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范紹開(kāi) 汕尾供電局

　　摘  要：本文通過(guò)對(duì)三種不同接地方式的比較，闡述了不同接地方式的特點(diǎn)，提出了應(yīng)結(jié)合實(shí)際電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和發(fā)展來(lái)選擇合理中性點(diǎn)的接地方式。 
　　關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng) 中性點(diǎn) 接地方式  
 

1.三種不同接地方式
　　在我國(guó)的10kV配電系統(tǒng)中，中性點(diǎn)的接地方式基本上有三種：中性點(diǎn)絕緣接地方式、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式。這三種接地方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，特別對(duì)于小電阻接地和消弧線(xiàn)圈接地方式孰優(yōu)孰劣問(wèn)題，一直存在不同的觀(guān)點(diǎn)。
 
1.1中性點(diǎn)不接地
　　中性點(diǎn)不接地方式是我國(guó)10KV配電網(wǎng)采用得比較多的一種方式。這種接地方式在運(yùn)行當(dāng)中如發(fā)生了單相接地故障，由于流過(guò)故障點(diǎn)的電流僅為電網(wǎng)對(duì)地的電容電流，當(dāng)10kV配電系統(tǒng)Ijd限制在10A以下時(shí)，接地電弧一般能夠自動(dòng)熄滅，此時(shí)雖然健全相電壓升高，但系統(tǒng)還是對(duì)稱(chēng)的，故可允許帶故障連續(xù)供電一段時(shí)間（規(guī)程規(guī)定為2小時(shí)），相對(duì)地提高了供電可靠性。這種接地方式不需任何附加設(shè)備，只要裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置，以便發(fā)現(xiàn)單相接地故障后能迅速處理，避免單相故障長(zhǎng)期存在發(fā)展為相間短路故障。
　　由于中性點(diǎn)不接地方式中性點(diǎn)對(duì)地是絕緣的，當(dāng)發(fā)生弧光接地時(shí)，由于對(duì)地電容中的能量不能釋放，因此會(huì)產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓或諧振過(guò)電壓，其值一般可達(dá)2—3.5Uxg，會(huì)對(duì)設(shè)備絕緣造成威脅。另一方面，由于目前普遍使用的小電流接地系統(tǒng)選線(xiàn)裝置的選線(xiàn)準(zhǔn)確率比較低，還未能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出發(fā)生接地故障的線(xiàn)路。發(fā)生單相接地故障后，一般采用人工試?yán)�的方法尋找接地點(diǎn)，因此會(huì)造成非故障線(xiàn)路的不必要停電。
1.2 中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地
　　中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式，即在中性點(diǎn)與大地之間接入一定阻值的電阻，該方式可認(rèn)為是介于中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)直接接地之間的一種接地方式，世界上以美國(guó)為主的部分國(guó)家采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。采用此種方式，用以泄放線(xiàn)路上的過(guò)剩電荷，來(lái)限制弧光接地過(guò)電壓。中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式中，一般選擇電阻的值較小（工程上一般選取10～20Ω）。在系統(tǒng)單相接地時(shí)，控制流過(guò)接地點(diǎn)的電流在10A～500A之間，通過(guò)流過(guò)接地點(diǎn)的電流來(lái)啟動(dòng)零序保護(hù)動(dòng)作，因此可快速切除線(xiàn)路單相故障。中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的特點(diǎn)有：
　　1.2.1中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)可以配置零序過(guò)流或限流速斷保護(hù)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障線(xiàn)路的零序保護(hù)可在（0.5～2.0）sec切除故障。根據(jù)北京、上海等地的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，零序保護(hù)動(dòng)作準(zhǔn)確率在95%以上，可及時(shí)切除故障線(xiàn)路。
