第2章 電力系統(tǒng)中性點的運行方式

1、第2章 電力系統(tǒng)中性點的運行方式我國電力系統(tǒng)目前所采用的中性點接地方式主要有三種：即不接地、經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。小電阻接地系統(tǒng)在國外應(yīng)用較為廣泛，我國開始部分應(yīng)用。21中性點不接地系統(tǒng)假設(shè)W相發(fā)生金屬性接地，W相接地故障，非故障相U、V相對地電壓值升高3，變?yōu)榫€電壓。系統(tǒng)設(shè)備的相絕緣，按照線電壓考慮。系統(tǒng)單相接地時的接地電容電流為正常運行時每相對地電容電流的3倍。不完全接地：系統(tǒng)某一相發(fā)生故障，而故障相通過一定的阻抗接地。中性點不接地系統(tǒng)的最大優(yōu)點：中性點不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，系統(tǒng)的三個線電壓，其相位和大小均無改變，因此系統(tǒng)中所有設(shè)備仍可正常運行。中性點不接地（絕緣）的三相系統(tǒng)

2、各相對地電容電流的數(shù)值相等而相位相差120°，其向量和等于零，地中沒有電容電流通過，中性點對地電位為零，即中性點與地電位一致。這時中性點接地與否對各相對地電壓沒有任何影響?？墒?，當中性點不接地系統(tǒng)的各相對地電容不相等時，即使在正常運行狀態(tài)下，中性點的對地電位便不再是零，通常此情況稱為中性點位移即中性點不再是地電位了。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，多是由于架空線路排列不對稱而又換位不完全的緣故造成的。在中性點不接地的三相系統(tǒng)中，當一相發(fā)生接地時：一是未接地兩相的對地電壓升高到3倍，即等于線電壓，所以，這種系統(tǒng)中，相對地的絕緣水平應(yīng)根據(jù)線電壓來設(shè)計。二是各相間的電壓大小和相位仍然不變，三相系統(tǒng)的平衡沒

3、有遭到破壞，因此可繼續(xù)運行一段時間，這是這種系統(tǒng)的最大優(yōu)點。但不許長期接地運行，尤其是發(fā)電機直接供電的電力系統(tǒng)，因為未接地相對地電壓升高到線電壓，一相接地運行時間過長可能會造成兩相短路。所以在這種系統(tǒng)中，一般應(yīng)裝設(shè)絕緣監(jiān)視或接地保護裝置。當發(fā)生單相接地時能發(fā)出信號，使值班人員迅速采取措施，盡快消除故障。一相接地系統(tǒng)允許繼續(xù)運行的時間，最長不得超過2h。三是接地點通過的電流為電容性的，其大小為原來相對地電容電流的3倍，這種電容電流不容易熄滅，可能會在接地點引起弧光解析，周期性的熄滅和重新發(fā)生電弧?；」饨拥氐某掷m(xù)間歇性電弧較危險，可能會引起線路的諧振現(xiàn)場而產(chǎn)生過電壓，損壞電氣設(shè)備或發(fā)展成相間短路。

4、故在這種系統(tǒng)中，若接地電流大于5A時，發(fā)電機、變壓器和電動機都應(yīng)裝設(shè)動作于跳閘的接地保護裝置。22中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)的主要優(yōu)點是發(fā)生單相接地時扔可繼續(xù)向用戶供電，可能使線路發(fā)生諧振過電壓現(xiàn)象。消弧線圈是帶有鐵芯的電感線圈，其電阻很小，感抗很大。根據(jù)消弧線圈的電感電流對接地電容電流的補償程度的不同，有以下三種補償方式：1. 全補償：接地點電流為零；2. 欠補償：接地點尚有未補償?shù)碾娙菪噪娏鳎?. 過補償：接地點尚有多余的電感性電流；消弧線圈設(shè)有分接頭，用于調(diào)整線圈的匝數(shù)，改變電感值得大小，調(diào)節(jié)消弧線圈的補償電流，以適應(yīng)系統(tǒng)運行方式的變化，達到消弧的目的。中性點經(jīng)消弧線圈接地

5、的三相系統(tǒng) 上面所講的中性點不接地三相系統(tǒng)，在發(fā)生單相接地故障時雖還可以繼續(xù)供電，但在單相接地故障電流較大，如35kV系統(tǒng)大于10A，10kV系統(tǒng)大于30A時，就無法繼續(xù)供電。為了克服這個缺陷，便出現(xiàn)了經(jīng)消弧線圈接地的方式。目前在35kV電網(wǎng)系統(tǒng)中，就廣泛采用了這種中性點經(jīng)消弧線圈接地的方式。消弧線圈是一個具有鐵芯的可調(diào)電感線圈，裝設(shè)在變壓器或發(fā)電機的中性點。當發(fā)生單相接地故障時，可形成一個與接地電容電流大小接近相等而方向相反的電感電流，這個滯后電壓90°的電感電流與超前電壓90°的電容電流相互補償，最后使流經(jīng)接地處的電流變得很小以至等于零，從而消除了接地處的電弧以及由它可

