10kV配电网接地方式介绍及选择

10kV配电网接地方式介绍及选择

苏南

(中色正锐（山东）铜业有限公司，山东 临清  252600)

[摘要]：电力系统的接地方式主要是讲三相电力系统采用何种中性点接地方式。电力系统可以采用多种中性点接地方式，包括中性点可以经过元件进行接地，可以中性点直接接地，也可以不接地。不管中性点以何种接地方式，大地相接的问题工程当中称为中性点接地方式。中性点接地方式对整个电力系统的运行有多方面的影响，是一个很复杂却又很重要的问题。

[关键词]：配电网；接地方式；选择

1电力系统接地方式概述

电力系统接线方式有多种，我们常用的接地方式一般分为四种：中性点直接接地方式、中性点经电阻接地方式、中性点不接地方式和中性点经消弧线圈接地方式。其中中性点经消弧线圈接地方式我们统称为谐振接地系统；中性点直接接地或经过一低值电阻接地的系统，称之为中性点有效接地系统；中性点不接地、经高值电阻接地或者是谐振接地系统，我们称之为中性点非有效接地系统。

1.1大电流接地方式

电流接地方式，即中性点直接接地方式：中性点与地直连的系统与地短接的故障在中性点与地直接连接的电力系统中，单相发生故障时，发生故障的相上的短路点与地连接，单相与短路点形成短路回路，发生单相短路故障。

中性点接地的系统存在一定的不足，其中的最大不足之处缺陷就是发生单相短路故障时短路电流非常大，所以在发生单相短路时，系统必须立即断开故障部分，以免造成大规模损失。在具有大容量的电力系统中，不允许大小的单相电流能够顺利通过，减少中性点接地数量是减轻发生单相短路时电流大小最经济，并且最有效的措施就是让中性点与地连接的数量减少，也就是将一部分中性点接地而另外一个中性点不接地。运行的经验检验出，架空线路单相与地短接的故障大部分是短时间的，而直接接地系统必须与产生故障的线路连接断开，造成用户发生供电中断。为了克服这个不足之处，提高可靠的供电，在中性点直接接地的线路上，广泛地运用自动重合装置。当发生单相与地短接的故障的时候，断路器会自动断开连接，在自动重新合闸的作用下，自动合闸，倘若接地为短时间的，则合闸后线路将会接通，恢复用户终端供电；倘若接地时永久性的，断路器将会重

新断开。因此为了能迅速断开线路上 短路部分我们在直接接地的电力系统中将需要性能更高的继电器和断路器运用。故障排除以后，再依靠重合闸恢复正常的供电。

1.2小电流接地方式

小电流接地系统可以分为中性点经消弧线圈接地系统、中性点经电阻接地系统、中性点不接地系统。

中性点经电阻接地方式，我们通常把配电网系统中的中性点接地方式分为三类，这三类接地方式分别是高电阻值的接地、中等电阻值接地、低电阻值的接地。可以根据接地电流，接地电压以及抗通信干扰等诸多方面综合去选择中性点接地电阻的大小。

这种中性点经电阻接地的优势就是：（1）有利的消除断线过电压和谐振过电压，避免单相接地短接的故障发展为相位短路故障。与中性点与地直连的系统一样，中性点采用电阻接地的方式运行中最大的不足之处是，当发生单相与地短接的故障时，永久性的和非永久性的短地故障都会导致跳闸频率提升，供电可靠性无法保障；（2）由于接地电阻上要加载一定数量的电压，而出现单相与地短接的故障的时候，在没有故障发生的相电压会低于3倍相电压，这样可以降低配电网绝缘设备的绝缘要求，使建设成本大为降低；（3）即便加上电阻限流，在中性点接地时，产生的故障电流仍然会很大，容易找出产生故障的线路，运用一般电流保护加信号指示器即可。

中性点经消弧线圈接地方式，对于具有较长线路，较多出线，具备大量线缆的电力系统，如果系统电容电流比系统承受的数值大时，单相系统发生与地短接的故障很难被熄灭，运用中性点经消弧线圈接地连接的模式下运行。在配电网，中性点接入消弧线圈后，倘若配网内发生单相的短接故障，单相短地的电容将会得到有效地补偿。倘若让发生故障节点的余下电流减少到 5A 左右时，很难让电弧重新点燃。在实际运用中，消弧线圈是由铁芯，可调灭弧电抗器。而发生单相与地短接的故障时。可让接地产生的短接电流减少几乎接近为零。

