小电流接地系统中性点接地方式分析

张少威

（河源理工学校广东河源517000）

中图分类号：TM862文献标识码：A文章编号：41-1413（2011）12-0000-01

摘要：配电网中性点接地方式分析研究是一项重要技术,因此电力系统的中性点运行方式的选择，涉及电力系统许多综合技术经济问题。其中在确定中性点接地方式，应从供电可靠性、内过电压、对通信线的干扰、继电保护以及确保人身安全诸方面综合考虑。选择适当的中性点接地方式是最重要和最灵活的提高配电网可靠性和经济性的方法之一。因此在分析研究中性点接地方式对于提高配电系统运行具有重要意义。

本文概述了选择中性点接地方式对于提高配电系统运行水平的意义，主要分析小电流接地系统中性点接地的不同方式对单相接地故障影响。

关键词：小电流接地系统；中性点；接地方式

1．前言

电力系统中性点接地方式分析研究是一项重要技术,而且电力系统的中性点运行方式的选择，涉及电力系统许多综合技术经济问题。它对电力系统安全运行和电磁环境都有很大影响。其中在确定中性点接地方式，应从对供电可靠性、内过电压、继电保护、通信干扰以及确保人身安全等诸方面综合考虑。然而,到目前为止电力系统未能满意地解决这一问题。因此在分析研究中性点接地方式对于提高配电系统运行具有重要意义。

目前，电力系统的接地方式主要有四种：中性点不接地、中性点直接接地、中性点经电阻接地和中性点经消弧线圈接地。其中，中性点不接地系统和中性点经消弧线圈或高阻接地系统称为小电流接地系统。小电流接地系统特别是35kV及以下的小电流接地系统,运行中发生接地故障的几率很高,为了便于对电网接地故障类别进行准确判断以便及时处理故障,保证电力系统的安全可靠运行,提高电能质量,从小电流接地系统绝缘检查装置的构成及动作原理出发,对接地原理、故障判别及预防接地的措施等几个方面进行分析。

2．小电流接地系统中性点接地方式分析

2.1中性点不接地

中性点不接地方式,即是中性点对地绝缘,结构简单,不需任何附加设备,节省投资。适用于农村10kV架空线路为主的辐射形或树状形的供电网络。该接地方式在运行中,若发生单相接地故障,其流过故障点电流仅为电网对地的电容电流,其值很小称为小电流接地系统,需装设绝缘监察装置,以便及时发现单相接地故障,迅速处理,以免故障发展为两相短路,而造成停电事故。中性点不接地系统发生单相(A相)接地故障时如图1所示。图中U0为电源中性点对地电压,即系统的零序电压。R为单相故障接地电阻,IA、IB、IC分别为A、B、C三相对地电流,IR为接地故障电流。

图1中性点不接地系统单机接地故障示意图

中性点不接地系统，发生单相接地故障时，非故障相的对地电压升高至原来的3倍，变成线电压。这对电网的正常绝缘威胁并不大，而且电网的线电压仍然维持对称状态，对负荷的运行也没有影响，一般允许负荷继续运行1～2h，这是该类接地方式的主要优点之一。但是长时间的接地运行，极易形成两相短路。弧光接地还会引起全系统过电压。这种电压能量大，持续时间长，同时在持续过程中，电网的单相接地还可能发展为两点接地短路，使事故进一步扩大。

2.2中性点经电阻接地

中性点经电阻接地方式,即是中性点与大地之间接入一定电阻值的电阻。该电阻与系统对地电容构成并联回路,对防止谐振过电压和间歇性电弧接地过电压,有一定优越性。根据中性点接地电阻的电阻值的不同,可以将中性点经电阻接地方式分为高电阻、中电阻和低电阻接地三种情况。目前三种方式在国内外电网中都有应用。中性点经电阻接地系统的主要优点是可以抑制电弧接地时的过电压,此外,由于人为地增加了有功电流,使得更易于实现选择性接地保护。

中性点经电阻接地系统发生单相（A相）接地故障时如图3所示。图2中所有符号含义与图1相同。

图2中性点经电阻接地系统单相接地故障示意图

2.3中性点经消弧线圈（谐振接地）

中性点经消弧线圈接地的电力系统通常称为谐振接地系统。电网采用中性点经消弧线圈接地后，发生单相接地故障时，流经消弧线圈的电流为电感性电流。由于该电流补偿了电网的电容电流，单相接地故障电流仅为补偿后的很小的残余电流，对电弧的重燃有明显的抑制作用，可减少高幅值电弧接地过电压发生的几率。当发生永久性（金属）单相接地故障时，可以经微机选线装置或微机接地保护检出故障线路后，作用于断路器进行瞬间跳闸；也可以使电网在一定时间内带故障运行，待调度部门转移负荷后延时跳开故障线路，从而保证了对用户的不间断供电。

近些年来，小电流接地系统继电保护的选择性难题已获得解决，同时自动跟踪补偿装置在电力系统中得到推广应用，谐振接地方式的运行特性已经得到了进一步的优化。中性点经消弧线圈接地系统发生单相（A相）接地故障时如图3所示。图3中所有符号含义与图1相同。

图3中性点经消弧线圈接地指纹单相接地故障示意图

电网采用中性点经消弧线圈接地后,发生单相接地故障时,流经消弧线圈的电流为电感性电流。由于该电流补偿了电网的电容电流,单相接地故障电流仅为补偿后很小的残余电流,对电弧的重燃有明显的抑制作用,可减少高幅值电弧接地过电压发生的几率。由于消弧线圈产生的电感电流的补偿作用,单相接地电流将大大降低,特别是当时,单相接地电流仅为很小的有功电流,单相接地电弧将不能维持,并在接地电流过零时自动熄灭,不致引起高幅值的电弧接地过电压。

3．结论

电网中性点接地方式是个系统工程问题，具有理论研究与实践密切结合的特点，同时它既是技术问题，也是经济问题。因此在进行决策时，必须结合电网现状和发展规划，全面考虑，进行技术经济比较，避免因决策失误造成不良后果。目前，我国正在进入信息社会和电气化时代，负荷特性发生了很大变化，对电能质量、人身和设备安全、环境保护等提出了更加严格的要求。这些问题均与中性点接地方式密切相关。

参考文献：

[1]曾文慧．10kV中压电网中性点谐振接地方式．四川电力技术，2002（05）

[2]唐东雷．浅析电力系统中性点接地方式．柳州职业技术学院学院报，2003（09）

[3]林志超．中压电网系统中性点接地方式的选择与应用．惠州供电分，2004（04）

[4]邵文燕.小电流接地系统的分析与对策．太原大学学报，2006（12）

[5]罗展标.四种中性点接地方式的分析与比较．大众用电，2007（02）