电力系统中性点的运行方式浅析吴国兴

电力系统中性点的运行方式浅析吴国兴

吴国兴

（国网福建安溪县供电有限公司福建省泉州市安溪县362400）

摘要：我国电网规模的不断扩大．对的安全稳定性提出了更高的要求。电力系统中性点运行方式的控制管理水平，对整个电力系统的安全性和经济性有着十分重要的影响。在对电力系统中性点运行方式进行控制时，就要根据技术要求和实际情况，对其连接方法进行选择．尽可能地提高电力系统的安全性。介绍了电力系统中性点连接方式的相关内容，结合电力系统运行实例，分析了电力系统中性点运行方式对电力系统安全性的影响。

关键词：电力系统；中性点；运行方式

引言

电力系统的中性点是指发动机或变压器的中性点。电力系统中性点运行方式的选择,是一个涉及到电力系统许多方面的综合性的技术课题,应该因地制宜,因时而异。选择时应考虑到电力系统运行的可靠性、安全性、经济性及对通讯信号系统的干扰等多方面因素。

1中性点接地方式及特点介绍

电力系统中性点运行的方式选择要从实际出发，确定最适合地区电网运行状况的接地类型，更好地发挥其作用。目前常用的电力系统中性点接地方式主要有中性点不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地以及直接接地这四种方式，不同的中性点接方式，在电力系统中的工作特点也不同。

1.1中性点不接地运行

所谓的电力系统中性点不接地方式是指电力系统中性点对地绝缘，不需要在其中添加任何的附件设备就能实现电力系统中性点运行的方式。这样不仅降低了电力系统中性点运行方式管理的工作量，还节省了投资资本，有效保障了电力系统的安全性。目前，这种电力系统中性点不接地的方式，主要应用在10kV架空线路上的辐射形以及树状形的供电网络中。不过，这种接地方式在实际应用的过程中，也十分容易发生电力系统辐射单相接地故障，造成一定的电量损失。鉴于其造成的电量损失比较少，总体而言这种接地方式仍旧提高了电力系统的安全性、经济性和可靠性。

1.2中性点经电阻接地运行

中性点经电阻接地运行是指在电力系统中性点和大地之间装设具有一定阻值的电阻，使电力系统和大地之间形成一个并联回路．这样不仅可以有效地防止过电压现象的出现，还可以大幅度地提高电力系统的供电质量，保障电力系统在运行过程中的安全性，从而满足人们工作和生活的供电需求。一般情况下都是选用电阻值较小的电阻．这样不但可以对电力系统中的电流进行很好地控制，还能十分方便地切除电力系统中的故障线路，保证电力系统的安全运行。

1.3中性点经消弧线圈接地运行

所谓的中性点经消弧线圈接地是指利用消弧线圈对电力系统的中性点和大地进行接地处理的运行方式，在电力系统发生故障的时候，可以通过消弧线圈中的感性电流对其进行电流补偿，从而将接地点的电流控制在合理的范围内，保障了电力系统的正常运行，降低了电力系统故障给人们正常生活所带来的影响。

2目前电力系统中性点的运行方式

电力系统中性点运行方式的选择,应综合考虑多方面的因素。目前我国电力系统中性点运行方式大体有如下几种:

(1)380V/220V的低压电网以直接接地的运行方式为最佳的运行方式。

(2)1kV以下的电网的中性点采用不接地方式运行。

(3)对于6kV～10kV系统,因为设备绝缘水平按线电压考虑,采用何种接地方式对于设备造价影响不大,为了提高供电可靠性,一般均采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。

(4)对于20kV～60kV的系统,一般相接地时的电容电流不很大,网络复杂程度不大,提高或降低设备绝缘水平对于造价影响不是很显著,所以一般均采用中性点经消弧线圈的接地方式。

(5)对于110kV及以上的系统,主要考虑降低设备绝缘水平,降低线路投资,一般均采用中性点直接接地的方式,并配置相应的零序保护装置等一系列措施,以提高供电可靠性。