6、能產(chǎn)生的危害。消弧線圈的名稱也是這么得來的。當電容電流等于電感電流的時候稱為全補償；當電容電流大于電感電流的時候稱為欠補償；當電容電流小于電感的電流的時候稱為過補償。一般都采用過補償，這樣消弧線圈有一定的裕度，不至于發(fā)生諧振而產(chǎn)生過電壓。 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，配電網(wǎng)采用的電纜線路越來越多，電纜線路的增加導(dǎo)致系統(tǒng)電容電流急劇增加，在中性點不接地的運行方式下電容電流的不斷增加對設(shè)備絕緣的安全和保護設(shè)備的配備帶來了嚴重影響。因此我國在1997年頒布的DL/T620-1997標準規(guī)定當系統(tǒng)電容電流超過10A時，中性點需經(jīng)消弧線圈接地線電壓保持不變，允許繼續(xù)運行2h，對提高供電可靠性、電氣設(shè)備和線路的絕

7、緣水平、減輕對通信系統(tǒng)的干擾等方面具有很好的保護作用，但其單相接地故障線路的選擇也是困擾電力工作者的一個難題。正確選擇中性點接地方式對確保配電網(wǎng)的安全運行十分必要 1提高電力系統(tǒng)的供電可靠性 首先系統(tǒng)發(fā)生瞬間單相接地故障時不斷電。消弧線圈是一個具有鐵心的可調(diào)電感線圈，當由于電氣設(shè)備絕緣不良、外力破壞、運行人員誤操作、內(nèi)部過電壓等任何原因引起的電網(wǎng)瞬間單相接地故障時，接地電流通過消弧線圈呈電感電流，與電容電流的方向相反，可以使接地處的電流變得很小或等于零，從而消除了接地處的電弧以及由此引起的各種危害，自動消除故障，不會引起繼電保護和斷路器動作，大大提高了電力系統(tǒng)的供電可靠性。 2發(fā)生永久性接地故

8、障時不被動 由于消弧線圈能夠有力地限制單相接地故障電流，雖然非故障相對地電壓升高倍，三相導(dǎo)線之間線電壓仍然平衡，發(fā)電機可以免供不對稱負荷，電力系統(tǒng)可以繼續(xù)運行。特別是在電源緊張或停電后果嚴重時，有足夠的時間啟動備用電源或轉(zhuǎn)移負荷，避免突然中斷對用戶的供電而陷入被動局面。 3對全網(wǎng)電力設(shè)備有保護作用 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，接地電流與故障點的位置無關(guān)。由于殘流很小，接地電弧可瞬間熄滅，有力地限制了電弧過電壓的危害作用。繼電保護和自動裝置、避雷器、避雷針等，只能保護具體的設(shè)備、廠所和線路，而消弧線圈卻能使絕大多數(shù)的單相接地故障不發(fā)展為相間短路，發(fā)電機可免供短路電流，變壓器等設(shè)備

9、可免受短路電流的沖擊，繼電保護和自動裝置不必動作，斷路器不必動作，從而對所在系統(tǒng)中的全部電力設(shè)備均有保護作用。 4電磁兼容性好 當今社會，多種信息處理系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于國防、社會生產(chǎn)、生活的各個方面，但其抗干擾能力卻很差，電磁兼容問題成為一個嶄新的研究領(lǐng)域。強電干擾弱電，電力系統(tǒng)是矛盾的主要方面。目前最好地解決方法是引入光纖，卻存在著投資增加。實際上，由于中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)有效地限制單相接地故障電流，所以不失為一種經(jīng)濟有效的辦法，補償系統(tǒng)能夠向通信系統(tǒng)提供良好的電磁兼容環(huán)境。 【問】小電流接地系統(tǒng)中,為什么采用中性點經(jīng)消弧線圈接地? 小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時,接地點將通過接地故障線

10、路對應(yīng)電壓等級電網(wǎng)的全部對地電容電流。如果此電容電流相當大,就會在接地點產(chǎn)生間歇性電弧,引起過電壓,使非故障相對地電壓有較大增加。在電弧接地過電壓的作用下,可能導(dǎo)致絕緣損壞,造成兩點或多點的接地短路,使事故擴大。 為此,我國采取的措施是:當小電流接地系統(tǒng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時,如果接地電容電流超過一定數(shù)值(35kV電網(wǎng)為10A,10kV電網(wǎng)為 10A,36kV電網(wǎng)為30A),就在中性點裝設(shè)消弧線圈,其目的是利用消弧線圈的感性電流補償接地故障時的容性電流,使接地故障點電流減少,提高自動熄弧能力并能自動熄弧,保證繼續(xù)供電。 中性點經(jīng)銷弧線圈接地的作用中性點非直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，接地點將

