中性点接地方式

中性点接地方式（精选11篇）

中性点接地方式 篇1

配电网是电力系统的一个重要组成环节, 它主要担负着从枢纽变电站取得电能, 过去我国6 k V配电网主要采用中性点不接地和经消弧线圈接地方式, 反映出的运行状况也存在较多的问题, 主要是供电可靠性有所下降, 因此针对配电网中性点接地方式进行研究十分有必要。

1 配电网接地方式选择

配电网的中性点接地方式有多种, 包括中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻接地和中性点直接接地等多种方式, 初步确定在各种接地方式中, 经消弧线圈接地方式更适用于6 k V配电网。消弧线圈的电感, 可用通过改变接入绕组的匝数加以调节。在正常的运行状态下, 由于系统中性点的三相不对称电压数值很小, 所以通过消弧线圈的电流也很小。随着城市配电网的迅速发展, 电容电流达到300 A以上, 而且经常变化, 用手动的消弧线圈已很难适应要求, 一方面需要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, 是比较合理、极具发展前景的中性点接地方式。

2 中性点接地方式研究

现对中性点接地方式的研究以某电网的实际参数来建立模型, 对接地方式在不同的情况下运行状况进行了数值仿真计算和分析。

2.1 电网电容电流测量与故障分析

我们知道通常情况下, 6 k V系统中性点无法直接引出, 系统采用的是相对地外加电容法。系统测量过程中采用外信号注入法, 结合变频、微机和数字信号处理 (DSP) 等最新技术, 通过注入一定频率的非工频信号, 可以间接地测量配电网接地电容电流, 方便可靠, 而且安全性得到了极大提高。实验表明, 随着过渡电阻的进一步增加, 当系统发生金属性接地故障Rg时, 流过过渡电阻的电流值和相电流都达到最大值, 这时对于系统的损害也是最大的。

2.2 间歇性电弧过电压分析

间歇电弧发生过程十分复杂, 即使是熄弧后绝缘性能逐渐恢复的介质何时会被重新击穿, 也在很大程度上影响着电弧的产生过程。通过研究表明:介质绝缘性能恢复与接地发生情况、电弧受力以及导线间相互的距离, 由于不同的去游离速度, 其后果是可能在第一个电流过零点或在随后的过零点熄弧, 当高频自由振荡分量过于强大时, 熄弧也可能发生在几个高频周期之后。总之, 间歇电弧受到多种因素的影响, 其是不固定的, 因此要根据具体环境具体分析、总结, 才能有效地解决这一难题。

3 消弧线圈接地实施技术

在中性点不接地电网中, 在系统接入了消弧线圈的情况下, 故障时电感电流和电容电流相位相反自动抵消, 自行熄灭电弧。

3.1 消弧线圈选择

从现阶段来看, 人工调谐的消弧线圈已经不能满足用户的需要, 按照电网单相接地电弧的实际需求, 消弧线圈脱谐度是最理想的状态。按照相关的规定, 对于现行的6 k V电网, 单相接地补偿后的残余电流应小于3 A, 因此采用的措施是当消弧线圈容量不足时, 允许在一定期限内以欠补偿方式运行。这里消弧线圈脱谐度决定于电网线路的长度 (Ic值) 以及分接头的选择 (Il值) 。所谓调谐, 实际上是按照一定的方式确定分接头的位置, 所以应该少切换分接头, 这样适应性更好。同时消弧线圈容量主要根据故障时电容电流的大小来确定, 而且应该保留一定裕度。

式中, Q为消弧线圈的容量;S为容量储备系数, 通常为1.25～1.35;Ic为系统接地电流;Uc为系统额定电压。

3.2 接地变压器选择

在消弧线圈接地补偿中, 为了满足各种不同负载的需要, 可以采取的方式是采用Z型接线的变压器, 如图1所示。在变压器的高压侧, 系统采用的是Z型接线, 在图1中可以看到线圈反极性相连, 其容量可以得到充分合理的应用, 同时还有另外一个用处就是足够调节电网的不对称电压。

经验表明:当接地变压器唯独带消弧线圈时, 变压器的容量与消弧线圈相等即可;而当接地变压器除了带线圈还兼做变压器时, 这就需要额外的容量, 这个额外的容量可根据二次侧的容量来定。

4 结语

可以看到, 传统的消弧线圈在抑制弧光过电压方面能力严重不足, 调谐器也不那么理想。但随着微机选线技术的进一步提高, 同时自动跟踪消弧线圈技术已趋成熟, 以前碰到的问题也陆续得到解决。也就是说消弧线圈接地方式的优越性越来越明显, 适用性越来越广, 因此消弧线圈接地方式在电网改造中是较好的选择。

摘要：针对原有系统的单向接地故障原因, 选用消弧线圈接地这一方式, 同时从消弧线圈和变压器选择等方面对消弧线圈接地实施技术进行了详细的阐述、分析, 实践表明, 优化消弧线圈的接地方式是较好的选择。

关键词：配电网,中性点,消弧线圈接地,电阻

参考文献

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中性点接地方式 篇2

[摘要]工厂供电系统的安全运行对工业企业来说至关重要，特别是对于大型企业，企业供电的可靠性、连续性和安全性要求很高。对大型工厂电力系统大电缆配电系统中性点接地方式与供电可靠性进行了研究。

[关键词]工厂;供电;中性点方式

大型企业具有电力负荷密度大、供电可靠性要求高、供配电线路以电力电缆为主等特点。大型企业35/6kV配电网，其系统中性点以前主要采用的是中性点不接地的运行方式，这对过去以架空线路为主的配电网是适宜的，但是近年来随着电网的快速发展，电网逐渐发展为以电缆线路为主，电缆的长度不断增加，使得电网的接地电容电流水平不断提高;另一方面，氧化锌避雷器和结构紧凑的进口全封闭组合电器也得到广泛应用。在这种形势下，原有的中性点不接地运行方式已不能适应。同时随着BZT技术和短时停电再启动技术的应用，为电阻接地方式的应用创造了很好的条件。

一、中性点不接地系统存在的问题

(一)中性点不接地电网发生单相接地时，系统内部过电压水平高(可达到3。5~4。0倍相电压)，持续时间长，而电缆和一些全封闭组合电气绝缘水平低。某些进口设备绝缘水平低于我国同电压等级设备的绝缘水平。以40。5kV真空断路器为例，进口设备工频交流试验标准是70kV，而我国同电压等级设备工频交流试验标准是95kV。而这些进口设备一旦击穿很难修复，因而不宜带单相接地故障继续运行。

(二)单相接地时，避雷器长时间在工频过电压下运行易发生损坏甚至爆炸。目前，采用提高氧化锌避雷器运行电压的方法来避免爆炸事故发生，但这并不经济，因而这种接地方式不利于无间隙氧化锌避雷器的推广应用。

(三)电缆的大量使用，已经不宜采用中性点不接地系统来保证供电的连续性。在这种中性点不接地系统中，当配电网电压发生突变、变压器高压线圈发生接地、系统发生接地或弧光接地故障时，都可能在系统中引发过电压。对于空载励磁特性较差的电压互感器，在过电压作用下，因励磁电流的剧增，会导致高压熔断器频繁熔断，甚至造成电压互感器烧毁，如果处理不当，或保护配置不周全，此类异常状况有可扩大为全厂性事故。

二、中性点经消弧线圈接地系统存在的主要问题

(一)如果消弧线圈调整不当，在系统正常运行时，可能会在中性点产生较高的谐振过电压，并直接影响系统的安全运行。

当消弧电感感抗和系统对地容抗相近，使补偿度很小时，系统中性点在正常运行时可能会出现相当高的过电压，超过运行电气设备的正常绝缘水平。

(二)准确检测出接地故障线路较困难，目前虽有不少微机型的高灵敏度接地保护装置，但实用情况均不够理想。

(三)虽然现在有自动跟踪、自动调谐的智能型消弧线圈，但当系统发生单相接地时，消弧线圈不再调整，若接地检测装置不能检测出故障线路，还必须依靠拉合有关线路查找故障点。对于出线回路数多、母线结线复杂的配电网，查找故障的时间可能很长，在查找过程中会出现过补偿或欠补偿超过允许值的情况，致使这将会使再多次发生弧光复燃，出现过电压，将有可能使相邻敷设的电力电缆被破坏，致使事故范围扩大。

三、大型企业配电网中性点经电阻接地方式的可行性

(一)中性点电阻接地方式有效地解决了单相接地过电压问题

有关资料表明，当电阻电流与故障点的电容电流相近或略大于电容电流，可以有效抑制弧光接地过电压幅值，并对继电保护有利。

(二)供电可靠性

采用电阻接地后，当发生单相接地故障时线路要立即跳闸，不能保证用户的连续供电。但石化系统的配电网，不是过去的单电源的辐射系统或树形系统，而是双电源供电系统。因此，在这种情况下，提高供电可靠性就不再单靠要求带单相接地故障运行几个小时来保证，而是靠BZT装置和短时停电再启动技术来保证。

