浅谈城区中压配电网接地方式

浅谈城区中压配电网接地方式

顾明煜1袁松2

（1.上海交通大学电子信息与电气工程学院200000；2.南通供电公司226000）

摘要：笔者的任务，主要是在客观阐述中压配电网接地的方式、接地应用状况和低电阻接地技术原则基础上，探讨运行环节中可靠性的控制建议，希望能够为日后我国城区中压配电网长期安全、经济性运行，提供必要的保障条件。

关键词：城市新区；中压配电网；接地方式；技术原则

前言：需知我国城区时刻呈现出建设标准严格、负荷需求较大等特征，而实际许多城区内的中压配电网又习惯于沿用电缆网架形式，经常会因为电容和电流超标而威胁到整个电网运行的安全、稳定性。所以说，尽快理清城区中压配电网的接地方式，便显得十分必要。

一、中压配电网的主要接地方式

（一）具体的接地方式

需知电力网中性点接地方式始终是一类过于繁琐的技术问题，其可以说和电压等级、单相接地短路电流、保护配置等存在着极为缜密的关联，彼此作用之后，更会直接对电网整体的绝缘效果、系统供电的可靠、连续性等，造成较为深刻的影响。归根结底，中压配电接地方式可以分为中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻接地等方式。

第一，中性点不接地方式。其能够保证连续性供电效果，即便发生单相接地故障，亦可以持续稳定运行将近两个小时，且其间线电压并不会过度波动。不过，单相故障过程中会引发较高的弧光间歇接地过电压，当此类想象持续时间较长时，对变电设备的绝缘要求也比较高。

第二，中性点接消弧线圈接地方式。当单相接地对地电容电流超出预设指标之后，就需要采用消弧线圈进行电容电流补偿控制，这样一来，消弧线圈产生感性电流，补偿接地电容电流，使得接地残流较小，电弧自动熄灭，弧光间歇接地过电压也就不会发生。实际调查认证发现，这类接地方式主要对于6~10kV系统有着较强的适用性，其间为了有效遏制线路的谐振效应，主要采用过补偿形式控制消弧线圈。

第三，中性点经电阻接地方式。其主张在配电网系统内部的中性点和地面，直接进行电阻介入，借此杜绝因为谐振引发的不稳定电压问题。这类接地方法可以细化为小、中、大三类，而中性点经小电阻接地形式因为对于配网自动化电缆网络适用性强，能够保证筛选匹配相对低级的绝缘设备。

（二）不同接地方式对应的适用条件

1、消弧线圈接地模式对于架空网架或是电缆混合网架适用性强，当接地电容电流维持在10~150A范畴以内时，可以考虑采用消弧线圈接地模式，对应的接地残流应保证在10A之内。其优势在于一旦发生单相接地故障时，系统会继续运行两小时左右，保证连续性的供电状态，不过一旦说在单相接地故障基础上进行过久地运行，就会遗留绝缘薄弱环节被击穿的危险隐患，严重情况下将直接导致相间短路问题，使得事故扩张。

2、小电阻接地模式主要在电缆网架中使用，主要原因就是电缆网架电容电流较大，往往超过100A。该类方法的优势在于当发生单相故障接地时能够快速切除故障线路，熄灭接地电弧，避免产生过电压，并保证其余线路供电的正常状态。不过目前我国大部分城市新区内部的配电网网架不是十分完善，这也给电网运行的长期安全和可靠性造成了限制。

