中压供配电系统接地方式浅析 配电系统接地方式

　　【摘 要】该文对中压供配电系统中性点各种接地方式进行分析，并根据各种接地方式的优缺点，指出适用供电系统及线路结构以满足电用户的要求。　　【关键词】接地方式；供配电
　　中压供配电系统接地方式的选择是一个综合性的问题,应根据供电可靠性要求、电网和线路结构、过电压与绝缘配合、继电保护技术要求、人生和设备安全、对通讯及电子设备的电磁干扰等进行技术分析,权衡利弊确定适当的接地方式。中压供配电系统的接地方式主要有:中性点不接地、中性点经高电阻接地、中性点经低电阻接地、中性点经消弧线圈接地。对中压供配电系统中性点接地方式,世界各国也有不同的观点及运行经验,就国内而言,中压供配电系统中性点的接地方式问题,已引起多方面的关注,面临确定发展方向的问题。
　　一、中性点不接地方式
　　中性点不接地方式，即是中性点对地绝缘，其结构简单，运行方便，投资小。在该接地方式运行中如果发生单相接地故障，流过故障点的电流仅为电网对地的电容电流，其值很小，若是瞬时故障，一般都能自动熄弧，非故障相电压升高不大，不会破坏系统的对称性，可带故障连续供电2h，为排除故障争取了时间，相对提高了供电的可靠性。但由于这种接地方式的中性点是绝缘的，电网对地电容中储存的能量不能释放，在发生弧光接地时，电弧的反复熄灭与重燃，向电容反复的充电，电容的能量不能释放，电容电压将不断升高，从而产生弧光接地过电压或谐振过电压，其值一般可达数倍，对设备绝缘造成很大威胁。另一方面，由于目前普遍使用的小电流接地系统选线装置的选线准确率比较低，还未能够精确地检测出发生接地故障的线路。发生单相接地故障后，一般采用人工试拉的方法确定故障线路，因此会造成非故障线路的不必要的停电。
　　二、中性点经电阻接地方式
　　按照接地电阻阻值的大小，一般又可分为中性点高电阻、低电阻接地方式。
　　1．中性点高电阻接地方式
　　中性点经高电阻接地方式就是中性点通过一个高电阻接地，通过高值电阻器限制接地故障电流在10A以下，每相零序电阻小于每相对地容抗。因接地电流被限制到很小，当发生接地故障时并不要求必须立即断开故障线路，保护装置只是检测故障并发出信号，允许继续运行1～2h，可保证供电的连续性和可靠性。电网中性点经高阻接地后对间歇性电弧接地过电压和串联谐振过电压有较大的抑制作用，从而有效地防止了异常过电压对电机、电缆绝缘的危害，保证了用电设备的安全运行。缺点是当接地故障电流较大时，持续的故障电流所引起的热效应，会使电缆在接地故障处的相问绝缘因过热燃毁而发展为相问短路。所以，当电网的电容电流较小时，可采用中性点经高电阻接地的方式，尤其是对高压电动机的电缆线路较多且运行多年的老电网，由于电动机和电缆绝缘都已降低和老化，容易受异常过电压的破坏，将这类电网的中性点改为经高阻接地是非常适合的。
　　2．中性点低电阻接地方式
　　中性点低电阻接地方式是中性点通过低电阻接地，目的是增大故障时接地电流以迅速判断并切除故障线路。接地电阻值越小，设备体积越大；故障电流值越大，同时也产生与直接接地系统类似的缺点。实际运行中一般将接地故障电流限制在100～IO00A之间，这样的电流取值也可避开高压电动机的起动和线路的冲击合闸。采用低值电阻接地运行方式，过电压(含弧光过电压、谐振过电压等)水平低，提高了供电系统和设备的可靠性；接地故障定位容易，通过接地电流的检测可正确迅速地判断并切除故障线路。但也存在一些缺点：因接地电流在100～1000A之间，地电位比中性点非有效接地系统及高电阻器接地系统高；瞬时接地故障不能恢复，间断供电；中性点也可经低值电抗器与大地连接，可以减少工频单相接地故障电流，从而防止出现严重瞬态过电流；在6～35kV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，可采用低电阻接地方式。但应同时考虑供电可靠性要求、故障时瞬态电压、瞬态电流对电气设备的影响、对通讯的影响和继电保护技术要求以及本地的运行经验等因素。
　　三、中性点经消弧线圈接地
　　中性点经消弧线圈接地系统，即是将中性点通过一个电感消弧线圈接地。消弧线圈是一个具有铁芯的电感线圈，线圈本身电阻很小，感抗却很大，可看成纯电感元件。中性点经消弧线圈接地的优点在于其能迅速补偿中性点不接地系统单相接地时产生的电容电流，减少弧光过电压的发生。虽然中性点不接地系统具有发生单相接地故障仍可以继续供电的突出优点但也存在产生间歇性电弧而导致过电压的危险。当接地电流大于10A时，产生的电弧往往不能自熄，造成弧光接地过电压概率增大，不利于电网安全运行。而消弧线圈是一个具有铁心的可调电感，当电网发生接地故障时，接地电流通过消弧线圈时呈电感电流，对接地电容电流进行补偿，使通过故障点的电流减小到能自行熄弧范围。而当电流过零而电弧熄火后，消弧线圈尚可减少故障相电压的恢复速度，从而减少了电弧重燃的可能，有利于单相接地故障的消除。此外，通过对消弧线圈无载分接开关的操作，使之能在一定范围内达到过补偿运行，从而达到减小接地电流。这可使电网持续运行一段时间，相对地提高了供电可靠性。
　　掌握各种中性点接地方式就可以根据各个系统的特点采用与之相应的中性点接地方式。中性点不接地系统的供电可靠性高，对人身及设备有较好的安全性，通讯干扰小，投资少，适用于系统不大，网络结构比较简单的系统。而中性点经电阻接地的方式主要优点是过电压小，对系统电缆的绝缘水平要求不高。对于架空线路和电缆线路而言，由于电缆线路很少发生单相接地瞬时故障，所以比较适合采用经电阻接地的方式。中性点经消弧线圈接地方式由于消弧线圈能够根据系统的电容电流进行补偿，避免发生间歇性弧光接地过电压，供电可靠性提高，这是中性点经消弧线圈接地方式优越于其他接地方式的一点。改进中性点经消弧线圈接地系统故障选线方法来克服经消弧线圈接地方式的选线准确率不高这题，适合任何结构的中压供配电系统，将是中压供配电系统接地方式发展的方向。
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　　作者简介：
　　陈雷（1980—），男，国网能源山东建设集团，工程师