BZT装置是保证系统可靠性的重要技术手段，石化系统的配电网中几乎百分之百使用，起到了很好效果。同时，在发电厂中广泛应用的.保证工厂用电连续性的“智能型快速切换装置”可以在石化系统的配电网中应用，这样可以较好地提高企业供电系统的可靠性。

短时停电再启动技术在系统的配电网中应用广泛，较好地保证了石化装置的安全连续运行。

另外，根据电缆配电网的运行经验，单相接地引发相间短路事故较多。当发生单相接地故障时很容易引发电缆内部相间短路。由于电缆故障多为永久性故障，故障后应尽快切除，不宜长期单相接地运行。所以，从这点出发，也是以采用电阻接地方式为好。

七十年代年末到八十年代中，我国先后从国外引进四套大型合成氨装置，均采用电阻接地方式。十五期间，我国先后引进和投用了上海赛科、广东惠州特大型乙烯装置，也均采用电阻接地方式。

根据工艺的特点，如果特大型乙烯装置采用电阻接地方式，其供电可靠性能满足要求的话，在炼油装置也应该没有问题。在特大型的炼油企业，采用电阻接地方式，加上BZT和短时停电再启动技术满足了工艺的要求。

参考文献：

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[2]齐东梅，因特网和内联网技术在工厂供电方面的应用[J].科技情报开发与经济,18期.

中性点接地方式的研究与应用 篇3

关键词：中性点接地城市电网

1城市中压电网接地方式的发展

随着城市建设步伐的加快，城市框架不断的拉大，城市中压电网(6－35千伏系统)规模也随之增大，再加上近几年电力电缆线路的大量采用，中压电网系统的电容电流水平急剧增加，这给电网的安全运行带来了一些问题：系统单相接地时较大的电容电流产生的跨步电压和接触电压对人身安全将构成极大的威胁；单相接地电弧不易熄灭，电弧接地产生的弧光过电压对设备绝缘的威胁；系统长时间带单相故障运行容易发展成为相间短路或三相故障。

电力系统的中性点接地方式主要有两大类：凡是单相接地电弧能够瞬间白行熄灭者，属于小电流接地方式，主要有中性点谐振(经消弧线圈)接地方式、中性点不接地方式和中性点经高电阻接地方式等。凡是需要断路器遮断单相接地故障者，属于大电流接地方式，主要有中性点直接接地方式、中性点经低电抗、中电阻和低电阻接地方式等。

由于工业发展较快，使电力传输容量增大，距离延长，电压等级逐渐升高，电力系统的覆盖范围不断扩大。在这种情况下发生单相接地故障时，接地电容电流在故障点形成的电弧不能自行熄灭，同时，间歇电弧产生的过电压往往又使事故扩大，显著的降低了电力系统的运行可靠性。由单相接地引起中压电网的故障和异常，具有多发性、隐蔽性、广泛性、不可预见性及多样性等特点，应予以高度重视，找出原因及制定措施加以解决。

单相接地对中压电网的影响，主要取决于系统中性点接地方式。电力系统中性点接地方式是一个综合性的技术问题，它与系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、过电压、继电保护、通信干扰、系统发展规划及资金投入、电网现状和有关运行经验、接地装置等问题有密切的关系。

为了解决系统中出现的这些问题，世界上两个工业发达国家分别采取了不同的解决途径。德国为了避免对通信线路的干扰和保证铁路信号的正确动作，采用了中性点经消弧线圈的接地方式，消除瞬间的单相接地故障：美国采用了中性点直接接地和经低电阻接地方式，并配合快速继电保护，瞬时跳开故障线路。这两种具有代表性的解决方法，对以后电力系统中性点接地方式的发展产生了很大的影响。

2中压电网不同接地方式比较

目前，中压电网有代表性的接地方式分为四种：中性点不接地方式、中性点诣振接地方式、中性点经低电阻和中性点经中电阻接地方式。

2.1中性点不接地方式适用于单相接地故障电容电流小于10安培、以架空线路为主的配电网。此类型电网瞬时性单相接地故障占故障总数的60％～70％，希望瞬时性单相接地故障时不马上跳闸。中性点不接地系统的特点：①单相接地故障电流小于10安培，瞬时性单相接地故障点电弧可以自熄，熄弧后故障点绝缘可以自行恢复。②单相接地时不破坏系统对称性，可以带故障运行一段时间，以便查找故障线路。③通讯干扰小。④简单、经济。⑤单相接地故障时，非故障相对地工频电压升高3倍，在中性点不接地电网中，各种设备的绝缘要按线电压的要求来设计。⑥当单相接地故障电流大于10安培時，可能产生过电压倍数相当高的间歇性电弧接地过电压，对网内绝缘较差的设备、有绝缘弱点的设备、绝缘强度较低的旋转电机等都存在较大的威胁，在一定程度上影响电网的安全运行。⑦易发生谐振过电压引起电压互感器熔断器熔断、烧毁电压互感器的事故常有发生。

2.2中性点谐振接地方式目前，谐振接地方式一般采用自动跟踪消弧线圈，具有以下特点：①利用消弧线圈的感性电流对电网的对地电容电流进行过补偿，使单相接地故障电流限制在10安培以内，对人身安全有利。②瞬时性单相接地故障点电弧可以自熄，熄弧后故障点绝缘可以自行恢复。③可以减少间隙性弧光接地过电压的发生概率。④单相接地时不破坏系统对称性，可以带故障运行一段时间，以便查找故障线路。⑤可以根除电压互感器铁芯饱和过电压。⑥操作过电压一般能抑制在2.8倍相电压以下。⑦限制电缆故障的发生和扩大。根据美国统计，电缆故障的66％是由外皮向内部发展的。电缆本体对地绝缘能力的丧失是一个逐渐发展的过程。采用自动跟踪消弧线圈接地方式对三相对地导纳的不平衡十分敏感，可以在故障起始阶段便能被反映出来。如果处理及时，就可防止绝缘被击穿。万一击穿，由于故障点的残余电流很小，很难形成相间短路事故。⑧通讯干扰小。⑨运行管理比较简单。⑩单相接地故障时，非故障相工频电压最高升到3相电压。⑩对于电容电流很大的配电网，如果通过补偿要使单相接地故障电流残流小于10安培，就必须使系统保持较小的脱谐度，系统的脱谐度过小，对由于三相电容不对称引起的中性点位移电压会产生较强的放大作用，容易使中性点电压偏移超过规程允许值。⑥寻找单相接地故障线路困难，目前小电流接地选线装置的选线正确率还不理想，往往还要采用试拉法。

2.3中性点低电阻接地方式适用于以电缆线路为主、瞬时性单相接地故障很少的、系统电容电流比较大、网架坚强合理、自动化水平高的中压电网。中性点低电阻接地方式的特点：①可以降低工频过电压，单相接地故障时非故障相电压小于3倍相电压.且持续时间很短。②有效地限制弧光接地过电压，在中性点经电阻接地的配网中，当接地电弧熄弧后，系统对地电容中的残荷将通过中性点电阻泄放掉，在下一次燃弧时其过电压幅值和从正常运行情况发生单相接地故障时的情况相同，不会产生很高的过电压。中性点电阻阻值越小，泄放残荷越快。适当选择中性点电阻值，可以将过电压倍数限制在2.8倍相电压以下。③中性点电阻相当于在谐振回路中并接一个阻尼电阻，由于电阻的阻尼作用，基本上可以消除系统的各种谐振过电压。试验表明，只要中性点电阻不是太大(不大于1500欧姆)，就可以消除各种谐振过电压，电阻值越小，消除谐振的效果越好。④中性点经低电阻接地系统可以简单的配置零序过流保护，在发生单相接地故障时，当故障电流达到零序保护动作值时零序保护动作，跳开本线路的断路器。⑤在低电阻接地系统发生接地故障时，当故障电流达到零序保护动作值时可以在很短时间内动作，将电源切除，这就大大降低了人员接触带电故障设备的机会。⑥有利于提高系统安全可靠运行水平。由于系统的工频电压升高和暂态过电压倍数较低，对采用常规标准的设备则安全可靠性和设备使用寿命有所提高。⑦中性点经低电阻接地系统，在发生单相接地故障时，故障点流过的电流远大于谐振接地和不接地系统，故障点的高温电弧、跨步电压和接触电压对人和动物构成较大威胁。当故障电流达不到零序保护动作值时，则对人身安全更加不利。⑨中性点经低电阻接地系统，对通信、电子设备干扰大，综合投资相对较高。

