10kV配电网中性点接地方式的优化

10kV配电网中性点接地方式的优化

靳宏伟

北京电力工程有限公司北京100076

摘要：为了保障配电网系统的有序运行，配电网的接地方式应该选合适的中性点接地方式，才能更好地保障电网系统运行的稳定性。该文对10kV配电网中性点接地方式展开了研究，并提出了解决措施，旨在为有关需要提供参考和借鉴。

关键词：10kV配电网；中性点接地；优化策略

引言

在10kV配电网中，中性点接地方式的选择直接影响着电网的安全性能及其供电的可靠性。中性点接地方式主要有经消弧线圈接地和经小电阻接地两种，其中，小电阻接地方式比消弧线圈接地方式的限制过电压水平低，但是在运行中存在着较多的问题。因此，在10kV电网中性点接地运行方式的选择中存在着较大的争议。

1中性点接地概述

三相交流电力系统中性点与大地之间的电气连接方式，称为电网中性点接地方式。中性点接地方式涉及电网的安全可靠性、经济性;同时直接影响系统设备绝缘水平的选择、过电压水平及继电保护方式、通讯干扰等。一般来说，电网中性点接地方式也就是变电所中变压器的各级电压中性点接地方式。

我国10kV及以上电网一般采用大电流接地方式，即中性点有效接地方式(在实际运行中，为降低单相接地电流，可使部分变压器采用不接地方式)，这样中性点电位固定为地电位，发生单相接地故障时，非故障相电压升高不会超过1.4倍运行相电压;暂态过电压水平也较低;故障电流很大，漏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。因此，大电流接地系统可使整个系统设备绝缘要求水平降低，从而大幅降低造价。

中压电网的中性点接地方式在国内也有不同的观点，并已成为电网改造中的一个热点问题，根据我国多年的运行经验及科学技术的进步，解决了中压电网中性点经消弧线圈接地系统长期难以解决的技术难题。自动跟踪消弧线圈及接地选线装置的不断完善和推广应用，为中压电网中性点经消弧线圈接地提供了技术保障。为此，在我国采用中性点经消弧线圈接地方式是我国中压电网的发展方向。

210KV配电网中性点接地方式的类型及特点

2.110KV配电网中性点经电阻接地

这种方式的弊端主要来自于消弧线圈本身的元件特性，因此，为了消除这种弊端，人们开始考虑用另一种元件来代替消弧线圈进行中性点接地，经过不断的研究和实验，最后选择了使用电阻来代替消弧线圈，也就产生了中性点经电阻接地这一种形式。经电阻接地和经消弧线圈接地的保护原理类似，电阻是一种电容电荷释放元件和谐振阻压元件，同样可以降低单相接地工频过电压，抑制弧光接地过电压，从而达到消除故障的目的;同时，电阻有不同的阻值，如果根据电网结构合理选择电阻值，就可以通过研究计算将接地电流控制在一定的范围内，并且配合电网的电闸数值可以实现有选择性地快速跳闸，可以在发生严重故障时迅速进行反应，有效避免产生进一步的危害，降低火灾等事故发生的概率，并且减少了人工拉闸的步骤，能够更有效地降低工作人员的危险。

2.210KV配电网中性点经消弧线圈接地

由于中性点不接地形式较为危险，因此在电网发展中就自然产生了接地方式，其中，发展较早、技术也较为成熟的一种接地方式就是中性点经消弧线圈接地。消弧线圈接地的原理是在用接地变压器引出10KV配电网的中性点后，将其连接上消弧线圈，然后在发生接地故障时，可以利用消弧线圈产生的电感电流对单相接地电容电流进行补偿，这样就可以使发生故障的地方的电流尽可能地减小甚至可以接近于零，同时还可以减小故障相电压的恢复速度从而降低电弧重新点燃的可能性，这样极大地降低了故障点电压峰值超过电网承受能力这种情况的出现，可以更好地排除故障，保护电网的正常工作。

2.310KV配电网中性点不接地

10KV配电网的中性点不接地方式是在过去我国普遍使用放射形结构电网使采用的主要方式。如果采用中性点不接地的方式，在发生单相金属性接地故障时，由于中性点没有进行接地，因此电网内电线的电压不会发生改变，仍然保持对称性。在这种情况下，电网仍然可以持续正常运行两个小时左右，这段时间为维修人员提供了宝贵的维修时间，可以减少配电网故障对人们生产生活造成的影响，这是中性点不接地方式的最大优点。

但是中性点不接地方式也有着很大的弊端，电网在发生单相接地故障之后的正常运行是有一定的条件的。由于在发生单相接地故障时，流过故障点的电流仅为电网对地的电容电流，该电容电流超前电压90°，这就意味着，当故障点的电容电流在第一个半波过零熄弧时，此时故障点上的电压正好为峰值。在这种情况下，如果这个峰值超过了电网的承受范围，电容电流过大，还是极有可能击穿故障点，造成整个电网出现故障。尤其是在一些电网搭建结构较为复杂的企业，通常多采用电缆馈出，且馈出回路数较多，这时的电容电流就较大，很容易超过承受范围。同时，这种故障由于会产生电弧，电弧不易熄灭，在空气中如果遇到较为干燥或者粉尘较多的情况，很可能会产生火花引起火灾，甚至引起爆炸，造成严重的后果。

310kV配电网中性点接地方式的优化策略分析

在配电网运行中，由于线路在发生单相接地故障时，其非故障相上所产生的瞬态过电压会在电力系统绝缘相对薄弱的位置造成闪络，导致电力事故的出现。为了避免电力事故的发生，需要加强对配电网中性点接地方式的优化，而新型接地方式就是对配电网中性点接地方式优化的结果，这种方式本身具有补偿电容电流能力的作用，同时还能够降低接地的瞬态过电压，无论是在哪一种接地的情况下，都可以顺利地选出可能出现的故障线路。

图1新型中性点接地方式

在图1中，L是消弧线圈的本体，1为15?的小电阻，R2为1200?大电阻，R3是10～100?的可以调节选线的电阻。各电阻的取值依据都不同，1的取值依据是在抑制瞬态过电压的同时，避免过大的故障点电流，而R2的取值依据则是在发挥消弧线圈灭弧性的同时，避免电压漂移。

当电力系统的运行保持正常时，图1中的1、2就会呈现闭合状态，而3就会断开，中性点经消弧线圈并联位置的小电阻会接地，如果系统在发生接地故障的情况下，1断开的时间就会延迟，中性点经消弧线圈并联位置的大电阻就会接地，在单项接地故障消失之后，1会继续闭合，中性点接地的运行将会恢复正常状态；如果单向接地故障是永久性的状态，2就会同可调电阻R3配合，最终实现故障选线。最后通过系统运行确定中性点位置电压，延长电压的恢复时间，一定程度上可以降低发生间歇性电弧接地的概率。

结束语

综上所述，配电网中性点接地方式是一个综合的技术问题，关系着配电网的安全、稳定运行，并与人们的生命财产安全息息相关，选择合适的中性点接地方式是保证电网安全可靠运行的必备条件。因此，在10kV配电网规划设计中，要从技术、经济性两方面综合考虑，选择合适的中性点接地方式，从而保障配电网的安全、可靠运行。

参考文献：

[1]顾晓凯.浅谈10kV配电网中性点接地方式的选择和优化[J].上海水务,2010,26(04):57-60.

[2]王辉.10kV配电网中性点接地方式的研究[D].天津大学,2007.