李松雪+張東旭+李文

摘要：介紹國內(nèi)外中性點接地方式的選用現(xiàn)狀及選擇原則，分析我國東北地區(qū)電力系統(tǒng)常用的3種中性點接地方式的優(yōu)缺點和適用范圍，指出選擇各種中性點運行方式的歷史原因，對東北地區(qū)電網(wǎng)的中性點運行方式管理具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；中性點；接地方式；東北地區(qū)

中圖分類號：TM727 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2017）09-0056-03

三相交流電力系統(tǒng)中性點與大地之間的電氣連接方式，稱為電網(wǎng)中性點接地方式。中性點接地方式涉及電網(wǎng)的安全性、可靠性、經(jīng)濟性，直接影響系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平選擇、過電壓水平及繼電保護方式、通訊干擾等。一般來說，電網(wǎng)中性點接地方式指變電所中變壓器的各級電壓中性點接地方式。

隨著科學(xué)技術(shù)的進步和我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力負荷特性對電能的供應(yīng)質(zhì)量提出更為嚴格的要求。正確選擇中性點接地方式，是優(yōu)化電力系統(tǒng)運行特性的前提條件，關(guān)系到電網(wǎng)運行的可靠性?？偨Y(jié)與借鑒國內(nèi)外電力系統(tǒng)的應(yīng)用經(jīng)驗，可減少建設(shè)與改造電力系統(tǒng)投資和時間，滿足國家經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展需要。

1 國內(nèi)外中性點接地方式

1.1 國外中性點接地方式

世界各國和各地區(qū)的中性點接地方式不盡相同，主要根據(jù)本國和本地區(qū)運行經(jīng)驗和歷史沿襲確定。

法國中壓電網(wǎng)的中性點以前為低阻抗接地方式。從20世紀90年代初開始，為保障人身安全和適應(yīng)負荷特性變化，法國電力公司（EDF）將城市和農(nóng)村的純電纜網(wǎng)絡(luò)、混合電網(wǎng)和架空線路電網(wǎng)的中性點，全部改為中性點經(jīng)補償電抗接地運行。

美國中壓電網(wǎng)的中性點主要采用大電流接地方式，這是因為美國電網(wǎng)基本為私營電力企業(yè)，系統(tǒng)具有備用容量大、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)好、自動化水平和管理水平高等特點。

日本的中壓電網(wǎng)早期與德國中壓電網(wǎng)相同，電力系統(tǒng)的中性點主要采用經(jīng)消弧線圈接地方式。后來，由于美國電力設(shè)備大量傾銷并占領(lǐng)日本市場，相應(yīng)的大電流接地方式隨之進入日本。隨后，日本電網(wǎng)接地方式又發(fā)生了顯著變化，中性點經(jīng)消弧線圈接地和不接地方式得到發(fā)展。

芬蘭中壓電網(wǎng)采用小電流接地方式，10 kV和20 kV中壓電網(wǎng)中性點不接地和經(jīng)消弧線圈接地各占80%和20%。

1.2 國內(nèi)中性點接地方式

我國110 kV及以上電網(wǎng)一般采用大電流接地方式，即中性點有效接地方式（在實際運行中，為降低單相接地電流，部分變壓器采用不接地方式），包括中性點直接接地和中性點低阻接地。采用此方法具有以下優(yōu)點：中性點電位固定為地電位，發(fā)生單向接地故障時，非故障相電壓升高不會超過1.4倍運行相電壓，暫態(tài)過電壓水平也較低；故障電流很大，繼電保護能迅速動作于跳閘切除故障，系統(tǒng)設(shè)備承受過電壓時間較短。大電流接地系統(tǒng)可使整個系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平降低，從而大幅降低造價。

6～35 kV配電網(wǎng)一般采用小電流接地方式，即中性點非有效接地方式，包括中性點不接地、高阻接地、經(jīng)消弧線圈接地等。小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，中性點非有效接地，故障點不會產(chǎn)生大的短路電流，因此允許系統(tǒng)短時間帶故障運行。這對于減少用戶停電時間、提高供電可靠性具有重要意義。