电力系统中性点接地方式 篇4

电力系统中性点的接地方式要通过电气设备的中性点与地的连接方式来确定, 电气设备的中性点主要是发电机和变压器的中性点。我国电力系统目前采用的中性点接地方式主要有三种, 即中性点不接地系统, 中性点经消弧线圈或电阻接地系统和中性点直接接地系统。前两者因为在发生单相接地时接地电流相对较小, 所以又称小接地电流系统;后者因为接地电流较大, 所以又称大接地电流系统。电力系统中性点的接地方式涉及了供电可靠性、过电压与绝缘的配合、继电保护和自动重合闸装置的正确动作、通讯干扰、电力系统的稳定、人身安全等许多方面的一个综合性技术问题。

电力系统在正常运行时, 三相电源电压对称, 三相对地电容电流对称, 也就是说此时电源中性点相当于具有地的电位, 所以从传输电能角度看, 中性点是否接地对电网没有任何影响, 所以三种不同中性点接地方式的区别在于发生单相接地故障时的分析。

1 中性点接地方式的分类

1.1 中性点不接地系统

当系统的某一相发生完全接地时, 即接地电阻为零的金属性接地, 故障相电压为零, 非故障相电压升高倍, 但三个线电压保持不变, 对负载的工作无影响, 系统可以继续运行一段时间, 一般约为1~2h, 但要设置专门的监察装置, 以便使运行人员及时发现并排除故障。故障时, 故障相对地电容电流为零, 非故障相对地电容电流随着电压相应增大倍, 三相对地电容电流的和即接地点的电流不再为零, 该电流与电网的电压、频率和各相对地电容的大小等有关, 其数值等于正常时对地电容电流的3倍, 相位超前于故障相电压90°, 一般情况下比负荷电流小得多。

如果发生不完全接地, 即接地处有一定的电阻, 则故障相电压大于零而小于相电压, 非故障相电压大于相电压而小于线电压, 接地电流比完全接地时要小, 此时等同于中性点经电阻接地系统。

单相接地电流在故障处可能形成电弧, 电流较小时, 电弧可在电流过零值时自行熄灭, 接地故障也随之消失;电流较大时, 有可能产生电弧, 形成弧光接地, 产生弧光过电压, 引起两相或三相短路。所以过电压保护规程规定:3~10k V电力网, 接地电流大于30A;20k V以上电力网, 接地电流大于10A, 电源的中性点要经消弧线圈接地。

1.2 中性点经消弧线圈接地系统

消弧线圈是一个具有铁芯的可调电感线圈, 接于发电机或变压器的中性点与地之间, 消弧线圈采用具有均匀分布空气隙的铁芯, 引出多个分接头以便调节流过它的补偿电流。

在这种系统中, 当发生单相接地时, 消弧线圈所产生的电感电流与接地电容电流方向相反, 适当调节这个电流通过过补偿的方式可使接地点的电流互相补偿变得很小或近于零, 从而有利于消弧及由此引起的其它危害, 消弧线圈也因此而得名。

1.3 中性点直接接地系统

当发生单相接地时, 系统中性点因直接接地其电位为零, 非故障相的对地电压基本上不变, 故障相的相电压加到阻抗很小的短路回路中, 所以单相接地短路电流很大, 此时必须由保护装置迅速动作, 将故障点切离电源, 但是供电同时中断, 会影响供电可靠性和连续性, 所以应装设自动重合闸装置。

2 三种接地方式的综合比较

2.1 电力设备和线路的绝缘水平

中性点直接接地电力网的绝缘水平与不直接接地时相比可降低20%左右, 降低绝缘水平的经济效益随着额定电压的不同而异。在110k V以上的高压电力网中, 变压器等电气设备的造价大约与绝缘水平成比例增加, 在3~10k V电力网中, 绝缘占总造价比例较小。

2.2 继电保护工作可靠性

中性点不接地或经消弧线圈接地的系统, 单相接地电流较小, 要实现有选择的接地保护比较困难;中性点直接接地的电力系统中, 接地电流较大, 继电保护能迅速准确地动作, 工作可靠。

2.3 供电的可靠性

单相接地是电力网中最常见的一种故障。中性点直接接地系统单相接地电流很大, 并且迅速增加, 影响了供电可靠性, 对于临时性故障虽然可以采用自动重合闸装置来弥补, 但很大的接地电流在短时间内造成的冲击力、热效应有可能使设备损坏, 此外, 由于断路器的跳闸, 增加了断路器的检修次数。小接地电流系统可避免这种缺点, 发生单相接地时系统还可继续运行1~2h, 可在这段时间内找出故障并排除。

2.4 通讯干扰

发生单相接地时, 单相接地电流将形成较大的干扰源, 电流越大, 干扰越严重。

3 我国目前各级电力系统的中性点运行方式

3.1 110k V以上的电力网

以降低过电压与绝缘水平为主考虑, 除一小部分采用中性点经消弧线圈接地以外, 均采用中性点直接接地的运行方式。

3.2 3~10k V电网

以考虑供电可靠性和故障后果为主, 一般均采用中性点不接地的运行方式, 当接地电流不大于30A时, 采用经消弧线圈接地。

3.3 10~60k V电力网

一般线路不长, 是目前的工业企业受电最主要的电力网, 过电压和绝缘水平对电力网的建设投资影响小, 主要从供电可靠性来考虑, 采用小接地电流系统。

3.4 1k V以下电力网

绝缘水平要求低, 故障波及范围小, 采用何种接地方式均可。

3.5 220/380V的三相四线制电力网

从安全用电角度考虑, 中性点直接接地。

结语

总之, 电力系统采用何种接地方式要考虑各方面的因素, 灵活选择。

参考文献

中性点接地方式 篇5

关键词：中性点接地 小电流接地 大电流接地 选择方式

1 概述

中性点接地的方式关系到电网的安全可靠性、经济性，也直接影响设备的绝缘水平、过电压水平和保护方式的选择，同时还会影响通讯。因此中性点接地方式的选择一直以来都是电力系统的综合性难题。中性点接地方式不仅是电力系统的技术问题，同时也是经济问题。在选择接地方式的决策过程中，要考虑系统的现状和未来的规划，寻求资源的最优配置，使系统具有最优的经济、技术指标[2]。研究中性点的接地方式，主要研究常见的单相接地故障问题。主要的研究方法是遵循电压、电流的互换原则。

2 中性点接地的选择方式和分类[3-9]

2.1 小电流接地 小电流接地中包括中性点经消弧线圈接地、中性点经大电阻接地和中性点不接地三类。小电流接地方式普遍适用于我国的110kV及以下中低压系统，以及国际上与此电压等级相近的系统。当中性点不接地系统的接地电容电流小于10A时，单相接地故障引起的电弧能自行熄灭，因此可使用中性点不接地方式和中性点经大电阻接地方式；若接地电容电流大于10A，此时电弧不能自行熄灭，必须采用中性点经消弧线圈接地。由于消弧线圈本身是感性元件，会与接地电容构成振荡回路，发生谐振过电压；消弧线圈还会使单相接地电流变小，影响继电保护的整定。

2.2 大电流接地 大电流接地可分为中性点有效接地、中性点全接地和中性点直接接地三类，有时为了提高系统稳定性，限制单相接地故障电流，在有效接地系统中有少数中性点经低电阻或电抗接地运行。中性点直接接地的电力系统中，若发生单相接地故障，引起断路器跳闸切除故障的接地电流很大，在这种电力系统中不用装设绝缘监察设备。中性点直接接地方式引起的过电压最小。过电压的大小影响电力系统的绝缘配合，影响电力系统所选择的绝缘水平。但中性点直接接地方式引起的接地电流极大，极易干扰通讯系统。同时，单相接地发生处会产生较大的跨步电压和接触电压。此时维修人员的带电作业风险极大，应当严格遵循安全操作规范。严格的说，电力系统中的变压器中性点直接接地，只能說明该变压器中性点的运行情况，不能作为区分该电力系统的中性点接地方式的标准。若电力系统中全部的中性点都采用直接接地方式，则成为中性点全接地方式。当电力系统的零序电流对正序电流之比不大于3，零序电抗与正序电抗之比不大于1时，该系统可认为是中性点全有效接地；若该系统中只有一部分满足上述要求，则可认为是中性点部分有效接地。

2.3 中性点接地的选择方式[10-14] 在220/380V民用电的三相四线制配电网中，通常采用中性点直接接地。在1kV及以下电力网中，由于绝缘水平要求低，故障波及范围小，可采用任意方式。在3-10kV电网中，考虑到供电可靠性和故障引起的后果，一般采用中性点不接地的运行方式，若接地电容电流大于30A时，可采用经消弧线圈接地。在10-60kV电网中，考虑到此电压等级所承载的负荷类型，主要从供电可靠性方面考虑可采用小电流接地系统。在110kV及以上电网中，主要考虑降低过电压和绝缘水平，在中高压电力系统中采用中性点经消弧线圈接地方式，在高压和特高压电力系统中则采用中性点直接接地方式。

3 结束语

本文在研究了国内外的电力系统中性点接地运行特点后，将中性点接地方式按接地电流大小进行了分类，并根据电网的电压等级，分析了中性点接地方式的适用范围。介绍了我国各级电网所采用的中性点接地方式，并分析了不同的中性点接地系统的运行特性和优缺点。深入研究了不同的中性点接地系统发生单相接地故障时产生过电压的原因，以及对继电保护设备的影响，并提出了相应的解决方案。

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[9]庞元俊，叶予光.电力系统中性点接地方式运行分析.煤炭工程，2003（11）：13-14.

