電流，使接地電流減小，也使得故障相接地電弧兩端的恢復電壓速度降低，達到熄滅電弧的目的。

（2）中性點經小電阻接地采用中性點經小電阻接地，是從限制弧光接地過電壓考慮，在電弧點燃到熄滅過程中，系統所積累的多余電荷在熄滅后半個工頻周波內能夠通過中性點電阻泄漏掉，過電壓幅值就可明顯下降。

此外，當判斷電弧接地過電壓的危害性時，除了考慮其倍數或幅值外，還必須同時考慮其出現的概率和持續作用的時間。這些問題在此就不詳細討論了。

（二）諧振過電壓

中壓電網中諧振過電壓的突出特點是中性點出現位移。顯然，這與中性點的接地方式密切有關。當討論諧振過電壓問題時，依然不能把諧振接地混同于不接地方式，兩者之間是有明顯區別的。

電壓互感器鐵心飽和、配電變壓器高壓繞組接地和利用電壓互感器定相等引起的諧振過電壓，同樣多發生在中性點不接地的電網。當中性點經消弧線圈接地后，則可根除前一種諧振過電壓，而對后兩種諧振過電壓，也可得到有力的限制。關于斷線諧振過電壓問題，只要消弧線圈過補償運行，即可將其限制到對絕緣無害的程度。

此外，除上面談到幾種諧振過電壓外，其他諧振過電壓很少發生，這里就不再討論了

二、中性點接地方式與電網內防雷保護

對配電網來說由于網狀的電網結構、遭雷概率大，再加上配電網的絕緣水平低，存在有大量的絕緣弱點，不但直接雷能造成危害、感應雷也能造成危害，而配電網的防雷，基本上沒有直擊雷保護措施，主要靠安裝在電網上的避雷器保護，且在避雷器的使用、維護和接地上也存在一些問題，所以配電網的雷害事故較高，尤其是雷擊跳閘率居高不下。經對大量的配電網運行狀況進行調查和研究分析證明，配電網中性點接地方式對配電網雷擊跳閘率有較大的影響，主要反映在雷擊時絕緣子的故障建弧率上。

配電網中性點經小電阻接地一般配零序保護，由于中性點經小電阻接地時，接地故障點電流大（可達600～1000A），在雷擊絕緣子閃絡時一般都會使線路跳閘，使配電網雷擊跳閘率升高。

配電網中性點經消弧線圈接地分為兩種型式。即①經固定消弧線圈接地;②經自動消弧線圈接地。固定消弧線圈由于調諧上的困難現在已逐漸淘汰，取而代之的是自動消弧線圈。

三、電網內絕緣保護與供電可靠性

過電壓、雷擊問題解決了，絕緣水平問題自然也就清楚了。至于有的城市懷疑具有正常絕緣水平的電纜，耐受不了高倍數的電弧接地過電壓。實際上，這一顧慮是完全多余的。

運行經驗表明，電力系統中的事故以中壓電網的絕緣事故為最多。為了推廣低電阻接地方式而降低絕緣水平，顯然是不明智的。而現在運行中的小電流系統的電力設備，絕緣水平是有適當提高，其主要目的是為了防止污閃事故，減少運行維護的工作量。

電力系統的運行經驗表明，單相接地故障中絕大多數是瞬間性的，特別是架空線路電網，只要是小電流接地系統，便無需繼電保護。雖然電纜網絡與架空線路電網有所不同，但仍然不會改變這一結論，而且從長遠觀點和整體利益出發，采用諧振接地方式肯定是有益的。

四、結論

雖然電力系統的中性點接地方式在國內尚有不同的觀點，且已成為電網改造中的一個熱點問題，根據我國多年的運行經驗及科學技術的進步，解決了電網中性點經消弧線圈接地系統長期難以解決的技術難題，但關于這方面更完善的措施，還有待進一步提高。

參考文獻：

[1]要煥年、曹梅月. 電力系統諧振接地. 北京：中國電力出版社

[2]Φ.А.李哈喬夫. 消弧設備的選擇、安裝和運行. 北京：電力工業出版社，

[3]李景祿，關于中壓電網防雷保護現狀分析與探討[J]、電瓷避雷器

[4]弋東方，關于6-10KV電網中性點接地方式的討論，北京，電力科學研究院資料中心出版部

[5]杜文學，電力工程?北京?中國電力出版社

（作者單位：合肥市工程技術學校計算機科學與技術系）