10kV配网中性点接地的比较研究

【摘要】电力系统中性点接地方式是一个综合性的技术问题，它是防止系统事故的一项重要应用技术，与系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、通信干扰及接地装置等密切相关，它对电网运行的安全可靠性和经济性有着重大影响。目前，我国的10kV配电系统主要采用的仍然是传统的中性点经消弧线圈接地的运行方式，但是随着城网改造的日益深入，电网中电缆线路所占比重日益增大，随之单相接地电容电流不断增大，使得传统接地方式显露出越来越多的弊端，从而促进了中性点经小电阻接地方式的发展。

【关键词】配网；中性点；电容；电流

1前言

20世纪70年代以来，世界上各主要工业化国家，如美、日、英、法、德、瑞典等都开展将变电站监控和保护综合在一起的研究，也就是国内统称的变电站综合自动化。目前该技术经过20多年的发展已进入推广应用阶段，国内的研究开发工作从80年代后期开始，并迅速得到发展。促使变电站综合自动化技术迅速推广和应用的原因主要有三点：常规变电站二次系统存在诸多缺陷；电力系统对变电站保护、监控等提出了更高的要求；新技术的迅速发展为其奠定了技术基础。由于电网中性点经电阻和经消弧线圈接地各具特点，特别是自动跟踪补偿消弧线圈的出现，使得这两种接地方式成为目前我国中压配电网中性点接地方式选择的焦点。有些地区在技术经济上未作全面分析比较，不结合当地实际情况，盲目地采用不适当的中性点接地方式，使得电网弧光接地和谐振接地过电压引起的故障还时有发生，特别是在限制过电压、补偿电网单相接地电容电流以及继电保护等方面还存在问题。这对电网的安全、可靠运行带来很大影响。且过去对10kV电网中性点接地方式地研究大都局限于某一方面的问题。因此，对中性点接地方式进行系统深入地研究是十分必要的。

2中性点运行方式

2.1中性点非直接接地（一般6～63kV电网采用）

2.1.1中性点不接地

此接地方式最简单，单相接地时允许带故障运行两小时，供电连续性好，接地电流仅为线路及设备的电容电流。但由于非故障相电压升高为线电压，电气设备对地绝缘水平需按线电压考虑，即要求有较高的绝缘水平，从而不宜用于110kV及以上的电压。在6～63kV电网中，若采用中性点不接地形式，其电容电流不能超过30A（6～10kV电网）或10A（20～63kV电网），否则接地电弧不易自熄，易产生较高的弧光间歇接地过电流，波及整个电网。

2.1.2中性点经消弧线圈接地

当接地电容电流超过允许值时，采用消弧线圈抵消电容电流，从而保证接地电弧瞬时熄灭，以消除弧光间歇接地过电压。消弧线圈是一个具有铁芯的可调电感线圈，它装设于变压器或发电机的中性点。电网正常运行时，电源中性点电位为零，消弧线圈和地间无电流流过。当电网发生接地故障时，接地电流通过消弧线圈时呈电感电流，对接地电容电流进行补偿，使通过故障点的电流减小到能自行熄弧范围。电弧熄灭后，消弧线圈还可显著减少故障相电压的恢复速度，从而减少了电弧重燃的可能性，有利于单相接地故障的消除。目前许多配电网采用的是手动调匝式的消弧线圈，在运行中存在问题有：调节不便，无载调节使运行人员操作不准，也增添判断上的难度，因此，这种接地运行方式将逐步为自动跟踪补偿的消弧线圈方式所替代。

2.1.3中性点经高电阻接地

当接地电容电流超过允许值时，也可采用中性点经高电阻接地的方式。此接地方式和经消弧线圈接地方式相比，改变了接地过电压，同时可提供足够的电流和零序电压，使接地保护可靠动作，一般用于大型发电机中性点。但对于运行方式经常变化，特别是电容电流变化的范围比较大，用手动的消弧线圈已很难适应要求，而采用自动跟踪补偿的消弧线圈，使瞬时性接地故障自动消除而不影响供电。中性点经电阻接地的系统，相当于在零序阻抗Z0上并联了一个电阻R，该电阻与系统对地电容构成并联回路，可起到抑制谐振过电压的作用。此外，对设备的绝缘要求可以降低，提高经济效益；当发生永久接地时，能迅速切除故障，具有明显的安全性；可简化继电保护，方便地检测接地故障线路并隔离故障点。但中性点经电阻接地，特别是现有以架空线路为主的配电网单相接地时，跳闸次数会大大增加。

2.2中性点直接接地（一般110kV及以上电网采用）

中性点直接接地方式的单相短路电流很大，线路或设备须立即切除，增加了断路器负担，降低了供电可靠性，但由于非故障相电压不升高使过电压水平较低，对地绝缘水平可下降，从而减少了设备和线路的造价，特别是对高压电网，其经济性显著。在中性点直接接地电网中若发生单相接地故障时，中性点电位仍为零，非故障相对地电压也基本不变。由于单相接地短路电流Id较大，线路继电保护装置能迅速切断电路，从而防止了产生间歇性电弧过电压的可能。而为了弥补其影响供电的缺点，则广泛采用自动重合闸装置，靠它来尽快恢复供电。

3结语

在目前而言，由于电力系统的不断发展，各个国家经济条件，技术水平的不同，还没有办法形成一种共识：某种电压水平的电网应该使用这种或那种接地方式。因此针对具体的电网，就应该具体分析，来确定具体的接地方式。

10kV配电网中性点接地方式不能只限于某一种，必须因地制宜地考虑几种方式加以比较。要根据实际情况、以提高配电网供电可靠性以及保证人身和设备的安全运行为目的。根据各种接地方式的优缺点，实际运行中的运行经验，以及当时当地的实际情况，选择一个安全可靠，技术成熟，经济合理的中性点接地运行方式。

确定电网接地方式的依据是明确的，必须充分考虑以下几个方面：

（1）投资的必要性和经济性。

（2）用户供电可靠性。

（3）接触电压、跨步电压对人身安全的影响。

（4）过电压水平对电气设备绝缘水平的要求和绝缘配合问题。

（5）电气设备的运行维护工作量。

（6）对继电保护的要求。

（7）对通讯线路的干扰及系统的稳定性。

参考文献：

[1]戈东方.关于6～10kV电网中性点接地方式的讨论.电网技术，1998（7）.

[2]王丽英，刘峰，王森.城市10kV配电网中性点采用经小电阻接地运行方式的意见.西北电力技术，2000（5）.

[3]李志平.10kV小电阻接地系统的参数特点及其短路计算.广东电力，1999（6）.