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[13]潘衔.10kV配电网中性点接地方式的优缺点及其选择.贵州电力技术，2009，12（1）：55-55，46.

关于中性点接地方式的特点分析 篇6

关键词：中性点,接地方式,故障电流,电压

1 中性点不同的接地方式与供电的可靠性

在我国的供电系统中, 中性点接地一般分为两种, 大电流接地系统和小电流接地系统。其中大电流接地系统一般包括中性点直接接地;小电流接地系统分为:中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻接地。

1.1 大电流接地

我国110kv及以上电网一般采用大电流接地方式, 即中性点直接接地方式, 中性点电位固定为地电位, 发生单相接地故障时, 通过大地形成回路, 就形成单相短路。在中性点直接接地系统中, 单相接地故障时非故障相得相电压不变, 而故障相相电压在故障点骤降为0, 因大地容量可视为无穷大系统, 故单相短路时, 中性点电势仍为0, 故障点以后电压则由线路阻抗乘以短路电流急剧升高。对于电源侧来说, 单相接地故障后, 中性点电势仍为0, 并未漂移, 因此非故障相对地电压并未改变, 而故障电流很大, 继电保护能迅速动作于跳闸, 切除故障, 系统设备承受过电压时间较短。系统的过电压水平和输变电设备所需的绝缘水平较低, 线路造价投资低。但是大电流接地系统在发生单相接地时所产生的大电流对通讯系统的干扰影响很大, 且引发生单相接地故障时单相接地电流很大, 必然引起断路器的跳闸, 降低了供电连续性, 因此供电可靠性较差。

1.2 小电流接地

使用小电流接地方式主要的优势在于当出现单向电路的接地故障问题时, 电路不能形成短路或者回路, 此时经过接地点位置的电流值大小等于接地电容的电流值的大小, 如果单向电路电流比较小, 只能够使三相对接地点位置的电位产生改变, 这是电路故障点的电弧就能够实现自熄, 并且电弧熄灭后绝缘可以实现自行恢复的功能, 这样就实现了故障问题的自动消除, 并且不需要断开全部电路, 能够保证电路继续运行较长的时间, 这样就在一定的程度上提高了电路供电的安全可靠。

1.3 中性点不接地系统

适用于单相接地故障电流电容电流不超过10A的线路, 以架空线路为主。

1.3.1发生单相接地故障时故障相电流仅为电容电流且小于10A。因此当发生单相接地故障时故障点电弧可以自熄, 线路不跳闸, 只报异常信号, 可带故障运行一段时间, 以保证供电连续性。

1.3.2当发生单相接地时, 中性点电位发生了偏移, 且故障相对地电压升高到线电压, 非故障相和故障相之间线电压未变, 因此对电气设备绝缘要求较高, 一般都按线电压等级设计。

随着我国电力产业的扩大发展, 电网结构日趋复杂, 特别是电力电缆线路越来越多的被采用, 电网的单相接地电容电流不断增大, 中性点不接地方式已难以适用。在近年来的电网建设和改造中, 中性点经小电阻接地和经消弧线圈接地被越来越多的采用。

1.4 消弧线圈接地

借助消弧线圈将中性点接地是我们用之最便捷的方法之一, 利用消弧线圈补偿通路中电流, 电流值被调节到电弧可以自动熄灭的区域。在大地与中性点中间附加电感消弧线圈来避免单相接地故障发生。当电流I>30A时, 电压U加大, 电网容易出现故障, 存在不安全隐患。引入消弧线圈接地思想就是把电路中电流补偿为可以熄弧的电流值。一般我们不会对线圈施加任何负载, 使其在无负荷情况下工作, 这样补偿电流更加灵敏, 同时系统的安全性、可靠性也会得到提升。

1.5 引入电阻将中性点接地

中性点的节点方式是通过接地电阻实现的, 也就是在大地与中性点之间连接固定阻值的电阻。该固定阻值电阻与电容组成并联电路, 电阻的工作过程为消耗电能, 能够对电容释放电荷以及谐振进行阻压, 能够有效的防止电压振幅过载以及电压短暂的接地, 能够确保电路的安全可靠。通常情况下, 这种使用电阻接地的方式主要有高电阻值以及低电阻值接地两种方式。

1.5.1 中性点经高电阻接地。

使用高电阻的中性点接地方式能够有效的限制电路中出现故障电流, 通常情况下电阻值选取为几百至几千欧姆。这种高电阻的中性点接地方式能够减弱电路中出现的谐振电压, 并且有效的减少和限制出现的间接性的过电压现象。一般故障电流值都不大于10安培, 这样系统就能够保证持续的正常运行以及供电作业。这种方式的不足之处为工艺需要具有很高的绝缘水平, 经常用于发电机工作的回路中。

1.5.2 中性点经低电阻接地。

低电阻的中性点接地方式通常运用于电路中的故障电流值 (100-1000A) 比较大的情况, 这种接地方式的优点是能够迅速的实现电路故障的切除, 并且不易出现高的过电压, 这种方式能够使用较低的绝缘设备和绝缘电缆。但是, 使用这种方式必须要求供电设备可靠安全, 电气设备必须要满足瞬态电压和瞬态电流的影响。这种接地方式在电缆线路中应用比较多, 在较大规模的区域供电以及配电电网、区域发电电厂系统以及规模较大的企业配电系统中运用的较为广泛。

2 中性点接地方式的选择

不接地方式经常选择电压为3-10千伏并且电路没有直接和发电机相连接的系统, 以及电压为35千伏时单相的接地故障电流小于下列数值时的情况。当故障电流大于下列数值, 并且工艺技术要求在接地故障条件下进行运行时, 应该选择消弧线圈接地方式。第一, 3-10千伏电网线路所组成的框架, I<10安培的单相故障, 以及35千伏组成的系统。第二, 3-10千伏非金属线路组成的框架, 这个框架又分为两个范围, 第一个是3-6千伏系统, 此时的电流I≤30安培;第二个为U=10千伏, I<20安培的系统。

参考文献

配电网中性点接地方式的研究 篇7

1 单相接地保护现状

1.1 中性点不接地时单相接地特点

1) 当系统发生单相接地时, 全系统都会出现零序电压;

2) 非接地线路通过的零序电流为该线路本身对地的电容电流, 方向从母线流向线路;

3) 接地线路通过的零序电流为所有非接地线路的对地电容电流的总和, 方向从线路流向母线;

4) 系统发生单相接地故障时, 接地故障电流不大 (为全系统对地电容电流总和) , 系统相间电压仍然对称, 不会破坏系统的稳定运行。现行规程、规范规定, 小接地电流系统发生单相接地故障时允许继续运行1~2小时, 在此期间采取措施消除故障一般不要求保护动作跳闸。

1.2 中性点不接地系统的保护方式

1) 通过绝缘监视装置检测系统发生单相接地时出现的3U0电压动作发出系统接地信号;

2) 零序电流保护, 利用单相接地时, 故障路线的零序电流大于非故障线路零序电流的特点也可以实现有选择性地保护;

3) 零序功率方向保护, 利用小接地电流系统单相接地故障时故障线路与非故障线路零序功率方向不同的特点, 通过检测线路零序功率方向也可实现有选择性的保护。

1.3 中性点经消弧线圈接地的保护

1.3.1 中性点经消弧线圈接地系统特点

中性点不接地系统发生单相接地时线路接地点将流过全系统的对地电容电流。如果此电流较大, 就会在接地点燃起电弧, 引起弧光过电压, 导致故障相绝缘破坏, 进而发展成相间短路故障, 扩大事故。

中性点经消弧线圈接地后 (如变压器绕组连接为△型, 则可在母线上加装Y形绕组接地变压器, 也就是设置人工中性点) 。系统发生单相接地故障时, 流过接地点的电流为全系统对地电容电流与消弧线圈产生的电感电流的向量和。

式中:Id为流过故障点的接地电流;

