配电网中性点接地方式介绍

刘文彪1刘旭东2韩应发3

摘要：电力系统中性点的接地方式一般是指供电端或者配电端电力变压器中性点的接地方式，中性点接地方式涉及电网的安全性、可靠性、经济性；同时直接影响系统设备绝缘水平的选择、过电压水平及继电保护方式、通讯干扰等。目前，我国的配电网主要采用消弧线圈接地方式或者小电阻接地方式，部分地区也采用中性点直接接地或不接地运行方式，但是随着科学技术的进步以及人们对电力系统研究水平的提高，中性点消弧线圈接地方式和小电阻接地方式的优势越来越显著。所以在进行配电网建设时，越来越多的考虑使用这两种接地方式。

关键词：中性点接地方式；配电网；消弧线圈接地；小电阻接地

1研究的背景和意义

我国电力系统常用的接地方式有四种：中性点直接接地、中性点经消弧线圈（消弧电抗器）接地、中性点经电阻器接地、中性点不接地。其中，中性点经电阻器接地，按接地电流的大小又可分为高阻接地和低阻接地。

在我国国家标准电工名词术语中，又可以把上述四种接地方式归结为三类接地系统，即中性点有效接地系统、中性点非有效接地系统和谐振接地系统。中性点直接接地或经一低阻抗接地的系统，称为有效接地系统；中性点不接地、经高阻抗接地或谐振接地，称为中性点非有效接地系统；中性点经消弧线圈（消弧电抗器）接地，称为谐振接地系统。

国内110KV及以上电网一般采用大电流接地方式，即中性点有效接地方式（在实际运行中，为降低单相接地电流，可使部分变压器采用不接地方式），这样中性点电位固定为地电位，发生单相接地故障时，非故障相电压升高不会超过倍运行相电压；暂态过电压水平也较低；故障电流很大，继电保护能迅速动作于跳闸，切除故障，系统设备承受过电压时间较短。因此，大电流接地系统可使整个系统设备绝缘水平降低，从而大幅降低造价。

6～35KV配电网一般采用小电流接地方式，即中性点非有效接地方式。主要可分为以下三种：不接地、经消弧线圈接地及经电阻接地。

目前，接地方式的改进在实际应用中效果并不理想，各种方式均未得到大范围推广，以致仍然主要通过视配电网的具体情况来选取合适的接地方式来保证配电网的安全可靠运行。

在选定方案的过程中，应结合系统的现状与发展规划进行技术经济比较，全面考虑，使系统具有更优的技术经济指标，避免因为决策失误而造成不良后果。

2配电网的中性点接地方式

2.1中性点不接地方式

中性点不接地系统实现起来很简单，只需在中性点处不加任何装置。这种方式适用于单相接地故障电容电流低于10A以下的线路，以架空线路为主，尤其是农村10KV配电网。

当这种接地方式发生单相接地故障时，其线电压维持不变，只是相电压升高倍，而且故障相电流仅为电容电流且小于10A，所以不会影响设备的继续运行。当发生单相接地故障时，故障点电弧可以自熄，线路不跳闸，只报异常信号，可带故障运行一段时间，以保证供电连续性且对通讯的干扰也比较小。

由于发生单相接地故障时，非故障相电压会升高至线电压，因此对电气设备绝缘要求较高，一般都按线电压等级设计。在电容电流大于10A的情况下，极容易产生过电压等级相当高的间歇性弧光接地过电压，且持续时间较长，危及网内绝缘薄弱设备，继而引发两相接地故障，引起停电事故。

采用中性点不接地运行方式，其防雷性能和防内过电压性能较差，易产生中性点不对称电压，影响电能质量，容易损坏电气设备，且容易发生危及用户人身安全的触电事故。

随着我国电力产业的扩大发展，电网结构也日趋复杂，特别是电力电缆越来越多的被采用，电网的单相接地电容电流不断增大，中性点不接地方式已难以适用。所以应根据实际情况重新选择配电网的接地方式。

2.2消弧线圈接地方式

在电网中性点与大地之间接入消弧线圈，即为消弧线圈接地方式，采取此种方式时，当电网发生单相接地故障时，其电容电流会得到有效补偿，这样就可以不使电弧重燃，以减少事故的发生。