兩網(wǎng)改造使中、小城市6～35 kV配電網(wǎng)電容電流增加，如不采取有效措施，將危及配電網(wǎng)的安全運行。

目前，上海市區(qū)供電公司、廣州供電公司、深圳供電公司、珠海供電公司和蘇州供電公司等先后采用小電阻接地方式；大連供電公司則按照電容電流大小來確定，10～200 A之間采用消弧線圈接地，大于200 A采用小電阻接地。國內(nèi)大部分省市和地區(qū)如河南省、石家莊市、太原市等，均采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地。

2 中性點接地方式的選取原則

選擇接地方式時，先根據(jù)電網(wǎng)實際情況尋找最適合的接地方式，再根據(jù)電網(wǎng)發(fā)展趨勢適時調(diào)整，用以滿足運行需要。但無論采用哪種中性點運行方式，都必須考慮以下幾個方面：保證供電可靠性要求；單相接地時非故障相最大的工頻電壓升高盡可能?。粏蜗嘟拥毓收蠒r的短路故障電流應(yīng)限制在對通信線路干擾影響的容許范圍內(nèi)；單相接地時故障線路的繼電保護應(yīng)有足夠的靈敏度和選擇性。

3 我國東北地區(qū)電網(wǎng)中性點接地運行方式

3.1 中性點不接地系統(tǒng)

我國東北大部分地區(qū)3.3～10 kV系統(tǒng)采取中性點不接地方式。中性點不接地方式對地絕緣，具有結(jié)構(gòu)簡單、運行方便和無需任何附加設(shè)備的特點，適用于10 kV架空線路輻射形（或樹狀形）供電網(wǎng)絡(luò)。該方式運行時，若發(fā)生單相接地故障，流過故障點的電流為電網(wǎng)對地電容電流，其值很小，需裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置，以便及時發(fā)現(xiàn)單相接地故障并迅速處理，避免兩相短路造成停電。

單相接地故障可分為永久性故障和非永久性故障。若在電纜與架空線混合線路電纜上發(fā)生永久性故障，一般是電纜本體或終端、中間接頭擊穿；若發(fā)生在架空線上的非永久性故障，一般為絕緣子碎裂、絕緣導(dǎo)線斷線或外物碰及裸導(dǎo)線等。發(fā)生永久性接地故障后，應(yīng)停電排除故障再恢復(fù)供電。

非永久性單相接地故障只會發(fā)生在架空線路的裸導(dǎo)線處，一般是雷擊絕緣子或刮風(fēng)時樹枝碰線。中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，其接地電流很小，若是瞬時故障，一般能自動消弧，且非故障相電壓升高不大，不會破壞系統(tǒng)的對稱性，可帶故障連續(xù)供電2 h，提高供電可靠性。

現(xiàn)在，城市配電網(wǎng)系統(tǒng)已逐步形成手拉手、環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)，一些重要用戶由兩路或多路電源供電，供電可靠性不再依靠系統(tǒng)帶故障維持2 h來保障，而是依靠加強電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、調(diào)度控制和配電網(wǎng)自動化來保證。

3.2 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)

我國東北地區(qū)66 kV系統(tǒng)全部采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式。中性點經(jīng)消弧線圈接地方式就是在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，消弧線圈產(chǎn)生電感電流補償單相接地電容電流，以使通過接地點電流減少，自動滅弧。endprint

消弧線圈接地方式擁有中性點不接地系統(tǒng)的優(yōu)點，可避免單相故障可能發(fā)展為兩相或多相故障，產(chǎn)生過電壓損壞電氣設(shè)備絕緣和燒毀電壓互感器等危害。傳統(tǒng)的消弧線圈接地為避免產(chǎn)生諧振，要求在過補償狀態(tài)下運行。如果電網(wǎng)運行方式不斷變化，消弧線圈不可能始終運行在最佳檔位，有可能因殘流達不到有效抑制而產(chǎn)生弧光過電壓。消弧線圈手工調(diào)諧需要停電短時退出消弧線圈，失去補償連續(xù)性。隨著科技進步，在優(yōu)化消弧線圈接地方式中出現(xiàn)了很多新技術(shù)，如自動跟蹤補償消弧線圈裝置能隨電網(wǎng)運行方式變化及時、快速地調(diào)節(jié)消弧線圈電感值，使其失諧度始終處于規(guī)定范圍內(nèi)。目前，此技術(shù)已成為中壓電網(wǎng)中性點接地方式的發(fā)展方向。一些新建的35 kV變電站10 kV中性點采用消弧線圈接地裝置，并在消弧線圈系統(tǒng)中并聯(lián)電阻，提高接地選線可靠性。

