电力系统中性点接地方式探讨

电力系统中性点接地方式探讨

刘赞功

刘赞功（上海陆家嘴金融贸易区联合发展有限公司，200127）

【摘要】电力系统对国民经济发展有重要作用，电力负荷随着国家生产生活的需要也在不断的提高，电力系统的安全性就是首要解决的问题。本文首先概述了电力系统的中性点接地方式，让后按照其不同的分类方式这一进行介绍并说明了相应的特点。

【关键字】电力系统；中性点接地；接地方式

一、中性点接地方式概述在电力系统中，所谓的中性点接地方式就是指发电机或者变压器的中性点和大地相接的方式，这种接地方式有的时候也被称作是三相星形接地点。中性点接地方式的运行方式一般分为三种，第一种是中性点不接地，第二种是中性点经消弧线圈接地，第三种是中性点直接接地。电力行业的发展对中性点接地方式的革新也起到了促进作用。现有的中性点接地方式有：中性点经小电抗接地、中性点经小电阻接地、中性点经中电阻接地、中性点经大电阻接地、中性点经消弧线圈瞬时并联小电阻接地和中性点经消弧线圈串联小电阻接地等。对于种类繁多的中性点接地方式，很多人在选择时因为不了解这些接地方式的概念，所以在判断接地方式的优点和缺点的时候很难准确判定，常常给电力系统的运行带来不利的影响而阻碍电力企业的发展。

二、关于不同接地方式的含义及其各自特点的介绍㈠中性点不接地对于1000V以下的电力网可以采用中性点不接地的方式。

所谓“不接地”就是说中性点和大地两者中无实际性的连接，但是在电力系统的三相和大地之间有电容，即中性点没和大点之间有直接连接，但是通过变压器的等值电容和大地相接，只是电容很小容抗很大，即电流很小，电阻很大。其本质上是间接接地。

1）不接地系统的供电安全性。计算表明:在电力系统中如果应用不接地形式能够使供电系统的安全性能有所提高。

在电力系统的三相供电系统中，如果出现了单向接地的状况，和中性点直接接地的形式比，中性点不接地形成的电流会更小一些(小N倍)，因此与中性点直接接地的形式比，中性点不接地的安全指数会更高一些。

此次需要注意的是，假如环境中有爆炸的危险或者所在的供电系统是井下低压供电系统，就一定要选择中性点不接地的运行方式。

备注：R=电阻，C是电容，关于相关的计算公式如下，N=121()3R?C??。

2）在电力系统中如果应用不接地形式能够提高供电系统的可靠性。因为如果供电系统的电网采用不接地的形式，即便发生单相接地的供电事故也不可能形成短路状况而导致电压失衡，因此如果供电事故点的电流非常小的话，那么事故对用户的影响是微乎其微的。中性点不接地方式还能够提高电网是使用效率到十分之一。如果供电线路的线缆比较长，接地电容中的电流非常小，因此接地电弧就会自己熄灭从而免于跳闸现象出现。因此，不接地的形式能够实现系统在供电事故发生时供电系统能够自我调节，免于高频率的停电整修给供电企业和用电用户带来的诸多不便。所以对于供电线路非常长并且接地电容电流相对来说也非常大的线路中，因为容易出现间歇性的电弧，进而出现弧光接低电压，由于该电压相对来说比较大而且这种间歇性出现的频率随着线路的增长而增高，因此必须要对其对应的继电保护加以重视，提高几点保护措施的有效性。

3）在电力系统中如果应用不接地形式能够提高电位。如果单相接地的供电出现事故，一般情况下没有出现事故的电压值会上升，从而变为线性电压；而中性点电压值也会上升，最终变为相电压。所以对于中性点的要求就是中性点的绝缘水平要与相变电压相近，因此就当前电网的状况来看，需要增加绝缘变压器的建设资金以利于不接地系统的平稳运行，并且充分发挥不接地系统的优势。