消弧线圈接地方式适用于单相接地故障电容电流大于10A，瞬间性单相接地故障较多的架空线路为主的配电网。

其特点为：

（1）利用消弧线圈的感性电流补偿接地点流过的电网容性电流，使故障电流<10A，电弧自熄，熄弧后故障点绝缘能够自行恢复；

（2）减少系统弧光接地过电压的概率；

（3）线路发生单相接地时，可不立即跳闸，根据规程规定电网可带单相接地故障运行2小时；

（4）消弧线圈无法补偿谐波电流，在某些谐波电流所占比重较大的场所中，消弧线圈很难起到作用；

（5）当系统发生接地时，由于接地点残流很小，且根据规程要求消弧线圈必须处于过补偿状态，接地线路和非接地线路流过的零序电流方向相同，故零序过流、零序方向保护无法检测出已接地的故障线路；

（6）目前运行的消弧线圈大多为手动调匝的结构，必须在退出运行才能调整，也没有在线实时检测电网单相接地电容电流的设备，故在运行中不能根据电网电容电流的变化及时进行调节，所以不能很好的起到补偿作用，仍然会出现弧光不能自灭及过电压问题。

2.3小电阻接地方式

小电阻接地即为在电网中性点与大地之间串联一个小电阻来泄放熄弧后半波的能量，使得中性点电位降低，故障相的恢复电压上升速度也减慢，从而减少电弧重燃的可能性，抑制电网过电压幅值。

中性点经电阻接地适用于瞬间性单相接地故障较少的电力电缆线路。该电阻与系统对地电容构成并联回路，由于电阻是耗能元件，也是电容电荷释放元件和谐振的阻压元件，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。中性点经电阻接地的方式有高电阻接地、中电阻接地、低电阻接地等三种方式。

它有以下特点：

（1）能将单相接地时的异常过电压抑制在运行相电压的2.8倍以下；

（2）继电保护简单。当发生单相接地故障时，零序保护动作，可准确判断并快速切断故障线路；

（3）可有效降低工频过电压，单相接地故障时非故障相电压不升高，对设备绝缘等级要求较低，其耐压水平可以按相电压来选择；

（4）有效地限制弧光接地过电压，当电弧熄灭后，系统对地电容中的残余电荷将通过接地电阻泄放掉，下次电弧重燃时，不会叠加形成过电压；

（5）可有效消除系统内谐振过电压，中性点电阻接地相当于在谐振回路中并接阻尼电阻，试验表明，只要中性点电阻<1500Ω，就可以消除各种谐振过电压，电阻越小，消除谐振的效果越好；

（6）对电容电流变化的适用范围较大，简单、可靠、经济；

（7）系统运行维护简单，是多电源、超大城市的入选方案。

2.4中性点直接接地

我国110KV及以上高压系统和0.38KV低压系统一般采用大电流接地系统，即中性点直接接地方式，中性点电位固定为地电位，发生单相接地故障时，通过大地形成回路，就形成单相短路。

发生单相故障时非故障相电压不会升太高，暂态过电压水平也较低，故障电流很大，继电保护能迅速动作于跳闸，切除故障，系统设备承受过电压时间较短。大电流接地系统产生的过电压最低，因此，大电流接地系统可使整个系统设备绝缘水平降低，从而大幅降低造价。但是大电流接地系统在发生单相接地时所产生的大电流对通讯系统的干扰影响很大，当电力线路与通讯线路平行走向时，由于耦合产生感应电压，会对通讯造成干扰。

3结束语

在本文中介绍了各种中性点接地方式的特点以及影响中性点接地方式的因素，让读者对关于中性点接地问题的产生初步认识。

参考文献：

[1]李润先；中压电网系统系统接地实用技术；中国电力出版社；2002年

[2]中性点接地方式对配电网可靠性影响的研究；华北电力大学；2012年12月

[3]王辉；10KV配电网中性点接地方式的研究；天津大学；2006年12月

作者简介：

刘旭东（1990.5.2），男，天津人，民族：汉，职称：助理工程师，学历：大学本科。