11、通過接地線路對應(yīng)電壓等級電網(wǎng)的全部對地電容電流。如果此電容電流相當大，就會在接地點產(chǎn)生間歇性電弧，引起過電壓，從而使非故障相對地電壓極大增加。在電弧接地過電壓的作用下，可能導(dǎo)致絕緣損壞，造成兩點或多點的接地短路，使事故擴大。 中性點裝設(shè)消弧線圈的目的是利用消弧線圈的感性電流補償接地故障時的容性電流，使接地故障電流減少，以致自動熄弧，保證繼續(xù)供電。23 中性點直接接地系統(tǒng)中性點直接接地系統(tǒng)中的供電設(shè)備的相絕緣只需按相電壓來考慮。這對110KV及以上的高壓系統(tǒng)來說，具有顯著地經(jīng)濟技術(shù)價值，因為高壓電器，特別是超高壓電器，其絕緣問題是影響電器設(shè)計制造的關(guān)鍵問題。中性點直接接地的系統(tǒng)屬于較大電流接地系

12、統(tǒng)，一般通過接地點的電流較大，可能會燒壞電氣設(shè)備。發(fā)生故障后，繼電保護會立即動作，使開關(guān)跳閘，消除故障。目前我國110kV以上系統(tǒng)大都采用中性點直接接地。對于不同等級的電力系統(tǒng)中性點接地方式也不一樣，一般按下述原則選擇：220kV以上電力網(wǎng)，采用中性點直接接地方式；110kV接地網(wǎng)，大都采用中性點直接接地方式，少部分采用消弧線圈接地方式；2060kV的電力網(wǎng)，從供電可靠性出發(fā)，采用經(jīng)消弧線圈接地或不接地的方式。但當單相接地電流大于10A時，可采用經(jīng)消弧線圈接地的方式；310kV電力網(wǎng)，供電可靠性與故障后果是其最主要的考慮因素，多采用中性點不接地方式。但當電網(wǎng)電容電流大于30A時，可采用經(jīng)消弧線

13、圈接地或經(jīng)電阻接地的方式；1kV以下，即220/380V三相四線制低壓電力網(wǎng)，從安全觀點出發(fā)，均采用中性點直接接地的方式，這樣可以防止一相接地時換線超過250V的危險（對地）電壓。特殊場所，如爆炸危險場所或礦下，也有采用中性點不接地的。這時一相或中性點應(yīng)有擊穿熔斷器，以防止高壓竄入低壓所引起的危險。 根據(jù)現(xiàn)行的國家標準低壓配電設(shè)計規(guī)范(GB50054)的定義，將低壓配電系統(tǒng)分為三種，即TN、TT、IT三種形式。 其中，第一個大寫字母T表示電源變壓器中性點直接接地；I則表示電源變壓器中性點不接地(或通過高阻抗接地)。第二個大寫字母T表示電氣設(shè)備的外殼直接接地，但和電網(wǎng)的接地系統(tǒng)沒有聯(lián)系；N表示電

14、氣設(shè)備的外殼與系統(tǒng)的接地中性線相連。 中性點直接接地系統(tǒng) 基本信息：電源變壓器中性點接地，設(shè)備外露部分與中性線相連。根據(jù)電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分與系統(tǒng)連接的不同方式又可分三類：即TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)。 TN-C系統(tǒng) 其特點是：電源變壓器中性點接地，保護零線(PE)與工作零線(N)共用。 (1)它是利用中性點接地系統(tǒng)的中性線(零線)作為故障電流的回流導(dǎo)線，當電氣設(shè)備相線碰殼，故障電流經(jīng)零線回到中點，由于短路電流大，因此可采用過電流保護器切斷電源。TN-C系統(tǒng)一般采用零序電流保護； (2)TN-C系統(tǒng)適用于三相負荷基本平衡場合，如果三相負荷不平衡，則PEN線中有不平衡電流，再加

15、一些負荷設(shè)備引起的諧波電流也會注入PEN，從而中性線N帶電，且極有可能高于50V，它不但使設(shè)備機殼帶電，對人身造成不安全，而且還無法取得穩(wěn)定基準電位； (3)TN-C系統(tǒng)應(yīng)將PEN線重復(fù)接地，其作用是當接零的設(shè)備發(fā)生相與外殼接觸時，可以有效地降低零線對地電壓。 缺陷信息 (1)當三相負載不平衡時，在零線上出現(xiàn)不平衡電流，零線對地呈現(xiàn)電壓。當三相負載嚴重不平衡時，觸及零線可能導(dǎo)致觸電事故。 (2)通過漏電保護開關(guān)的零線，只能作為工作零線，不能作為電氣設(shè)備的保護零線，這是由于漏電開關(guān)的工作原理所決定的。 (3)對接有二極漏電保護開關(guān)的單相用電設(shè)備，如用于TN-C系統(tǒng)中其金屬外殼的保護零線，嚴禁與該

