电力系统中性点接地线路优化方案

选择电力系统中性点接地方式是一个综合性问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的运行安全以及对通信电路的干扰等。

考虑到电力系统运行的可靠性、安全性、经济性及人身安全等因素，电力系统中性点运行方式有不接地、经消弧线圈接地、高电阻接地和直接接地等。

线路简介

1.中性点不接地的电力系统线路

中性点不接地方式即电力系统的中性点不与大地相接。

电力系统中的三相导线之间和各相导线对地之间都存在着分布电容。设三相系统是对称的，则各相对地均匀分布的电容可由集中电容C表示，线间电容电流数值较小，可不考虑，如图3-6a所示。

在该系统正常运行时，三个相电压、、是对称的，三相对地电容电流、、也是对称的，其相量和为零，所以中性点没有电流流过。各相对地电压就是其相电压，如图3-6b所示。

图3-6 正常运行时中性点不接地的电力系统

友情提示

当系统任何一相绝缘受到破坏而接地时，各相对地电压、对地电容电流都要发生改变。中性点不接地系统发生一相接地时有以下特点：

（1）经故障相流入故障点的电流为正常时本电压等级每相对地电容电流的3倍。

（2）中性点对地电压升高为相电压。

（3）非故障相的对地电压升高为线电压。

（4）线电压与正常时的相同。

2.中性点经消弧线圈接地的电力系统线路

在中性点不接地系统中，当单相接地电流超过规定数值时电弧不能自行熄灭，一般采用经消弧线圈接地措施来减小接地电流，使故障电弧自行熄灭，这种方式称为中性点经消弧线圈接地方式，如图3-7所示。

图3-7 一相接地时的中性点经消弧线圈接地系统

3.中性点经高电阻接地的电力系统线路

当接地电容电流超过允许值时，也可采用中性点经高电阻接地方式。此种接地方式和经消弧线圈接地方式相比，改变了接地电流相位，加速泄放回路的残余电荷，促使接地电弧自熄，从而降低弧光间歇接地过电压，同时可提供足够的电流和零序电压，使接地保护可靠动作。

该系统一般用于大型发电机中性点或单相接地故障电容较少的6～10kV配电系统中。这种方式适用于接地电容电流小于10A的场合。当发电机或变压器6～10kV绕组为联结时，其原理接线图如图3-8所示；当变压器6～10kV绕组为△联结时，其原理接线图如图3-9所示。

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图3-8 绕组为联结时中性点经高电阻接地原理图

图3-9 绕组为△联结时，中性点经高电阻接地原理图

4.中性点直接接地的电力系统线路

在电力系统中采用中性点直接接地方式，就是把中性点直接和大地相接，这种方式可以防止中性点不接地系统中单相接地时产生的间歇电弧过电压。

中性点直接接地系统又称为大电流接地系统，如图3-10所示。

图3-10 一相接地时的中性点直接接地系统

5.中性点经低电阻接地系统线路

随着我国现代化建设事业的发展，城市电网也正在向电缆化发展，35kV、6～10kV电网的电容电流也在成比例增加。变压器35～10kV侧一般采用△联结，变压器的中性点采用小电阻接地方式。其优点如下：

1）可以快速切除故障相线路，使过电压上升不至于太高，并防止谐振过电压，所以可采用绝缘水平较低的电缆和设备；

2）把异相故障的几率削减至最低限度。同时为采用简单的、有选择性和足够灵敏度的继电保护提供了可能性。

35kV、6～10kV低电阻接地系统线路如图3-11所示。

图3-11 35（10）kV经低电阻接地系统线路

友情提示

中性点电阻的阻值分为高电阻值、低电阻值和中电阻值三种情况。高电阻接地方式以限制单相接地故障电流为目的，并可防止阻尼谐振过电压和间歇性电弧接地过电压，当单相接地电容较小，故障不跳闸时，采用高电阻接地可以减少故障点的电压梯度、阻尼谐振过电压。与中性点不接地电网相比，中性点经电阻接地电力系统有以下优点：

1）基本上消除了产生间歇电弧过电压的可能性，由于非故障相的过电压降低，发生异地单相接地的可能性也随之减小；

2）单相接地时电容充电的暂态过电流受到抑制；

3）使故障电路的自动检出较易实现；

4）能预防谐振过电压的产生。