3.3 中性點直接接地系統(tǒng)

我國東北地區(qū)110 kV及以上電網(wǎng)廣泛采用中性點直接接地方式。中性點直接接地是指電網(wǎng)中全部或部分變壓器中性點沒有人為阻抗加入的直接與大地（地網(wǎng)）充分連接。這樣對線路的絕緣水平要求較低，能顯著降低線路投資。

在運行中，110 kV以上電網(wǎng)的中性點并非全部同時接地，而是一部分接地，其余不接地，具體由系統(tǒng)調(diào)度決定。目的是使系統(tǒng)單相接地時短路電流有一個合適范圍，既能滿足繼電保護動作靈敏度需要，又不致太大。這種系統(tǒng)正常運行時，系統(tǒng)中性點沒有入地電流，或者說只有很小的三相不平衡電流。當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，故障電流即為短路電流，其值很大，故障線路或設(shè)備必須立即切除，這樣就增加了斷路器負擔，降低了供電的連續(xù)性。但發(fā)生單相接地故障時，中性點對地電壓很小，理想情況下與地保持等電位，所以各相的對地電壓不會升高，可有效防止電弧接地過電壓問題。由于過電壓較低，絕緣水平下降，可進一步減少設(shè)備造價，高壓和超高壓電網(wǎng)的經(jīng)濟效益顯著。因此這種接地方式適用于110 kV及以上電壓等級的系統(tǒng)。

中性點直接接地系統(tǒng)存在一些缺點：一是跳閘率高；二是短路電流大，對通信系統(tǒng)用戶設(shè)備安全影響大；三是短路電流下跳閘，開關(guān)檢修量增加。發(fā)生單相接地故障時，接地點會產(chǎn)生較大的跨步電壓和接觸電壓。此時，若工作人員誤登桿或誤碰帶電導(dǎo)體，容易發(fā)生觸電傷害事故。對此，需要加強安全教育并正確配置繼電保護和安全措施，避免事故發(fā)生。

4 結(jié)語

不同的接地方式各有優(yōu)缺點。各地區(qū)應(yīng)根據(jù)當?shù)嘏潆娋W(wǎng)的發(fā)展水平、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點、電容電流水平、變壓器連接組別、電纜化比例、負荷重要程度等，進行經(jīng)濟技術(shù)比較和分析后，合理選用接地方式。東北地區(qū)電力系統(tǒng)的中性點運行方式，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)實際情況合理選擇。

參考文獻

[1] 楊麗宏.論電力系統(tǒng)中性點的接地方式[J].信息通信，2012（3）：119-120.

[2] 落志鑫.電力系統(tǒng)中性點接地方式的探討[J].機械工程與自動化，2011（12）：169-170.

[3] 劉術(shù)新，王文君.淺談電力系統(tǒng)中性點的接地方式[J].中國科技信息，2011（14）：14-15.

[4] 盧聯(lián)威.南寧市農(nóng)機質(zhì)量投訴監(jiān)督工作的實踐與思考[J].廣西農(nóng)業(yè)機械化，2016（6）：28-30.

Abstract： This paper introduced the status and selecting principle of neutral point grounding mode home and abroad， analyzed the advantages and disadvantages and the application scope of 3 kinds of common neutral point grounding mode of electric system in northeast region of China， and pointed out the historical reasons for selecting all kinds of neutral point grounding modes， which had the significance in managing neutral point grounding mode of power grid in northeast region of China.

Key words： neutral point； grounding mode； electric system； northeast region of Chinaendprint