16、電路的工作零線相連接，也不允許接在漏電保護開關(guān)前面的PEN線上，但在使用中極易發(fā)生誤接。 (4)重復(fù)接地裝置的連接線，嚴禁與通過漏電開關(guān)的工作零線相連接。 TN-S供電系統(tǒng)，將工作零線與保護零線完全分開，從而克服了TN-C供電系統(tǒng)的缺陷，所以現(xiàn)在施工現(xiàn)場已經(jīng)不再使用TN-C系統(tǒng)。 系統(tǒng)構(gòu)造 整個系統(tǒng)的中性線(N)與保護線(PE)是分開的。 (1)當電氣設(shè)備相線碰殼，直接短路，可采用過電流保護器切斷電源； (2)當N線斷開，如三相負荷不平衡，中性點電位升高，但外殼無電位，PE線也無電位； (3)TN-S系統(tǒng)PE線首末端應(yīng)做重復(fù)接地，以減少PE線斷線造成的危險。 (4)TN-S系統(tǒng)適用于工業(yè)企業(yè)、

17、大型民用建筑。 目前單獨使用獨一變壓器供電的或變配電所距施工現(xiàn)場較近的工地基本上都采用了TN-S系統(tǒng)，與逐級漏電保護相配合，確實起到了保障施工用電安全的作用，但TN-S系統(tǒng)必須注意幾個問題： (1)保護零線絕對不允許斷開。否則在接零設(shè)備發(fā)生帶電部分碰殼或是漏電時，就構(gòu)不成單相回路，電源就不會自動切斷，就會產(chǎn)生兩個后果：一是使接零設(shè)備失去安全保護；二是使后面的其他完好的接零設(shè)備外殼帶電，引起大范圍的電氣設(shè)備外殼帶電，造成可怕的觸電威脅。因此在JGJ46-88施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范規(guī)定專用保護線必須在首末端做重復(fù)接地。 (2)同一用電系統(tǒng)中的電器設(shè)備絕對不允許部分接地部分接零。否則當保護接地

18、的設(shè)備發(fā)生漏電時，會使中性點接地線電位升高，造成所有采用保護接零的設(shè)備外殼帶電。 (3)保護接零PE線的材料及連接要求：保護零線的截面應(yīng)不小于工作零線的截面，并使用黃/綠雙色線。與電氣設(shè)備連接的保護零線應(yīng)為截面不少于2.5mm2的絕緣多股銅線。保護零線與電氣設(shè)備連接應(yīng)采用銅鼻子等可靠連接，不得采用鉸接；電氣設(shè)備接線柱應(yīng)鍍鋅或涂防腐油脂，保護零線在配電箱中應(yīng)通過端子板連接，在其他地方不得有接頭出現(xiàn)。 故障信息 它由兩個接地系統(tǒng)組成，第一部分是TN-C系統(tǒng)，第二部分是TN-S系統(tǒng)，其分界面在N線與PE線的連接點。 (1)當電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼，同TN-S系統(tǒng)； (2)當N線斷開，故障同TN-S系統(tǒng)

19、； (3)TN-C-S系統(tǒng)中PEN應(yīng)重復(fù)接地，而N線不宜重復(fù)接地。 PE線連接的設(shè)備外殼在正常運行時始終不會帶電，所以TN-C-S系統(tǒng)提高了操作人員及設(shè)備的安全性。施工現(xiàn)場一般當變臺距現(xiàn)場較遠或沒有施工專用變壓器時采取TN-C-S系統(tǒng)。 4.4、中性點接地的優(yōu)越性 在220/380V三相四線制低壓配電網(wǎng)絡(luò)中，配電變壓器的中性點大都實行工作接地。這主要是因為這樣做具有下述優(yōu)越性：一是正常供電情況下能維持相線的對地電壓不變，從而可向外(對負載)提供220/380V這兩種不同的電壓，以滿足單相220V（如電燈、電熱）及三相380V（如電動機）不同的用電需要。二是若中性點不接地，則當發(fā)生單相接地的情況

20、時，另外兩相的對地電壓便升高為相電壓的幾倍。中性點接地后，另兩相的對地電壓便仍為相電壓。這樣，即能減小人體的接觸電壓，同時還可適當降低對電氣設(shè)備的絕緣要求，有利于制造及降低造價。三是可以避免高壓電竄到低壓側(cè)的危險。實行上述接地后，萬一高低壓線圈間絕緣損壞而引起嚴重漏電甚至短路時，高壓電便可經(jīng)該接地裝置構(gòu)成閉合回路，使上一級保護動作跳閘而切斷電源，從而可以避免低壓側(cè)工作人員遭受高壓電的傷害或造成設(shè)備損壞。所以，低壓電網(wǎng)的配電中性點一般都要實行直接接地。中性點有電源中性點與負載中性點之分。它是在三相電源或負載按Y型聯(lián)接時才出現(xiàn)。對電源而言，凡三相線圈的首端或尾端連接在一起的共同連接點，稱電源中性點