IL为消弧线圈生产生的电感电流,

ICΣ为全系统对地电容电流, ICΣ=3U0jωCΣ

IL与ICΣ方向相反, 这种利用IL抵消ICΣ的措施称为补偿。随加入IL补偿程度的不同, 可分为三种补偿方式:全补偿、欠补偿和过补偿。

1) 完全补偿方式

Id=IL+ICΣ=0的补偿方式。这种补偿方式可使接地点故障电流为零, 但有严重缺点, 会引发危险的串联谐振过电压。

2) 欠补偿方式

IL

3) 过补偿方式

IL>ICΣ的补偿方式。过补偿方式下, 接地故障点的故障电流是感性的。不会因系统运行方式的变化, 电容电流的减少而成为全补偿而出现危险的谐振过电压。这种补偿方式得到了广泛的应用。

IL的补偿程度可用补偿度K来表示。

K= (IL+ICΣ) /ICΣ一般取K= (5~10) %

采用消弧线圈过补偿方式, 流过故障线路的电流为补偿后的感性电流。它与U0的相位关系与非故障线路电容电流与U0的相位关系相同。其数值也和非故障线路的电容电流的容性电流差不多。因此, 前述零序电流保护和零序方向保护都不能采用。

1.3.2 小接地电流系统保护方式

1) 绝缘监察装置:消弧线圈不会改变系统零序电压的分布和大小, 对绝缘监察装置没有影响。

2) 短时破坏补偿的方法:在发生接地故障后利用系统出现零序电压的特点, 短时将消弧线圈切除, 这样就可以按不接地系统的方式实现有选择性的保护。待保护动作后再将消弧线圈投入。

3) 短时投入有效电阻的方法:发生单相接地时在中性点与地之间投入一个有效电阻, 使在接地点产生电阻分量电流, 再利用余弦型功率方向继电器选出接地故障线路。经一定延时后, 再把电阻切除。

以上三种方式应用较多还是绝缘绝缘监察装置。后两种方法因控制回路接线复杂, 还有会在接地点产生较大接地电流, 较少应用。

1.4 暂态分析小电流接地保护

1.4.1 暂态过程

一般情况下, 由于电网中绝缘被击穿而引起的接地故障, 经常发生在相电压接近最大值的瞬间, 因此可以将暂态电容电流看成是以下两个电流值和:

1) 故障相电压突然降低引起的放电电流。这个放电电流通过母线流向故障点, 放电电流衰减很快, 震荡频率高达数千赫兹。震荡频率主要决定与电网中的线路参数、故障点位置以及过渡电阻的数值。

2) 由非故障相电压突然升高引起的充电电流。此电流要通过电源而成回路。由于通路的电感增大, 因此, 充电电流衰减较慢, 震荡频率也较低。

1.4.2 小电流接地选线装置

利用小电流接地系统单相接地过渡过程的特点研制的小电流接地选线跳闸装置已投入系统试运行。装置利用现代微机继电保护技术, 采用先进的小波分析计算方法能够准确地检测出单相接地暂态过程首半波的方向, 进而选出接地线路。装置根据系统要求可选择告警或选择跳闸。

1.4.3 小电流接地保护方式

前面已提到故障时的暂态零序电流首半波的幅值与故障相电压的辐角有关, 当相电压在零值或接近零点时暂态零序电流首半波幅值最小。在雷击或外界机械破坏等因素导致的故障可能发生在故障相电压的任意辐角下。当发生这种情况时基于暂态分析的小电流接地保护将不能准确、可靠的选出发生接地故障的线路。

2 中性点直接接地的保护方式

2.1 中性点直接接地的优点

1) 系统中性点直接接地, 发生接地时系统中性点不会漂移, 非故障相电压不会大幅升高。

2) 接地故障点将流过较大幅值的接地故障电流形成稳定的接地故障点, 不易形成间歇性的电弧放电, 不会产生间歇性弧光接地过电压。

3) 中性点直接接地系统的零序保护是成熟的保护技术, 利用在110k V及以上电网的成熟应用的零序过电流保护、零序方向过电流保护以及接地距离保护可在几百毫秒至几秒钟内有选择性地快速、灵敏、可靠地切除接地故障。

4) 系统中性点直接接地后, 发生接地故障会导致系统三相电压的对称性破坏, 导致非故障线路不能正常供电。接地故障流过幅值较大的接地故障电流, 时间长了会导致接地故障设备烧坏。但因保护能快速动作切除故障, 系统电压能迅速恢复正常供电状态。故障电流持续时间较短, 接地故障设备的损伤不大, 也容易修复。对于瞬时性的接地故障还可以通过重合闸快速恢复故障线路的供电;对于永久性的接地故障, 现代的微型计算机保护装置 (故障录波测距装置) 也能测出大致的接地故障距离, 方便快速修复故障受损线路。

5) 系统中性点直接接地的最大好处还在于, 接地故障的持续时间大幅缩短, 可将导致的人身触电伤害的可能性降至最低。

2.2 中性点直接接地存在的问题

1) 10k V配电系统接地中性点问题:变电站主变压器10k V绕组一般连接成三角形, 无中性点可引出接地。此问题可采用10k V系统加装消弧线圈所采用的方案, 设置人工接地点方法解决。在变电站10k V母线上接入一台专用的接地变压器, 变压器10k V侧三相绕组连接成Y形引出中性点就可解决此问题。

2) 35k V系统中性点直接接地后对110k V及以上系统零序序网的影响问题:变电站主变压器35k V侧需要对外供电时, 三相绕组一般连接成Y型, 引出的中性点当系统对地电容电流需要补偿时经消弧线圈接地, 无补偿要求则不接地。如因保护的需要将中性点直接接地, 则会影响到110k V及以上系统零序序网, 如35k V系统发生接地故障时有可能导致110k V及以上系统零序保护误动作。

此问题, 同样也可采用10k V系统的方法将主变35k V绕组连接成三角形, 将35k V侧零序序网与110k V系统零序序网隔离, 在变电站35k V母线上装设接地变压器设置人工接地中性点。

3) 当35k V、10k V系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地时, 馈线间隔保护及测量计量用电流互感器常采用两相星形接线, 即电流互感器只安装在A、C两相上, 这种接线方式既能满足馈电线路相间保护以及测量计量的需求又可节省投资, 但不能组成零序电流滤过器。要满足大接地电流零序保护需采用三相星形的电流互感器接线方式。

3 结束语

综上所述, 配电网中性点接地方式是一个非常综合的技术问题, 它与电网电压等级、电网结构、绝缘水平、供电可靠性、继电保护、电磁干扰、人身安全都有很大的关系。因此, 为了确保配电网接地的安全性, 减低单相接地后继续运行期间存在触电伤害的风险, 就要采取必要的措施进行控制和保护。

参考文献

[1]陈晓建.低压配电网中性点接地方式探讨[J].电源技术应用, 2013 (05) .

电网中性点接地方式之比较研究 篇8

电网中性点接地方式是指三相交流电网中性点与大地间的电气连接方式, 目前工程上应用的电网中性点连接方式有四种, 共分为两个大类。先期分为大接地短路电流系统和小接地短路电流系统, 后在工程应用中发现, 接地短路电流的大小与中性点接地方式分类的难以对应, 因此现在一般称为中性点有效接地系统和中性点非有效接地系统。经消弧线圈接地和中性点不接地系统称为中性点非有效接地系统, 经小电阻接地及直接接地属中性点有效接地系统。

两大类接地方式, 普遍存在于国内外不同的电网环境中, 随着电网结构的变化和规模的发展, 各种运行方式相继都出现了一些新的问题, 引起了学者及工程人员对接地方式的重新审视, 并期望能在工程应用中加以改进。

二、电网中性点不同接地方式之比较

(一) 中性点不接地系统。

中性点不接地方式, 即中性点对地是悬空绝缘的, 适用于农村10kV架空线路为主的辐射形或树状形的供电网络。该系统发生一相接地时, 网络线电压的大小和相位差仍维持不变, 即接在线电压上的受电器, 在一相接地的情况下仍能正常工作。同时, 这种系统的相对地的绝缘水平是根据线电压设计的, 虽然未故障相对地的电压升高为线电压, 但不会影响运行安全, 且系统还是对称的, 故规程规定允许带故障运行2小时, 相对地提高了供电可靠性。

这种接地方式不需任何附加设备, 只要装设绝缘监察装置, 以便发现单相接地故障后能迅速处理, 避免单相故障长期存在发展成为相间短路故障。由于这种接地方式在发生了单相接地时, 流过故障点的电流仅为电网对地的电容电流, 该电流若能限制在10A以下, 接地电弧一般能够自动熄灭, 不会影响系统的正常运行。

特点:中性点不接地方式具有结构简单, 运行方便, 不需任何附加设备, 投资省的优点。但当接地的电容电流较大时, 在接地处引起的电弧就很难自行熄灭, 甚至还可能出现周期地熄灭与重燃的电弧 (即所谓间隙性电弧) , 从而产生谐振过电压等, 对电网会带来不利影响。

