配电网中性点接地方式优化

电力系统的中性点接地方式大致可分为两类：中性点有效接地和中性点非有效接地。中性点有效接地方式包括中性点直接接地和经低电阻、低电抗接地；中性点非有效接地方式包括中性点不接地、经消弧线圈接地和经高电阻接地。中性点接地方式的选择是一个综合性的技术问题，直接关系到电力设备的绝缘水平、过电压水平、电网供电可靠性、通信干扰、接地保护方式、人身及设备安全等很多方面，是电力系统实现安全与经济运行的技术基础。我国配电网具有数量庞大、分布面广的特点，因此中性点接地方式的选择对电网供电可靠性和安全运行的影响至关重要。

1.2.1.1　中性点不同接地方式的介绍

1.中性点不接地方式

中性点不接地方式，即中性点对地绝缘，结构简单，运行方便，不需任何附加设备，投资少，适用于农村10kV架空线路长的辐射型或树状型的供电网络。该接地方式在运行中，若发生单相接地故障，流过故障点的电流仅为电网对地的电容电流，其值很小，需装设绝缘监察装置，以便及时发现单相接地故障，迅速处理，避免故障发展为两相短路，而造成停电事故。中性点不接地系统发生单相接地故障时，其接地电流很小，若是瞬时故障，一般能自动消弧，非故障相的相电压升高不大，不会破坏系统的对称性，可带故障连续供电2h，从而获得排除故障时间，相对地提高了供电的可靠性。

2.中性点经消弧线圈接地方式

中性点经消弧线圈接地方式，即在中性点和大地之间接入一个电感消弧线圈，作用是解决中性点不接地系统单相接地电流大、电弧不能熄灭的问题。在系统发生单相接地故障时，利用消弧线圈的电感电流对接地电容电流进行补偿，使流过接地点的电流减小到能自行熄弧范围。其特点是线路发生单相接地时，按规程规定电网可带单相接地故障运行2h。对于中压电网，因接地电流得到补偿，单相接地故障并不发展为相间故障，因此中性点经消弧线圈接地方式的供电可靠性大大高于中性点经小电阻接地方式。消弧线圈的电感电流对接地电容电流的补偿方式分为：（1）全补偿；（2）欠补偿；（3）过补偿。全补偿、欠补偿存在串联谐振过电压问题，因而过补偿得到广泛采用。

3.中性点经电阻接地方式

中性点经电阻接地方式，即中性点与大地之间接入一定阻值的电阻。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。在中性点经电阻接地方式中，一般选择电阻的阻值较小，在系统单相接地时，控制流过接地点的电流在500A左右，也有的控制在100A左右，通过流过接地点的电流来启动零序保护动作，切除故障线路。

4.中性点经自动跟踪补偿装置接地方式

自动跟踪补偿消弧线圈按改变电感方法的不同，大致可分为调匝式、调气隙式、调容式、调直流偏磁式、可控硅调节式等。

1.2.1.2　中性点接地方式的选择

1.配电网中性点采用传统的小电流接地方式

1997年10月1日颁布的《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T 620—1997行业标准总结、吸取了多年来电网的运行经验和研究成果，对配电网的中性点接地方式做出了新的规定：6kV、10kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有的35kV系统，电容电流大于10A时，应采用经消弧线圈接地；6kV非钢筋混凝土或非金属杆塔的架空线路构成的系统，电容电流大于30A时，应采用经消弧线圈接地；10kV非钢筋混凝土或非金属杆塔的架空线路构成的系统，电容电流大于20A时，应采用经消弧线圈接地；采用消弧线圈时应按要求调整好，使中性点位移电压不超过相电压的15%，残余电流不宜超过10A。消弧线圈宜保持过补偿运行。

（1）中性点不接地方式

优点：发生单相接地故障时，故障电流较小，线电压维持平衡，对用户供电无大的影响，不会立即跳闸；有利于瞬时性故障自动熄弧，供电可靠性高；故障点耗散功率小，对人身及设备安全的威胁小；对信讯线路及信号系统干扰小。

缺点：由于中性点没有电荷释放通路，长时间带故障运行，容易引发间歇性弧光过电压，非故障相电压升高会引发PT谐振、断线谐振等暂态过电压，造成污闪、PT烧毁、多点接地故障等。

（2）经消弧线圈接地方式(www.xing528.com)

优点：在电网发生单相接地时产生感性电流以补偿电容电流，使故障点残流变小，达到自然熄弧、消除故障的目的。消弧线圈的使用，对抑制间歇性弧光过电压、消除电磁式电压互感器铁芯饱和引起的谐振过电压、降低线路故障跳闸率、避免单相接地扩大为相间短路以及减少人身触电和设备的损坏都有明显的效果。