21、，簡稱中點；而由電源中性點引出的導(dǎo)線便稱中性線，簡稱中線，常用N表示。三相四線制中性點不接地系統(tǒng)和三相四線制中性點接地系統(tǒng)。一般情況下，當中性點接地時，則稱為零線；若不接地時，則稱為中線。配電系統(tǒng)的三點共同接地。為防止電網(wǎng)遭受過電壓的危害，通常將變壓器的中性點，變壓器的外殼，以及避雷器的接地引下線共同于一個接地裝置相連接，又稱三點共同接地。這樣可以保障變壓器的安全運行。當遭受雷擊時，避雷器動作，變壓器外殼上只剩下避雷器的殘壓，減少了接地體上的那部分電壓。評價電力的標準就是“安全性、經(jīng)濟性、靈活性和可靠性”，討論變壓器中性點接地方式，也是用這四性去判別的； 在電力系統(tǒng)中，最容易出現(xiàn)的是單相接地事

22、故，對于中性點不接地系統(tǒng)，當發(fā)生單相接地后，接地相的相電壓降為零，未接地相的相電壓升為線電壓，即增加了根號3倍； 1、在低壓380/220V系統(tǒng)中，有許多單相用電設(shè)備，如果中性點不接地運行，則發(fā)生單相接地后，有可能未接地相電壓升高，會因過電壓燒毀家用電器，從安全性考慮，我們必須采用中性點直接接地系統(tǒng)，將中性點的電位牢牢固定在“0”； 2、對中壓系統(tǒng)，如6KV-66KV系統(tǒng)，大多是三相用電設(shè)備，且設(shè)備多在室外，出事的幾率比較多，設(shè)備絕緣強度也比較高，即便出現(xiàn)了單相接地，未接地相電壓升高也能承受，三相平衡對稱的關(guān)系沒有改變，也就是說三相系統(tǒng)還能正常運轉(zhuǎn)，這時從可靠性考慮，還是在中壓系統(tǒng)采用中性點不

23、接地系統(tǒng)比較好； 3、對于高壓系統(tǒng)，如110KV以上的供電系統(tǒng)，電壓高，設(shè)備絕緣考慮成本不會作得很大，如果中性點不接地，當單相接地時，未接地的二相就要能夠承受根號3倍的過電壓，瓷絕緣子體積就要增大近一倍，原來1米長的絕緣子就要增加到1.732米以上，不但制造起來不容易，安裝也是問題，會使設(shè)備投資大大增加，另外110KV以上系統(tǒng)由于電壓高，桿塔的高度也高，不容易出現(xiàn)單相接地的情況，因而就是出現(xiàn)了接地就跳閘也不會影響多少供電可靠性，因而從投資的經(jīng)濟性考慮，在110KV以上供電系統(tǒng)，我們多采用中性點直接接地系統(tǒng)。24中性點不同接地方式的比較及其應(yīng)用范圍2.4.1中性點不同接地方式的比較1供電可靠性小

24、接地電流系統(tǒng)，因為在單相接地時，并未形成短路；大多數(shù)單相接地故障能迅速消除，即使沒能自行消除，也不需立即斷開線路（一般允許繼續(xù)運行2H），保證供電盡可能不間斷。大接地電流系統(tǒng)發(fā)生單相接地即形成單相短路，必須立即斷開電路，造成的后果是短期停電（重合閘成功），或者長期停電（永久性故障，重合閘不成功）。從供電可靠性角度考慮，小接地電流系統(tǒng)，特別是中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，具有明顯優(yōu)勢。2.過電壓與絕緣水平小接地電流系統(tǒng)按線電壓考慮。大接地電流系統(tǒng)比小接地電流系統(tǒng)的絕緣水平可降低20%左右，在選用避雷器時，前者采用80%避雷器，后者用100%避雷器。小接地電流系統(tǒng)單相接地時，其各種操作過電壓與共振過電

25、壓的倍數(shù)幾乎是大接地電流的3倍。從過電壓與絕緣水平來看，采用大接地電流系統(tǒng)有利。3.繼電保護大接地電流：繼電保護簡單可靠；小接地電流：很難用普通的方向繼電器來判斷故障線路。4. 對通信的干擾單相接地產(chǎn)生干擾的途徑有兩種：靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。小接地電流系統(tǒng)中，起主要作用的是靜電感應(yīng)；大接地電流系統(tǒng)中，對通信線路的干擾大，電力線和通信線間必須保持一定的距離。中性點直接接地系統(tǒng)對通信干擾影響最大；中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)對通信的干擾最小。5. 系統(tǒng)穩(wěn)定性小接地電流系統(tǒng)，流過接地點的電流很小，不存在引起使失步可能。2.4.2中性點運行方式的應(yīng)用范圍小接地電流系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：供電可靠性高，無通信干擾問