(二) 中性点经消弧线圈接地系统。

消弧线圈是一个装设于配电网中性点的可调电感线圈, 当电网发生单相接地故障时, 其作用是提供一个感性电流, 用来补偿单相接地的容性电流, 使流过接地点的电流减小到能自行熄弧的范围 (10A以下) , 不会发展为相间故障。所以, 规程规定系统可带单相接地故障运行2h。

特点:通过补偿, 使单相接地故障电流<10A, 从而使故障点电弧可以自熄, 能较好地恢复故障点绝缘;单相接地时不破坏系统对称性, 可以带故障运行, 供电的可靠性较高。但同时也存在着以下不足:当系统发生接地时, 由于接地点残流很小, 且根据规程要求消弧线圈必须处于过补偿状态, 接地线路和非接地线路流过的零序电流方向相同, 故零序过流、零序方向保护无法检测出已接地的故障线路;目前运行在中压电网的消弧线圈大多为手动调匝的结构, 必须退出运行才能调整, 也没有在线实时检测电网单相接地电容电流的设备, 故在运行中不能根据电网电容电流的变化及时进行调节补偿, 在一些时候仍会出现过电压及弧光不能自灭的问题。

中性点经消弧线圈接地方式之不足, 也是多年来电力学者致力于解决的技术难题。随着微电子技术、检测技术的发展和应用, 我国已研制生产出自动跟踪消弧线圈及单相接地选线装置, 按自动跟踪补偿消弧线圈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。目前, 这类设备尚在试用推广改进之中。

(三) 中性点经小电阻接地系统。

中性点经小电阻接地方式, 是在中性点与大地之间接入一较低阻值的电阻。该方式可认为是介于中性点不接地和中性点直接接地之间的一种接地方式, 它通过泄放线路上的过剩电荷, 来限制弧光接地过电压。所选择的电阻一般较小 (工程上一般取10~20Ω) , 在系统单相接地时, 控制流过接地点的电流在10A~500A之间。这个电流足以启动零序保护动作, 因此可快速切除线路单相故障。

中性点经小电阻接地的特点表现为:系统单相接地时, 其他相电压不升高或升幅较小, 对设备绝缘等级要求较低, 其耐压水平可以按相电压来选择;接地时, 由于流过故障线路的电流较大, 零序过流保护有较好的灵敏度, 容易检测出接地线路, 但当零序保护动作不及时或拒动时, 将使接地点及附近的绝缘受到更大的危害, 导致相间故障发生;当发生单相接地故障时, 无论故障是永久性还是非永久性的, 故障线路均跳闸, 因此线路跳闸次数较多, 供电的可靠性下降;当架空绝缘导线断线或裸导线断线接触的是沙砾、沥青、混凝土等干燥地面时, 其接地电流较小, 零序保护由于灵敏度原因可能不动作, 会引发一定程度的安全事故。

(四) 中性点直接接地系统。

我国110kV及以上电压等级的电网一般都采用中性点直接接地方式。在中性点直接接地系统中, 由于中性点电位固定为地电位, 发生单相接地故障时, 非故障相的对地电压为相电压, 暂态过电压水平也相对较低, 且继电保护装置能迅速断开故障线路, 设备承受过电压的时间很短, 使电网中设备的绝缘要求降低;因接地时电流较大, 故障定位容易, 可以正确迅速地切除接地故障线路。但因接地就跳闸, 供电可靠性下降;同时因接地电流大, 可能影响甚至损伤电力设备, 还会增大接触电压和跨步电压以及对信息系统的干扰。

为尽可能避免中性点直接接地系统在单相接地时因跨步电压与接触电压带来的危害, 应注意:尽量使电杆接地电阻降至最小;对电杆的拉线或附装在电杆上的接地引下线的裸露部分加护套;倒闸操作人员应严格执行电业安全工作规程。

目前我国的配电网系统很少采用中性点直接接地方式。

三、中性点接地方式的选择

中性点接地方式的好坏影响到系统设备的绝缘选择、继电保护的配置、系统过电压的高低、系统的运行可靠性以及对通讯系统的干扰等诸多方面。因此, 选择中性点接地方式, 必须在遵循理论原则, 同时结合电网实际的大前提下慎重确定。

对系统不大, 网络结构比较简单, 运行方式变化不大的系统, 如6-10kV系统, 一般均采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式, 因这种系统的设备绝缘水平按线电压考虑对于设备造价影响不大, 而这两种方式在保证系统供电的可靠性方面却表现出明显优势。从限制单相接地故障电流的危害性角度出发, 则中性点经消弧线圈接地方式较其他接地方式有一定的优越性, 且供电可靠性相对较高, 对10-60kV的系统, 宜尽量采用。

当然, 中性点经消弧线圈接地方式随着电网的发展也面临了一些新的问题。一是现有社会对电力的依赖越来越高, 对供电的可靠性, 也不再是单靠单相接地时尚能带故障运行2h来满足要求, 而是要靠电网结构和电力调度控制来进行有效的保证。二是为适应现代化城镇建设对市容市貌的要求, 10kV架空线路改造为电缆线路, 已成为一种必然趋势, 经消弧线圈接地方式, 将随电网结构的变化而有所调整和发展。我国电气设备设计规范中规定35kV电网如果单相接地电容电流大于10A, 6~10kV电网如果接地电容电流大于30A, 都需要采用中性点经消弧线圈接地方式。但近年来, 考虑到城市配电网结构的变化, 在馈电线路中电缆所占的比重越来越大, 强调一成不变地套用中性点非有效接地系统运行方式的问题越来越多, 必须在规范中予以调整。因此, 《城市电网规划设计导则》 (施行) 第59条中规定“35kV、10kV城网, 当电缆线路较长、系统电容电流较大时, 也可以采用电阻方式”。

中性点经小电阻接地, 主要优点是过电压小, 系统电缆可以选择较低的绝缘水平, 以节省投资。对于架空线路为主的系统, 由于单相接地大多数为瞬时故障, 若采用中性点经小电阻接地, 则会立即跳闸, 影响供电的可靠性;对以电缆为主的配电网, 由于电缆很少发生单相接地瞬时故障, 比较适宜于采用经小电阻接地方式。

对于110kV及以上的系统, 主要考虑降低设备绝缘水平, 简化继电保护装置, 一般均采用中性点直接接地的方式, 并采用送电线路全线架设避雷线和装设自动重合闸装置等措施来提高供电可靠性。

1KV以下的电网的中性点一般采用中性点不接地方式运行。

上述每一种接地方式的选择使用不是对其他方式的否定, 而是各有其适用的场合。电网中性点接地方式的确定是一个系统工程, 需要考虑供电安全的可靠性、人身安全、电网及线路的结构、电力系统稳定性、电力负荷、过电压保护和绝缘配合、继电保护构成甚至跳闸方式等诸多因素, 从而达到优化选择, 以满足电网的运行实际和未来发展的需要。

参考文献:[1]苏文成供电技术机械工业出版社1998;[2]马春艳、袁兆强关于配电系统中性点接地方式探讨《自动化技术与应用》2006;[3]朱家骝城乡配电网中性点接地方式的发展及选择。 (作者单位:重庆工贸职业技术学院)

摘要：中性点接地方式涉及电网的安全运行、供电可靠性、过电压大小、绝缘配合、继电保护配置、信号干扰及人身安全等。如何根据不同地区、不同电网、不同发展阶段和不同的受电对象选择合适的接地方式, 确实是一个复杂的系统问题。本文结合工程实际, 对中性点不接地、经消弧线圈接地、小电阻接地和直接接地四种接地方式进行了比较研究, 并提出了针对性的选择原则。

关键词：中性点,接地方式,比较及选择

参考文献

[1]　苏文成　供电技术　机械工业出版社　1998;

[2]　马春艳、袁兆强　关于配电系统中性点接地方式探讨　《自动化技术与应用》2006;

电力系统中性点接地方式分析 篇9

关键词：电力系统,中性点,运行方式,地图法

引言

最常见的220V/380V低压电力系统为三相四线制, 存在三根相线和一根零线, 其中零线引自电源 (发电机或变压器二次线圈) 的中性点。通常在低压供电系统中, 电源的中性点是接地的, 这种低压供电系统, 由于能够方便地为三相负荷提供380V的三相电源, 又能够为单相负荷提供220V的单相电源, 因此应用极为广泛。本文将通过读者容易理解的“地图法”介绍其相电压与线电压之间的比值关系, 并在读者对“地图法”有所掌握的基础上, 介绍我国常见的高压供电系统的中性点不同接地方式及其特点, 使读者对高压电力系统不同接地方式的采用原因加以理解。在高压供电系统中一般存在三种中性点接地方式:1) 中性点不接地;2) 中性点经消弧线圈接地;3) 中性点直接接地。本文将对以电源中性点的上述三种接地方式的特点进行逐一分析, 其中笔者总结的“地图法”将为读者理解相关内容提供帮助。