缺点：消弧线圈接地只能降低间歇性弧光接地过电压发生的概率而不能完全消除，调谐不当有可能发生工频谐振。永久性单相接地故障时，电流小，故障特征不明显，难以满足继电保护装置灵敏度的要求，不能真正实现故障线路和故障点的快速定位和隔离。

2.配电网中性点经电阻接地

配电网主要由电缆线路构成的送、配电系统，单相接地故障电容电流较大时，其电容电流达到150A以上，故障电流水平为400—1000A，可采用低电阻接地方式，但应考虑供电可靠性要求，故障时瞬态电压、瞬态电流对电力设备的影响、对通信的影响和继电保护技术要求以及本地的运行经验等；6kV和10kV配电系统，单相接地故障电容电流较小时，为防止谐振、间歇性电弧接地过电压等对设备的损害，可采用高电阻接地方式。

优点：中性点电阻的阻尼作用使单相接地时电容充电的暂态电流受到抑制，基本消除了间歇性电弧过电压的可能性，也可将其他类型的过电压限制到较低的水平，使发生异地两相接地的可能性减小。同时接地特征明显，能满足继电保护灵敏度的要求。

缺点：经低电阻接地时，故障电流增加到数百安培，会引起地电位升高、通信干扰等问题。经高电阻接地电容电流不宜过大，一般不宜大于4—5A，所以高电阻接地的局限性较大。每次接地断路器均立即跳开线路，降低供电可靠性（特别对架空线网络），频繁的分、合闸使断路器及其他相关设备负担重。

3.配电网采用自动跟踪补偿装置

随着城市配电网的迅速发展，电缆大量增多，电容电流达到300A以上，而且由于运行方式经常变化，特别是电容电流变化的范围比较大，用手动的消弧线圈已很难适应要求，采用自动快速跟踪补偿的消弧线圈，并配合可靠的自动选线跳闸装置，可以将电容电流补偿到残流很小，使瞬时性接地故障自动消除而不影响供电。而对于系统中永久性的接地故障，一方面通过消弧系统的补偿来降低接地点电流，防止发生多相短路；另一方面，通过选线装置正确选出接地线路并在设定的时间内跳闸，避免了系统设备长时间承受工频过压。因此，该接地方式综合了传统消弧线圈接地方式跳闸率低、接地故障电流小的优点和小电阻接地方式对系统绝缘水平要求低、容易选出接地故障线路的优点，是比较合理和很有发展前景的中性点接地方式。

4.柔性接地

考虑到传统配电网中性点接地方式都不可避免地存在固有缺陷，我国部分研究机构已经开始提出和研究中性点柔性接地技术。

中性点柔性接地技术是在传统接地方式的基础上，考虑在消弧线圈上串联或并联一些电阻，在发生故障时经一定延时投入，以此同时汲取经消弧线圈接地与经电阻接地的优势，并互相弥补不足之处。

现有研究成果表明，中性点柔性接地方式在抑制故障过电压、提高故障选线准确率等方面都有着一定优势，同时又可减少线路跳闸率，提高系统的稳定性，具有较高的研究和实用价值。

中性点柔性接地的主要原理是在消弧线圈接地系统的基础上接入并联电阻，发生单相接地故障后将电阻投入使用，人工地使故障点零序有功电流增大，从而有利于故障选线，同时有利于抑止中性点故障暂态过电压。充分发挥电阻接地的优点。

中性点柔性接地电流成正弦趋势变化，当其每次经过0值的时刻，就会出现一定程度的过电压。这是因为恢复电压已经超出介质恢复强度的允许范围，因而产生了反复的击穿过程。当消弧线圈带并联电阻接入系统后，消弧线圈内的电感电流对于电容电流存在补偿作用，单相电容电流被补偿，则故障点残流会有明显程度地减小。此外，恢复电压的上升速度会明显减缓，这样一来就有利于介质的熄弧。此工作模式下，消弧线圈可以采用全补偿的工作方式，因为欠补偿方式可能会产生工频谐振，对系统造成危害。每相电弧接地过电压值与电网参数有关，在同样条件下，若有线间电容，除个别情况外，各相过电压均值和最大值都有所降低，说明增加线间电容有助于抑制过电压程度。

我国配电网中性点主要采用三种接地方式，即：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经低电阻接地，不同的接地方式有各自的优缺点和适用场合。配电网中性点的接地方式随着配电网结构的变化在不断改进。