26、題；缺點是絕緣水平要求高。大接地電流系統(tǒng)的特點相反。1. 在3到10KV系統(tǒng)，著重考慮供電可靠性問題，一般多采用中性點不接地系統(tǒng)；僅在線路長或有電纜線路且單相接地電流過大時，采用經(jīng)消弧線圈接地方式；2. 35到66KV系統(tǒng)，著重考慮供電可靠性問題，一般多采用經(jīng)消弧線圈接地方式；3. 110KV系統(tǒng)，絕緣費用在總投資中所占比重增大，供電可靠性可通過全線架設(shè)避雷線和采用自動重合閘加以改善；多采用中性點直接接地系統(tǒng)；但雷電活動較強的地區(qū)可采用經(jīng)消弧線圈接地方式；4. 220KV及其以上系統(tǒng)，降低絕緣水平占首要地位，采用中性點直接接地系統(tǒng)。 變壓器中性點接地方式及其特點 變壓器中性點的接地方式是關(guān)系到

27、電力系統(tǒng)安全運行的問題。我國35kV及以下的系統(tǒng)多采用中性點多采用中性點不接地方式或經(jīng)消弧線圈接地方式。采用這兩種接地方式的電力系統(tǒng)都屬于小電流接地系統(tǒng)。中性點不接地系統(tǒng)長期工作電壓和過電壓均較高，特別是存在電弧接地過電壓的危險，整個系統(tǒng)需要較高的絕緣水平。當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，變壓器中性點將出現(xiàn)相電壓，因而中性點不接地系統(tǒng)安裝的變壓器須是全絕緣變壓器。中性點經(jīng)消弧線圈接地方式可以消除單相弧光接地故障，避免電弧接地過電壓的危險。以上兩種接地方式最大的優(yōu)點是發(fā)生單相故障時斷路器不跳閘。 110kV及以上系統(tǒng)一般采用中性點直接接地方式。中性點接地系統(tǒng)內(nèi)過電壓可降低20%30%，系統(tǒng)絕緣耐壓水平

28、可降低20%，并可使用分級絕緣變壓器；缺點是系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障（概率最多）時也將引起斷路器跳閘，增加了停電次數(shù)。 中性點接地方式及其影響 1中性點直接接地中性點直接接地方式，即是將中性點直接接入大地。該系統(tǒng)運行中若發(fā)生一相接地時，就形成單相短路，其接地電流很大，使斷路器跳閘切除故障。這種大電流接地系統(tǒng)，不裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置。中性點直接接地系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)過電壓最低，而過電壓是電網(wǎng)絕緣配合的基礎(chǔ)，電網(wǎng)選用的絕緣水平高低，反映的是風(fēng)險率不同，絕緣配合歸根到底是個經(jīng)濟問題。中性點直接接地系統(tǒng)產(chǎn)生的接地電流大，故對通訊系統(tǒng)的干擾影響也大。當電力線路與通訊線路平行走向時，由于耦合產(chǎn)生感應(yīng)電壓，對通訊造成干擾

29、。中性點直接接地系統(tǒng)在運行中若發(fā)生單相接地故障時，其接地點還會產(chǎn)生較大的跨步電壓與接觸電壓。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。對此只有加強安全教育和正確配置繼電保護及嚴格的安全措施，事故也是可以避免的。其辦法是：盡量使電桿接地電阻降至最小；對電桿的拉線或附裝在電桿上的接地引下線的裸露部分加護套；倒閘操作人員應(yīng)嚴格執(zhí)行電業(yè)安全工作規(guī)程。 2中性點不接地中性點不接地方式，即是中性點對地絕緣，結(jié)構(gòu)簡單，運行方便，不需任何附加設(shè)備，投資省。適用于農(nóng)村10kV架空線路為主的輻射形或樹狀形的供電網(wǎng)絡(luò)。該接地方式在運行中，若發(fā)生單相接地故障，其流過故障點電流僅為電網(wǎng)對地的電容電流，

30、其值很小稱為小電流接地系統(tǒng)，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，迅速處理，以免故障發(fā)展為兩相短路，而造成停電事故。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，一般能自動熄弧，非故障相電壓升高不大，不會破壞系統(tǒng)的對稱性，故可帶故障連續(xù)供電2h，從而獲得排除故障時間，相對地提高了供電的可靠性。中性點不接地方式因其中性點是絕緣的，電網(wǎng)對地電容中儲存的能量沒有釋放通路。在發(fā)生弧光接地時，電弧的反復(fù)熄滅與重燃，也是向電容反復(fù)充電過程。由于對地電容中的能量不能釋放，造成電壓升高，從而產(chǎn)生弧光接地過電壓或諧振過電壓，其值可達很高的倍數(shù)，對設(shè)備絕緣造成威脅。此外，由于電網(wǎng)存在電