1 中性点直接接地的220/380V低压供电系统

图1-a是中性点直接接地的220/380V低压供电系统的电路图, 其中任何一根相线与零线之间的电压为220V, 任何两根相线之间的电压为380V, 它们之间的电压数量关系可以用“地图法”来说明:如图1-b为一张“地图”, 上面标注了U、V、W、N共四个点, 其中U、V、W三个点构成一个边长为220m的等边三角形, N点恰好位于等边三角形的中央。只要用尺子量一下就会发现, N点与U、V、W任何一点之间的长度均为220m。如果实际距离的220m和380m距离过远, 不便于测量的话, 读者可以在纸上画出边长为380mm的等边三角形, 量一下中心点N到U、V、W任何一个顶点的距离均为220mm。在是中性点直接接地的220/380V低压供电系统中, U、V、W、N四个点之间的电压关系与“地图法”中U、V、W、N四个点之间的距离关系是一样的。如果把220看做为1, 则380可以看做 () , 以上关系可用图1-c表示。

“地图法”是笔者用来解释三相供电系统中的电压关系而采用的方法, 这种方法易于读者理解和掌握, 避免了读者花大量的时间学习正弦函数的加减运算, 也避免去了读者学习“相量法”而遭受抽象理解之苦。“地图法”也会给读者理解以下三方面的知识提供帮助。

2 中性点不接地的高压供电系统

2.1 采用的情况

我国3~66KV的电力系统, 特别是3~10KV的电力系统, 一般采用中性点不接地的运行方式, 如图2-a所示。由于各相电力线路本身与大地之间存在一定的对应面积, 因此各相与大地之间存在天然的电容值。

2.2 正常工作时的电压关系

中性点不接地的高压电力系统, U、V、W任何一条相线对中性点N的电压若为1, 则各条相线彼此之间的电压则为 (线电压) , 三相负载的电压取自线电压, 其值也为。此时图2-a的中性点N有两个, 读者应特别注意, 图2-b中显示U、V、W各相的对地电压值为1。

2.3 正常工作时的对地电容电流

由于各相电力线路与大地之间自然存在电容值, 因此通过自然分布于各相线路与大地之间的电容, 会有感应电流产生, 其电流值一般较小, 仅达到几安培或十几安培。

2.4 单相故障接地时的电流、电压分析

图2-c显示, 其中有一相 (如W相) 电力线路发生了单相故障接地, 则接地电流会从C相通过接地点, 流经另外两相的对地电容形成电流回路, 理论计算表明, 故障相的接地电流会达到正常对地感应电流的3倍左右。若此时流过故障接地点的接地电流值仍然较小, 不会引起接地电弧的产生, 则这样的高压电力系统一般采用中性点不接地的运行方式 (如图2-a所示) 。如果此时的接地电流值较大, 能够在故障接地点产生接地电弧, 则应该采用中性点经消弧线圈接地的运行方式, 通过消弧线圈的作用, 消除接地电弧。

图2-d显示了两个重要信息: (1) 由于W相与大地相连接, 因此在图中“W”与“地”相重合, 成为了一个点, 其他非故障相U和V的对地电压不再是1, 而升高为。因此, 设计高压电缆时, 其各相的对地绝缘不应按照1来设计, 而应按照来设计, 即应按线电压来设计。 (2) U、V、W之间的线电压与没有发生变化, 仍为, 及输送给负载的电压没有发生变化, 负载的工作不收影响。这就是我国3~66KV的电力系统, 特别是3~10KV的电力系统, 一般采用中性点不接地的运行方式的原因。

3 中性点经消弧线圈接地的高压供电系统

3.1 采用的情况

我国3~66KV的电力系统, 若单相故障接地电流值较大, 能够在故障接地点产生接地电弧, 则应该采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。

3.2 故障接地时电流、电压分析

如果有一相电力线路发生单相故障接地 (如图3-a所示W相发生单相故障接地) , 则故障点与其它两相对地电容之间及故障点与消弧线圈之间均会形成电流回路, 由于消弧线圈为电感性质, 对地电容为电容性质, 则两个回路电流方向相反, 相互抵消, 接地点的总电流大大降低。可见, 在消弧线圈的帮助下, 一般可消除对地电弧。

W相发生单相接地故障后, “W”与“地”相重合 (如图3-b所示) , 成为了一个点, 其他非故障相U和V的对地电压不再是1, 而升高为。这种情况设计高压电缆时, 各相的对地电压仍应按线电压来设计。

另外, 无论是中性点不接地还是中性点经消弧线圈接地的电力系统, 一旦发生单相接地故障, 系统短时间内可以继续工作, 因为此时U、V、W之间的电压与正常工作时相同, 负载工作不受影响, 但系统应当发出报警信号, 工作人员应及时排除故障;若单相接地故障发生的时间较长, 则有可能再有一相发生接地故障, 形成两相接地短路, 这是不允许的。

4 中性点直接接地的高压供电系统

4.1 采用的情况

我国110KV及以上的高压、超高压电力系统, 一般采用中性点直接接地的运行方式。

4.2 单相故障接地时的电流、电压分析

当如图4-a所示, W相发生单相故障接地时, 巨大的电流就会在W相电源线圈、故障接地点、电源工作接地点、电源中性点之间形成回路, 这个电流是对地短路电流, 此时保护装置应及时跳闸, 否则电路将被烧毁。

从电压方面分析, 若W相发生故障接地, 则N、W、“地”三点将连接到一起, 三点重合, 非故障相U、V的对地电压仍为相电压1, 并没有升高为。因此, 在110KV及以上的高压、超高压系统采用中性点直接接地的长处是, 各相对地电压只需按照相电压1来设计, 而不必按照线电压来设计, 工艺上的难度大大降低。

通过本文的介绍, 读者可以在掌握“地图法”的基础上, 对我国电力系统中性点的运行方式有进一步的了解, 对其原理有更为深入的理解, 希望本文对从事电力系统运行工作的专业人员的工作有所帮助。

参考文献

[1]张祥军.企业电力系统及运行[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2007.P1-P13.

[2]http://www.onestudy.net/me/snake.htm, 一学网

[3]陈锦玲.Protel 99SE电路设计与制板快速入门[M].北京:人民邮电出版社, 2008.8.P89-P120.

中性点接地方式 篇10

【关键词】工厂供电 中性点 方式

大型企业具有电力负荷密度大、供电可靠性要求高、供配电线路以电力电缆为主等特点。大型企业35/6kV配电网，其系统中性点以前主要采用的是中性点不接地的运行方式，这对过去以架空线路为主的配电网是适宜的，但是近年来随着电网的快速发展，电网逐渐发展为以电缆线路为主，电缆的长度不断增加，使得电网的接地电容电流水平不断提高；另一方面，氧化锌避雷器和结构紧凑的进口全封闭组合电器也得到广泛应用。在这种形势下，原有的中性点不接地运行方式已不能适应。同时随着BZT技术和短时停电再启动技术的应用，为电阻接地方式的应用创造了很好的条件。

一、中性点不接地系统存在的问题

（一）中性点不接地电网发生单相接地时，系统内部过电压水平高（可达到3.5～4.0倍相电压），持续时间长，而电缆和一些全封闭组合电气绝缘水平低。某些进口设备绝缘水平低于我国同电压等级设备的绝缘水平。以40.5kV真空断路器为例，进口设备工频交流试验标准是70kV，而我国同电压等级设备工频交流试验标准是95kV。而这些进口设备一旦击穿很难修复，因而不宜带单相接地故障继续运行。

（二）单相接地时，避雷器长时间在工频过电压下运行易发生损坏甚至爆炸。目前，采用提高氧化锌避雷器运行电压的方法来避免爆炸事故发生，但这并不经济，因而这种接地方式不利于无间隙氧化锌避雷器的推广应用。

（三）电缆的大量使用，已经不宜采用中性点不接地系统来保证供电的连续性。在这种中性点不接地系统中，当配电网电压发生突变、变压器高压线圈发生接地、系统发生接地或弧光接地故障时，都可能在系统中引发过电压。对于空载励磁特性较差的电压互感器，在过电压作用下，因励磁电流的剧增，会导致高压熔断器频繁熔断，甚至造成电压互感器烧毁，如果处理不当，或保护配置不周全，此类异常状况有可扩大为全厂性事故。

二、中性点经消弧线圈接地系统存在的主要问题

（一）如果消弧线圈调整不当，在系统正常运行时，可能会在中性点产生较高的谐振过电压，并直接影响系统的安全运行。

当消弧电感感抗和系统对地容抗相近，使补偿度很小时，系统中性点在正常运行时可能会出现相当高的过电压，超过运行电气设备的正常绝缘水平。

（二）准确检测出接地故障线路较困难，目前虽有不少微机型的高灵敏度接地保护装置，但实用情况均不够理想。

（三）虽然现在有自动跟踪、自动调谐的智能型消弧线圈，但当系统发生单相接地时，消弧线圈不再调整，若接地检测装置不能检测出故障线路，还必须依靠拉合有关线路查找故障点。对于出线回路数多、母线结线复杂的配电网，查找故障的时间可能很长，在查找过程中会出现过补偿或欠补偿超过允许值的情况，致使这将会使再多次发生弧光复燃，出现过电压，将有可能使相邻敷设的电力电缆被破坏，致使事故范围扩大。