㈡中性点经消弧线圈接地对于20-60KV电力网、个别雷害事故较为严重的地区和某些大网的110KV采用中性点经消弧线圈接地方式。

中性点经过消弧线接地方式的优点是在通常的状况下出现单相事故的时候，因为接地电弧维持起来非常不容易，所以当电流流经电弧以后能够自己消失。另一个优点是通过对电弧熄灭时造成的供电事故的需要进行电压复原的速度进行缓解，从而减低了单相接地发生供电事故发生的次数。另外，因为在系统中发生单相接地事故时，其接地点的电流和供电事故的位置没有关系，所以基本上没有残留，从而使得消弧线圈充分发挥作用将供电事故隔离开来不会将供电事故演变成为相间短路事故。这样一来，发电机等相关继电保护就不需要进行工作，也就是说整合供电系统的设备都受到了中性点经消弧线圈接地方式的保护。

中性点经过消弧线接地方式的缺点是因为其工频过电压数值比较大，而且暂态过电压数值也比较大，同时支持其运作的电网特别的复杂，所以它对不是非常适应电网的变化，通常情况下适应的速度非常慢。并且，在供电系统当中零序网络和LC串联电路的基本作用是非常相似的，假如在系统中设置的参数和实际需要的状况匹配度不够的话，最危险的结果就是产生谐振过电压，通常在这种状况下产生的谐振过电压的数值比较大。这个缺点造成的损失比较大，现阶段供电体统对其的处理方式多数是将消弧线圈的两侧并联上电阻以对谐振电压进行有效地限制从而对选择这种接地方式的可行性加以提高。

㈢中性点直接接地对于330KV和500KV的超高压电力网和110-220KV电力网采用中性点直接接地方式。

中性点有效性设及两个方面，其有效接地不仅与变压器接地的数量有关,而且与其容量占所有变压器总容量的比重有关。中性点直接接地时,由于限流电抗很小,在发生单相接地时,流经故障点的电流很大,对电力设备造成的后果很严重,并且还会导致故障范围的扩大,引发大面积停电,降低重要线路的电可靠性,甚至对运行人员的安全构成威胁。但有利的是各设备的继电保护容易动作,通过断路器的瞬时快速动作,可以把大的短路电流限制在一定范围内,并且直接接地系统的中性点电位稳定在地电位,相对地的电位不发生变化,最大长期工作电压稳定在相电压,因而由接地故障引起的暂态电压等大为降低。

㈣中性点经小电抗接地在城网使用电缆线路中，有时才采用经小电抗接地方式。

在目前投入运行的500KV电网中,运行人员发现:由于电网的联系紧密,结构加强,环网增多,使系统的阻抗减小,系统短路电流逐年增大。500KV电网短路电流增大后,断路器的遮断容量已经远远不能适应系统发展的需要。经过计算和试验表明:当在短路电流较大的500KV变电站变压器的中性点加装小电抗后,对500KV侧的母线单相接地的短路电流影响不是很大,但是对限制220KV侧的母线的单相接地短路电流效果很好,并且在中性点加装小电抗器投资较小,施工便利,目前许多国家都在使用。国内有专家建议将目前投运的330KV变压器的中性点改为经小电抗接地,可降低变压器的绝缘水平,且中性点经小电抗接地可消除“失地”现象。

三、总结总而言之，因为电力系统中心点接地的方式种类繁多所以各种接地方式对应的供电环境有所不同，对应的供电模式也有所差异。

面对多种接地方式，如何进行选择是个问题。

通常情况下选择的依据是待选接地方式能够保证电力系统的运行状况非常好，同时要兼顾经济因素和操作人员的技术水平以及操作人员的工作方式。因此，最终确定的接地方式应该是综合考虑诸多因素的能够减少电路故障的接地方式。

参考文献：[1]朱湘兰.变压器中性点接地方式对电力系统运行可靠性的影响研究[J].中国新通信,2013(10)