31、容和電感元件，在一定條件下，因倒閘操作或故障，容易引發(fā)線性諧振或鐵磁諧振，這時饋線較短的電網(wǎng)會激發(fā)高頻諧振，產(chǎn)生較高諧振過電壓，導(dǎo)致電壓互感器擊穿。對饋線較長的電網(wǎng)卻易激發(fā)起分頻鐵磁諧振，在分頻諧振時，電壓互感器呈較小阻抗，其通過電流將成倍增加，引起熔絲熔斷或電壓互感器過熱而損壞。 3中性點經(jīng)消弧線圈接地中性點經(jīng)消弧線圈接地方式，即是在中性點和大地之間接入一個電感消弧線圈。當電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，其接地電流大于30A，產(chǎn)生的電弧往往不能自熄，造成弧光接地過電壓概率增大，不利于電網(wǎng)安全運行。為此，利用消弧線圈的電感電流對接地電容電流進行補償，使通過故障點的電流減小到能自行熄弧范圍。通過對消弧線

32、圈無載分接開關(guān)的操作，使之能在一定范圍內(nèi)達到過補償運行，從而達到減小接地電流。這可使電網(wǎng)持續(xù)運行一段時間，相對地提高了供電可靠性。該接地方式因電網(wǎng)發(fā)生單相接地的故障是隨機的，造成單相接地保護裝置動作情況復(fù)雜，尋找發(fā)現(xiàn)故障點比較難。消弧線圈采用無載分接開關(guān)，靠人工憑經(jīng)驗操作比較難實現(xiàn)過補償。消弧線圈本身是感性元件，與對地電容構(gòu)成諧振回路，在一定條件下能發(fā)生諧振過電壓。消弧線圈能使單相接地電流得到補償而變小，這對實現(xiàn)繼電保護比較困難。 4中性點經(jīng)電阻接地中性點經(jīng)電阻接地方式，即是中性點與大地之間接入一定電阻值的電阻。該電阻與系統(tǒng)對地電容構(gòu)成并聯(lián)回路，由于電阻是耗能元件，也是電容電荷釋放元件和諧振的

33、阻壓元件，對防止諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓，有一定優(yōu)越性。中性點經(jīng)電阻接地的方式有高電阻接地、中電阻接地、低電阻接地等三種方式。這三種電阻接地方式各有優(yōu)缺點，要根據(jù)具體情況選定。 5結(jié)束語隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化對電力依賴和消費程度越來越高，對用戶供電的可靠性，也不再是靠帶單相接地故障運行2h來保證，而是靠電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電力調(diào)度控制來保證。隨著電網(wǎng)規(guī)模擴大，單相接地電流也隨之增大，而威脅到設(shè)備的安全。為此，10kV單電源輻射形或樹狀形供電，必須向環(huán)網(wǎng)雙電源供電改造。此外，由于現(xiàn)代化城鎮(zhèn)建設(shè)對市容的要求，10kV架空線路應(yīng)改造為以電纜供電為主，架空線路為輔，這也成必然趨勢。所以10k

34、V電網(wǎng)中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式，將隨用電負荷逐年遞增與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化而變化。為滿足今后電力發(fā)展的需要，必須根據(jù)電力負荷、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電纜回數(shù)、過電壓保護、跳閘方式，以及繼電保護構(gòu)成和電力系統(tǒng)穩(wěn)定性等因素，對10kV電網(wǎng)中性點接地方式進行選擇確定，從而達到中性點接地方式的優(yōu)化。 配電網(wǎng)中性點經(jīng)高阻接地的安全性能分析 1前言隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，某些城市及部分企業(yè)的供配電網(wǎng)已改變了過去以架空線路為主的局面，而是以電纜線路為主。同時，一些結(jié)構(gòu)緊湊的封閉式設(shè)備(如SF6開關(guān)柜)、聚乙烯電纜及氧化鋅避雷器的廣泛應(yīng)用，使原有的非有效接地方式，已不能適應(yīng)當前電力系統(tǒng)的發(fā)展需要?；谝陨锨闆r，我國個別地區(qū)

35、的配電網(wǎng)絡(luò)中性點已采用經(jīng)低電阻接地的運行方式。這種接地方式可以降低單相接地時的暫態(tài)過電壓，消除弧光接地過電壓，使用簡單的保護裝置就能迅速選擇故障支路，消除故障。但是，隨著帶來線路跳閘頻繁、斷路器維護工作量的增大及人身觸電電流的增大，直接影響到供電系統(tǒng)的可靠性與安全性。從國外電網(wǎng)的發(fā)展來看，美、日等國家采用低電阻接地方式居多，并認為低電阻接地是今后的發(fā)展趨勢。我國從西方國家引進的成套工廠設(shè)備，高壓配電系統(tǒng)都采用低電阻的接地方式。從國內(nèi)來說，目前電力系統(tǒng)正在制定電阻接地的有關(guān)措施，并將逐步實施。我們通過試驗研究后認為，采用中性點經(jīng)低電阻接地的方式，并不一定是適合我國城市或企業(yè)配電網(wǎng)發(fā)展的最佳方式；