随着我国正在进行的城网改造与农网建设的迅速发展及变电站自动化程度的提高,中性点的运行方式呈现出不同的形式,但每种形式都应符合当地的情况。

3几种电力系统中性点运行方式的比较

中性点不接地系统的首要优点在于当发生单相接地时,它能自动熄弧而无需切断线路,这就大大减少了停电次数,提高了供电可靠性。而主要缺点是最大长期工作电压的过电压较高,特别是存在电弧接地过电压的危险,整个系统绝缘水平要较高。此外,实现灵敏而有选择性的接地保护比较困难。

中性点直接接地系统的主要优点是过电压和绝缘水平较低。从继电保护角度来看,对于大电流接地系统用一般简单的零序过流保护就可对付,选择性和灵敏度都易解决。从经济观点看,中性点直接接地是一种投资最少的接地方式。但是,一切故障,尤其是最可能发生的单相接地故障,都将引起开关掉闸,这样增加了停电的次数。另外,接地短路电流过大,有时会烧坏设备和妨碍通讯系统的工作。

中性点经消弧线圈接地解决了中性点不接地时可能因电容电流大而导致的接地电弧不能自动熄灭的问题,不但使单相接地故障所引起的停电次数大大减少,而且还能减少系统中发生多相短路故障的次数。

4电力系统接地运行优化效果

我国电网建设存在着负荷增长迅速、电缆线路增加很快、系统电容电流急剧增加等问题。在大规模城市电网改造的过程中，电缆线路逐步取代了以往的架空线路，显著提高了电网结构的可靠性。而在以电缆线路为主的城市电网中，采用不接地或经消弧线圈接地方式，则会经常出现单相接地过电压烧坏设备的事故，增大了电网安全运行的压力。因此，必须采用中性点经电阻接地系统有针对性地解决这些问题，其主要优点如下：

(1)出现单相接地的情况时，能够确保其他两完好相对地电压不升高．且持续时间很短，极大地节省了绝缘费用的投入。

(2)在低电阻接地系统发生接地故障时，零序保护可以在O．2-2．0s内动作，将故障排除，这就大大减小了接触故障部位的机会，降低了人身触电伤亡的可能性。

(3)中性点经电阻接地方式对系统电容电流变化的适应范围较大，当确定适当的接地电阻值后，系统的电容电流在较大的范围内变化，接地电阻对降低弧光接地过电压、消除谐振过电压的效果不会有明显的变化，所以在系统运行方式发。

5电力系统中性点运行实例

5．1故障现象

某市110kV某变电站自2008年投运以来，23次发生35kV电压互感器高压侧限流熔断器熔断现象，在2010年7月份．在熔断器熔断的同时，B、C两相避雷器爆炸。

5．2系统运行状况

110kV某变电站是5个35kV变电站最主要的电源点，其中只有3座水电站在丰水期发少量电能，35kV系统为中性点不接地系统，上述故障现象发生时，系统运行方式为年度正常运行方式，系统无倒闸操作，无异常现象发生，天气正常。

5．3故障分析

通过故障现象和电力系统工况进行初步判断。该电网运行故障的产生原因可能是系统过电压。然而参照比较各种过电压的成因。又能够排除外部过电压及操作过电压引发故障的可能。同时，实例中的变电站36kV的PT开C：l三角绕组上接有消谐器，又排除了由电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压。鉴于此，可认为故障的真正成因是弧光接地引起的谐振过电压。

结束语

电力系统的中性点接地方式在国内已成为电网改造中的一个热点问题。目前我国已基本解决了电网中性点经消弧线圈接地系统中的技术难题,但关于这方面更完善的措施,还有待进一步提高。各地区应结合实际情况,根据当地配电网的发展水平和电网结构特征,以长远、发展的观点,因地制宜地确定配电网中性点的接地方式。

参考文献

[1]张祥军.供配电技术[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2004.

[2]解广润.电力系统过电压[M].北京:水利电力出版社,1997.

[3]陈维贤.电网过电压教程[M].北京:水利电力出版社,1999.

[4]方瑜.配电网过电压[M].北京:水利电力出版社,1997.

[5]李友文.工厂供电[M].北京:化学工业出版社,2001.

[6]杜文学.电力工程[M].北京:中国电力出版社,2006.