1.3中性点不接地方式

对于中性点的接地系统来说，接地事故会导致断路器频繁的去切断电路，降低供电的可靠性。在实际用电中通常会出现由于风摇摆树木导致触碰到电线引起单相与地短接的故障，但是只会在短的时间内发生，所以也能够很快的自动解除，低压电网可以用到中性点不接地的运行方式。

这种运行方式比较容易实现，无需在中性点上安装任何装置。当出现单相与地短接的故障时，故障产生的接地电流都会比较小，并且对系统对称性产生很大影响，客户终端电压三角形不会发生改变，可以允许带着故障运行 1~2 个小时，因为单相与地短接的故障点上的电流很小。比较低的接触电压和跨步电压让故障时造成的人员伤亡数明显下降，而且可以减小对通信线路的干扰。在中性点不与地连接的系统正常运行时，其电压一般是对称的，相对于地的电压大小为零。但倘若发生单相接地故障，不考虑元件与地之间电容大小，接地产生电流也会为零，这是由于在不对用户供电产生干扰的时候不需要立即跳闸，这样可以避免在故障发生时继电保护功能重复，提高系统的可靠性。

2 电网接地方式的选择

电网如何选择接地方式关系到整个电网综合运行。这与电网系统可靠性、保护装置、与地短接的故障短路电流大小以及绝缘水平有很大的关系。我们常见的110kV 电压，运用的接地方式为大电流接地系统。它的主要特点就是当系统发生与地短接的故障时尤其是单相与地短接的故障，不会造成非故障相接地的电压升高，但是接地相的故障电流会很大。配电网运用中性点运用小电流接地的传统方式。运用小电流接地方式应该按照《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中的标准要求施工，当电容电流小于10A时架空线路运用使用不接地的方式，而当电容电流大于10A时，架空线路运用消弧线圈接地的方式。使运用消弧线圈时候要按要求进行调整，让位移电压在中性点处不超过每一相电压的15%的幅度，残余电流应该不大于10A。应该保持消弧线圈过补偿的运行状态。

配电网的中性点通过低电阻与地连接。我们可以通过选定比较低的绝缘水平降低以电缆为主体的配电网系统的投资投资，但是单相接地会导致架空线组成的配电网跳闸频率大为增加。而运用电缆组成的配电网，电网电容电流可以达到150A，甚至更高，故障时产生的电流为 400～1000A，配电网可以采取运用此接地方式。当运用使用低电阻方式接地时，为保证电网可靠运行，应该重视中性点接地电阻在高温下的稳定性。

配电网运用自动跟踪的补偿装置。随着配电网的不断发展，配电网电缆数量大量增加，电容电流可达 300A，甚至更高，并且因为配电网运行方式时常发生变化，尤其是电容电流波动的范围很大，运用手动消弧线圈方式很难满足控制要求，运用利用自动快速跟随补偿的消弧线圈，并配合可靠的智能跳闸选择装置，能将电容电流补偿到残流很小，使配电网供电不受瞬时性与地短接的故障影响。

3 结论

本问主要对电力系统接地方式及接地方式的选择进行了论述，介绍了10kV配电网中常用的几种接地方式，并介绍了配电网中性点接地的概念。包括大电流接地方式和小电流接地方式。其中，中性点直接接地系统隶属于大电流接地方式，而中性点不接地系统、经消弧线圈接地系统、经电阻接地系统则隶属于小电流接地方式。通过对不同接地方式的特点进行分析，给出了相应接地方式的适用范围。

参考文献：

[1]马士聪,徐丙垠等.检测暂态零模电流相关性的小电流接地故障定位方法[J].电力系统自动化,2008,32(7):48-51

[2]王晓俊,周杏鹏,王毅.精密阻抗分析仪中数字相敏检波技术研究与实现[J].仪器仪表学报,2016,27（06）:57-59

[3]唐文博. 10kV配电网故障在线检测与定位研究[D].湖南大学,2013.