36、目前，電力系統(tǒng)尚有不同的觀點和做法。因此，我們將通過下面的模擬試驗，對中性點接地方式的有關(guān)問題作進一步的研究與探討。影響中性點接地方式的因素很多，本文不可能對各種因素逐一全面研究，只能針對電纜供電的特點，著重對一些影響中性點接地方式的安全問題進行研究；主要對高阻接地情況下的參數(shù)選擇進行分析比較，以尋求更為合理的中性點接地方式。2電網(wǎng)中性點經(jīng)高阻接地時的過電壓試驗高電阻接地是這樣定義的：電力系統(tǒng)中性點通過一電阻接地，其單相接地故障時的電阻電流被限制到等于或略大于系統(tǒng)總電容電流，即IRN3IC0。RNXC03，RN為接地電阻，XC0為系統(tǒng)每相對地容抗，3IC0為總電容電流，IRN為流過電阻器的電流

37、。 當發(fā)生電弧接地時，接地電流為Ijd=(1/RN+j3C0)UA=IRN+jIC單相接地將使非故障相對地電壓升高3倍，變成線電壓；此時，電網(wǎng)的線電壓仍維持對稱狀態(tài)，對負荷沒有影響。如果發(fā)生的是間歇性電弧接地故障，非故障相對地電壓將大大超過3倍，而且波及整個電網(wǎng)，使那些絕緣薄弱環(huán)節(jié)相繼發(fā)生絕緣擊穿，使事故擴大。試驗時，在高壓模擬電網(wǎng)(3.3kV)上用低阻尼電容分壓器、磁帶記錄儀記錄過電壓信息，由計算機采集分析系統(tǒng)采集記錄在磁帶儀上的過電壓信息并加以分析，計中性點波形間歇性重燃時V0為衰減的梯形波疊加高頻振蕩，即中性點積累的電荷經(jīng)電阻RN泄放較快；試驗中最大過電壓在1.53.5Vxg之

38、間。從試驗中可以看出，基本上是每半個工頻周期發(fā)生一次燃弧，每相及中性點電壓都有明顯的振蕩；當發(fā)生間歇性燃弧時，隨著中性點電阻值的減小，中性點電位在半個工頻周期內(nèi)衰減加快，即系統(tǒng)能量泄放較快，從而有效地降低了各相及中性點的過電壓幅值。試驗表明，中性點電阻對串聯(lián)諧振過電壓與間歇性電弧接地過電壓起到了很好的抑制作用。當RN=13C0時，中性點位移電壓在半個周期內(nèi)降到原來的4.32%，這就降低了故障相上的最大恢復(fù)電壓數(shù)值，使電弧重燃不致引起高幅值的過電壓，但接地點的電流增加較大。取RN=23C0，將大大減小接地點的電流，此時中性點電位在半個工頻周期內(nèi)衰減較小，降到原來的20.8%。電阻的存在，大大降低

39、了故障相恢復(fù)電壓的上升速度，減少了電弧重燃的可能。試驗中，每次燃弧基本上都是在故障相電壓的最大值處發(fā)生，及恢復(fù)電壓達到最大且大于介質(zhì)恢復(fù)強度時，發(fā)生擊穿而使電弧重燃。從試驗結(jié)果分析看，RN的值越大，電弧重燃越易，且電弧能量也較大；隨著RN值的減小，燃弧變得較難，電弧能量也逐漸減小，這與理論分析相符。電網(wǎng)中性點經(jīng)高阻接地后，對電弧接地過電壓和串聯(lián)諧振過電壓有較大的抑制作用，從而有效地防止了異常過電壓對電機、電纜絕緣的危害，保證了用電設(shè)備的安全運行。當接地故障電流較大時，持續(xù)的故障電流所引起的熱效應(yīng)，會使電纜在接地故障處的相間絕緣因過熱燃毀而發(fā)展為相間短路。所以，當電網(wǎng)的電容電流較小時，應(yīng)采用中性點經(jīng)高阻接地的方式；尤其是對高壓電動機的電纜線路較多且運行多年的老電網(wǎng)，由于電動機和電纜絕緣都已降低和老化，容易受異常過電壓的破壞，將這類電網(wǎng)的中性點改為經(jīng)高阻接地時非常適合的。只要中性點電阻選擇合適，即使電網(wǎng)參數(shù)發(fā)生變化，也不需要再調(diào)節(jié)電阻值，且運行簡單，效益顯著。中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)的另一個突出優(yōu)點是易于實現(xiàn)選擇性的繼電保護。 3中性點電阻值的選取原則 根據(jù)電網(wǎng)的實際情況。安全電阻值的選取一般應(yīng)