浅析对中性点不接地系统的认识

摘要：在中性点不接地系统中，当系统发生单相接地故障时，系统仍可在故障状态下继续运行 段时间，有供电连续性高的优点。因此，对中性点不接地系统加深认识十分重要。

Abstract: At isolated neutral system, when there is a single-phase grounding fault, the system can continue to operate a period of time under fault conditions which has the advantage of high power supply continuity. Therefore, deepening the knowledge of isolated neutral system is very important.

关键词：概念；分析；防治

Key words: concept；analysis；prevention

中图分类号：TM77 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）33-0259-01

1中性点不接地概念

中性点不接地方式，指系统中性点与地之间没有任何形式连接，然而实际系统的三相与地之间存在分布电容，即系统是经过电容实现接地的。正常理想运行时，各相对地电压是对称的，中性点对地电压为零。发生相接地故障时，流过故障点的电流主要为电容电流，发生一点接地故障时，保护不跳闸，发出接地信号，可带故障点运行1~2小时，故障相对地电压为零，非故障相对地电压升高为电网线电压，电嘲出现零序电压，高于电网正常工作时的相电压。

中性点不接地方式具有很高的可靠性。中性点不接地系统发生接地时，可以连续运行2小时，从此可加强供电可靠性，但接地时要进行事故选线，同样会造成其它线路运行可靠性降低。

2中性点不接地系统电压不平衡的分析

①中性点不接地系统电压不平衡，可能是由于保险烧断而造成，即高压保险熔断，熔断相电压降低，但不为零。由于PT还会有一定的感应电压，所以其电压并不为零而其余两相为正常电压，其向量角为120，同时由于断相造成三相电压平衡，故开口三角形处也会产生不平衡电压，即有零序电压，零序电压人约为33V左右，故能起动接地装置，发出接地信号。PT二次保险熔断时，与高压保险之不同在于：一次三相电压仍平衡，故开口三角形没有电压，因而不会发出接地信号，其它现象均同高压保险熔断的情况。

②当线路或带电设备上某点发生金属性接地时（如A相），接地相与大地同电位，两正常相的对地电压数值上升为线电压，产生严重的中性点位移。中性点位移电压的方向与接地相电压在同一直线上，与接地相。电压方向相反，大小相等。特别值得注意的是我们所说的接地并不单指线路接地，当线路拉路检查后仍未能消除按地故障，则应怀疑到本站设备有接地，例如避雷器、电压互感器、甚至变压器接地。

3中性点不接地系统中铁磁谐振的舫治

变电站中性点不接地系统中，电压互感器常因铁磁谐振而烧毁或熔断熔丝。人们对此做了大量的分析研究，采取了不少措施防止谐振发生，然而由丁系统结构的复杂性和运行方式的灵活，造成运行参数具有随机性。同时也因现存的各种消谐措施的局限性，使得只能在某些情况下消除谐振。电压互感器饱和引起的铁磁谐振仍然是威胁电力系统安全运行的重要原因。

因此，有必要在分析中性点不接地系统铁磁谐振机理的基础上探讨消谐措施以便在实际工作中有针对性地预防、消除中性点不接地系统铁磁谐振。

3.1 中性点不接地系统铁磁谐振的机理及特点铁磁谐振的产生的机理。中性点不接地系统中电压互感器接入系统出现激发条件时，电压互感器中暂态励磁电流急剧所不同，网络中性点出现零序电压，三相电压互感器中产生零序电流，经电源形成回路。产生的零序电流经各相电源电压叠加，产生过电压，维持电压互感器饱和，从而形成持续一段时间的铁磁谐振。

铁磁谐振的特点。根据Peterson的研究，当电压互感器饱和时，励磁电抗与系统正序容抗无关，只和系统对地的零序容抗有关，且当零序容抗与励磁电抗比值小于0.01时，不发生谐振：随着零序容抗与励磁电抗比值的增大，依次发生1/2分频、基频、三倍频谐振，相应地，发生谐振所需的外加电压也逐渐增大。由于运行中的一般都是额定相电压，因此，1/2分频时较多发生基波谐振，高次谐波的谐振较少。分频谐振的频率并非严格等于1/2次，分频谐振时，铁心高度饱和，励磁电流剧增数十甚至百倍，导致电压互感器烧毁或保护熔断器熔断。

3.2 消除铁磁谐振的措旋消谐应从两方面着手，即改变电感电容参数和消耗谐振能量。消谐措施主要有：

①电压互感器开口三角两端接电阻器电阻器相当于接到电源变压器的中性点上，故其电阻越小，越能抑制谐振的发生。若电阻等于零，即将开口三角两端短接，相当于电网中性点直接接地，谐振就不会发生。消除分频谐振时电阻要最小。使用该措施时应注意：系统中每台电压互感器开口三角均接电阻器时措施方有效：对于6~10kV电网．当电压互感器饱和特性较好时此措施比较有效：装设于互感器开口三角绕组的阻尼电阻般对35kV和66kV系统效果较好，可同定投入，也可用零序电压继电器将电阻器短时投入1min后自动切除：电阻采用白炽灯泡时，由于谐振经常在单相接地消失后产生，白炽灯泡发热而使其电阻显著增大，所以此时不起消谐作用：当电压等级越高或电压互感器饱和特性越差时，要求的电阻越小。因而发生持续稳定的单相接地故障时，电阻器的额定功率不易满足要求：当系统电容二三相不对称（如断线），或电压互感器一次非全相熔断器烧断时，存对称状态下可以抑制的谐振，存不对称时仍有可能谐振，此时需减小电阻才能抑制谐振：为了使电压互感器不因电压升高而进入饱和状态，应根据电压互感器的容量选择电阻的额定功率：现在许多二次侧消谐装置实质是对在开口三角两端接入电阻器的改进，其原理多是首先鉴别高频、基频、分频谐振，然后用电子电路实现同的消谐措施以达到消谐目的。然而，在实际应用中，由于原理及装置的可靠性欠佳，这些装置的运行情况并小理想。二次侧电子消谐装置仍有待从理论、制造上加以完善。

②电压互感器一次侧中性点绎电阻器接地。该措施除了能限制电压互感器中的电流，特别是限制断续弧光接地时流过电压珏感器的高幅值电流外，亦能减少每相电压互感器上的电压。使用该方法时应注意：电阻器的电阻太小，也不能太大，否则单相接地时，开口兰角电压太低，影响接地指示灵敏度及保护装置的正确动作：若网络中必须有多台高压侧中性点接地的电压互感器旧时运行，则必须每台电压互感器均在中性点安装消谐电阻器方有效。电阻器的额定功率须较大，一般采用额定功率相当大的非线性电阻器与线性电阻器串联。非线性电阻器在低电压下电阻较大，还能阻止谐振发展：该措施与电压互感器开口三角绕组并接电阻器并非完全等价，对于系统三相电容严重对称或电压互感器一次非全相熔断器烧断等异常情况均可有效消谐：当系统发生单相接地故障时，电阻器上将有超过几千伏的高压，此时不能使用中性点绝缘较低的电压互感器。