二、城市新区中压配电网接地方式的实际应用状况

笔者在此以南通城市新区为例，市区以往中压配电网普遍采用中性点经消弧线圈接地模式，随着城市化建设步伐加快，南通大多数中压架空线路逐渐地全部被替换成为电缆线路，也就是说，新建的配电网全都基于电缆线路作为主体。由于电缆线路的单相接地电容电流是电缆线路的几十倍，且城区变电站每段母线供电线路较多，使得变电站对地电容电流至此不可避免地出现升高迹象。实际运用中，变电站配电设备母线系统中性点经消弧线圈接地，通常采用过补偿模式加以控制，目的就是在运行模式改变期间，稳定电容电流，避免令消弧线圈时刻集中在谐振点内运行。而现阶段国网企业通用采购设备中，有关消弧线圈的极限容量值为1200kVA，对应的补偿电容电流则保证不会超过预设值150A。而实际检测发现，部分城市新区的中压配电网电容电量都超过了150A，换句话说，此类变电站配置1000kVA的消弧线圈之后，势必会引发全补偿亦或是欠补偿等现象。特别当消弧线圈欠补偿时，系统中性点接地残流较大，接地点的电弧无法自行消除，极易引起设备绝缘击穿等故障。当引发间歇性电弧接地状况时，产生的弧光接地过电压就会达到相电压的5倍，过电压时间过长时，会导致变电站内设备绝缘薄弱环节发生击穿，发展为相间绝缘故障，扩大故障影响。

总的来讲，随着配网规模越来越大，电容电流不断增大，中压配电网沿用中性点经消弧线圈接地方式时，会造成电容电流补偿不足，而且部分小电流接地选线系统精确率不高、线路误跳，令小电流接地的优势性能逐渐丧失。目前，部分城市城区开始采用中性点经小电阻接地方式。

三、低电阻接地模式的技术规范原则

（一）实际可应用的范畴

在电容电流大于150A，且将电缆网作为主体时，最好采用中性点经低电阻接地模式，与此同时，为了为后续负荷专供提供便利，还可以考虑在相同规划区域内统一采用此类中性点接地模式。

（二）基础性的技术规范原则

第一，中性的经小电阻接地模式的设备，其绝缘水准需要保证超过2.5p.u。

第二，沿用中性点经电阻接地模式过程中，有关单相接地故障电流务必维持在1000A指标以下。

第三，这部分中性点经小电阻接地系统的实际组织，最好维持在10Ω以下，这样才能够令零序保护彰显出必要的灵敏效果。

第四，小电阻接地系统务必只提供一类中性点低电阻进行接地运行，且实际运行环节中切不可随意省略接地变压器亦或是中性点电阻。如若不然，主变压器的同级断路器则要保证维持同步断开状态。

四、城区采用小电阻接地系统单相接地故障有效处理建议

（一）保证线路运行的可靠性

在采用小电阻接地系统过程中，一旦发生单相接地故障问题时，要保证在当下最快速地切除故障源点，所以配电网的供电可靠性势必会因此而出现下降的趋势。为了规避故障切除对电网持续供电产生的影响效应，技术人员需要预先做好后续准备工作：

第一，配网建设规划中，需要多采用环网结构，保证大部分用户系统有双电源供电。

第二，涉及中性点经小电阻的接地系统，可以考虑采用并列运行模式，不过不建议长期维持并列的运行状态。

第三，小电阻接地系统最好不要和消弧线圈接地系统存在低压配电网等电气关联。如若因特殊情况，需要临时开展负荷倒带设置，有关变电站与线路的设备，都将同时沿用消弧线圈接地系统，旨在借此维持自身理想化的绝缘水平。

（二）全面提升故障抢修的效率

采用中性点经小电阻接地系统，需要针对故障点进行快速的切除处理，所以，在此期间，必须保证针对故障线路进行合理时间范围内的抢修，借此保证令发生故障的线路可以尽早地正常运行。基于此，有关电力施工人员可以考虑在新区核心位置设置专业的配电检修点，借此令故障抢修时间持续缩减，顺势提升故障抢修工作的实效性。

结语：综上所述，随着城市发展，城区配网电容电流不断增大，变电站配电系统中性点接地方式的选择将直接决定各类城市配网系统供电稳定性。这对城区配网规划及城区变电站设备运维提出了新的要求，需做好各类技术研发和故障检修工作，以此保证电网安全可靠运行。

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