三、大型企业配电网中性点经电阻接地方式的可行性

（一）中性点电阻接地方式有效地解决了单相接地过电压问题

有关资料表明，当电阻电流与故障点的电容电流相近或略大于电容电流，可以有效抑制弧光接地过电压幅值，并对继电保护有利。

（二）供电可靠性

采用电阻接地后，当发生单相接地故障时线路要立即跳闸，不能保证用户的连续供电。但石化系统的配电网，不是过去的单电源的辐射系统或树形系统，而是双电源供电系统。因此，在这种情况下，提高供电可靠性就不再单靠要求带单相接地故障运行几个小时来保证，而是靠BZT装置和短时停电再启动技术来保证。

BZT装置是保证系统可靠性的重要技术手段，石化系统的配电网中几乎百分之百使用，起到了很好效果。同时，在发电厂中广泛应用的保证工厂用电连续性的“智能型快速切换装置”可以在石化系统的配电网中应用，这样可以较好地提高企业供电系统的可靠性。

短时停电再启动技术在系统的配电网中应用广泛，较好地保证了石化装置的安全连续运行。

另外，根据电缆配电网的运行经验，单相接地引发相间短路事故较多。当发生单相接地故障时很容易引发电缆内部相间短路。由于电缆故障多为永久性故障，故障后应尽快切除，不宜长期单相接地运行。所以，从这点出发，也是以采用电阻接地方式为好。

七十年代年末到八十年代中，我国先后从国外引进四套大型合成氨装置，均采用电阻接地方式。十五期间，我国先后引进和投用了上海赛科、广东惠州特大型乙烯装置，也均采用电阻接地方式。

根据工艺的特点，如果特大型乙烯装置采用电阻接地方式，其供电可靠性能满足要求的话，在炼油装置也应该没有问题。在特大型的炼油企业，采用电阻接地方式，加上BZT和短时停电再启动技术满足了工艺的要求。

参考文献：

[1]孙永发，工厂供电区高压配电的经济性和技术性分析[J].湖北民族学院学报（自然科学版），2003年2期.

[2]齐东梅，因特网和内联网技术在工厂供电方面的应用[J].科技情报开发与经济， 2005年18期.

10kV电网中性点接地方式研究 篇11

1 中性点接地方式的分类

1.1 中性点经消弧线圈接地

中性点经消弧线圈接地可以定义为在中性点和大地之间设置电感线圈, 以达到保护电网的基本方式。如果发生单相接地故障, 零序电压则会在电网出现, 电感线圈为此提供感性电流作为补偿电容的电流, 降低了故障点残余电流的数值, 从而达到了灭弧的效果, 消除了故障。

电网中性点装设消弧线圈后, 一旦电网发生单相接地时, 电网的单相接地电容电流得到了消弧线圈的感性电流的补偿。如果能将故障点的残余电流降低到5A左右, 这样的话电弧不易重燃。因此, 可以自动消除电网的瞬间单相接地所发生的故障。

1.2 中性点不接地

中性点不接地的电网系统指中性点与大地之问不设置任何的连接。但是在实际系统中的三相电与大地之间却是存在电容分布的。在正常运行时, 中性点对大地之间没有电压, 单相接地故障一旦发生, 有电容电流通过设备的故障点, 可以同时保正不发生掉闸现象, 而且还可以使系统可带故障再运行2小时。这种接地方式优点是可以连续性供电, 有较低的接触电压和跨步电压。在一定的程度上可以有效降低弱电设备的损坏率, 并且能够一定程度上保证人身及设备的可靠性和安全性。

1.3 中性点经电阻接地

中性点经电阻接地方式指的是在中性点和大地之间接引符合标准阻值的电阻。与中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的方式相对比而言, 中性点经电阻接地方式可以在某种程度上成功地避免因为谐振过电压或间歇性弧光接地过电压。当系统发生单相接地故障的时。接地电阻可产生感应电流来启动零序电压达到保护的作用, 并且与此同时可以及时有效地切断发生故障的线路。不会发生故障相的电压出现较大的升幅现象。若发生单相接地故障, 这种故障不论是否是永久性故障.此线路系统均产生跳闸, 降低了系统供电的可靠性。发生单相接地故障时, 产生较高的接地电压。零序保护失效, 产生关联性故障导致相邻铺设电缆、设备均受损坏。

2 10k V电网中性点接地方式分析与选择

2.1 中性点接地方式的参考因素

第一, 电容电流的数值作为参考因素。电容电流影响过电压的倍数, 以及消弧线圈动态补偿的程度。当电容电流大于100A的时候, 就适合采用小电阻接地方式。当母线总体电容电流较大时, 发生单相接地故障、运行方式发生变化或网架结构进行一系列的调整时, 电容电流的变化范围也较大, 此时就需要对消弧线圈的动态补偿范围也提出了更高的要求。若不能满足这些要求, 则应考虑向小电阻方式过渡。第二, 以电缆馈线条数在总数中所占比例, 以电缆长度所占比例作为参考因素。考虑到对供电可靠性的影响, 电缆回路比越大, 说明架空线瞬时性单相接地故障比例越少, 中性点改小电阻接地方后, 对供电可靠性的影响较小, 电缆回路比越小, 中性点经消弧线圈接地方式可能更加合适。第三, 以电网设备的绝缘水平和承受过电压的能力作为参考因素。发生单相间歇性电弧接地故障时, 不接地、经消弧线圈接地、经电阻接地系统一般出现3.5、3.2、2倍的最高过电压。对于那些相对较旧的设备, 绝缘水平较差, 它的承受过电压能力比较弱, 如果在大面积改造设备的情况下, 小电阻接地方式可以成为考虑因素。第四, 将电网结构与电网发展状况作为参考因素。主要包括变电站10k V馈线与其他站馈线是否存在关联, 能否立刻转移负荷, 有否双回路或者多回路供电, 有没有充足的备用容量等一些条件, 如果负荷能够及时、方便转移, 则中性点改为小电阻接地方式后, 对供电可靠性的影响较小, 在满足其他条件下, 可以适时进行改造。

2.2 中性点接地方式的分析和选择

分析和和比较10k V电网中性点三种不同接地方式的, 在本文中宜采用快速调谐消弧装置。它主要是由接地变压器, 控制柜、高短路阻抗变压器式的消弧线圈和中心屏构成。快速调谐消弧装置采用的是大功率可控硅技术, 通过高短路阻抗变压器式可控消弧线圈, 当发生单相接地故障时与故障检测装置相配合。及时准确采集中性点电流幅值、相位和电压, 适时地自动跟随系统变化情况, 从而得到合理控制。如果发生单相接地故障时, 依据电网系统电容量变化数值合理调控可控制消弧线圈的电感值, 可以及时将感性补偿电流传输, 能有效控制单相接地放电电流的升高。由于快速调谐消弧装置不但具有普通消弧线圈的补偿功能, 而且还具备无级调整补偿电流的功能, 适用于变压器供电母线和发电机直接配置的母线, 可以得出采用快速消弧装置是合理的接地方式。在进行补偿后可产生较低的电流残值, 同时可以在接地后的1/4工频周波内开始进行补偿, 以达到对稳定电容电流的补偿, 弧光过电压的现象可以被有效的遏制, 在很大的程度上降低了重燃率, 产生的感应电流加在故障点能够切断故障线路, 有效降低绝缘老化强度, 增加了设备的使用周期, 调高了运行安全可靠性, 基本可以满足电网10k V供配电系统的要求。

结束语

10k V电网中性点接地方式的研究是一个涉及到电力系统许多因素的综合性的大问题, 每一种中性点接地方式各有其特点和优缺点, 在选择中性点如何接地方式时, 就应充分考虑各种因素, 例如企业配电网特点、地区特点、电网的结构特点、供电可靠性、设备与线路的绝缘水平、人身安全及对通信线路的干扰, 对这些因素通过综合的技术和经济比较, 以发展的眼光去选择一个合理的中性点接地方式。

参考文献

[1]卓少伟.10kV配电网中性点接地运行方式的研究[J].城市建设理论研究, 2013, 34 (5) :15-18.

[2]李国龙.浅谈10kV配电网中性点接地问题研究[J].科技资讯, 2012, 32 (12) :53-54.

[3]胡传亮.10kV配网中性点接地分析[J].科技研究.2014, 9 (2) :58-61.