　　1.2.2由于電阻是耗能元件同時(shí)也是阻尼元件，相當(dāng)于在諧振回路中串接一個(gè)阻尼電阻，由于電阻的阻尼作用，可以限制諧振過(guò)電壓的形成。試驗(yàn)表明，當(dāng)接地電阻值R≤1500Ω，基本上可以消除系統(tǒng)內(nèi)的各種諧振過(guò)電壓。
　　1.2.3在中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的系統(tǒng)中，健全相的過(guò)電壓水平可超過(guò)3倍相電壓，對(duì)設(shè)備的的絕緣水平造成一定的危害。在小電阻接地系統(tǒng)中，當(dāng)接地電弧第一次自動(dòng)熄滅后，系統(tǒng)的對(duì)地電容的殘余電荷將通過(guò)小電阻及時(shí)泄放，因此過(guò)電壓幅值不高，不會(huì)產(chǎn)生很高的過(guò)電壓，健全相的過(guò)電壓低于3倍相電壓，因此一般不會(huì)危及設(shè)備的絕緣。
　　1.2.4有利于降低操作過(guò)電壓，中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的配電網(wǎng)發(fā)生單相故障時(shí)，零序保護(hù)動(dòng)作，可準(zhǔn)確并迅速地切除線(xiàn)路的故障。如果發(fā)生接地故障的線(xiàn)路是電纜線(xiàn)路，由于電纜線(xiàn)路故障一般是永久性故障，可對(duì)電纜線(xiàn)路不投線(xiàn)路重合閘，不會(huì)引起操作過(guò)電壓；如果發(fā)生單相接地故障的線(xiàn)路是架空線(xiàn)路，由于架空線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障較多，在故障跳閘后，線(xiàn)路還將重合一次，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和實(shí)測(cè)表明，無(wú)論重合閘是否成功，線(xiàn)路重合過(guò)程中不會(huì)引起明顯的操作過(guò)電壓。
　　1.2.5采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相故障時(shí)，無(wú)論故障是永久性還是非永久性的，故障線(xiàn)路均跳閘，因此線(xiàn)路跳閘次數(shù)較多；當(dāng)架空絕緣導(dǎo)線(xiàn)斷線(xiàn)，裸導(dǎo)線(xiàn)斷線(xiàn)接觸的是沙礫、瀝青、混凝土等干燥地面時(shí)，由于接地電流小，零序保護(hù)由于靈敏度原因可能不動(dòng)作，會(huì)導(dǎo)致一定程度的安全事故。
1.3 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地
　　消弧線(xiàn)圈是一個(gè)裝設(shè)于配電網(wǎng)中性點(diǎn)的可調(diào)電感線(xiàn)圈，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，其作用是提供一個(gè)感性電流，用來(lái)補(bǔ)償單相接地的容性電流。采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，利用消弧線(xiàn)圈的電感電流對(duì)接地電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，使流過(guò)接地點(diǎn)的電流減�。�10A以下）到能自行熄弧范圍，因接地電流電容電流得到補(bǔ)償，單相接地故障并不發(fā)展為相間故障，按規(guī)程規(guī)定系統(tǒng)可帶單相接地故障運(yùn)行2h。因此中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式的供電可靠性，高于中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的特點(diǎn)有：
　　1.3.1故障點(diǎn)接地電弧可自行熄滅，提高了供電可靠性。由于消弧線(xiàn)圈的感性電流對(duì)故障容性電流的補(bǔ)償，使單相故障接地容性電流在10A以下，因此接地電弧可以自行熄滅并避免重燃。
　　1.3.2可降低了接地工頻電流(即殘流)和地電位升高，減少了跨步電壓和接地電位差，減少了對(duì)低壓設(shè)備的反擊以及對(duì)信息系統(tǒng)的干擾。
　　1.3.3傳統(tǒng)的消弧線(xiàn)圈需要人工進(jìn)行調(diào)諧，不僅會(huì)使電網(wǎng)短時(shí)失去補(bǔ)償，而且不能有效地控制單相接地的故障電流。自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線(xiàn)圈裝置則能夠隨電網(wǎng)運(yùn)行方式的變化，及時(shí)、快速地調(diào)節(jié)消弧線(xiàn)圈的電感值，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，消弧線(xiàn)圈的電感電流能有效地補(bǔ)償接地點(diǎn)的電容電流，避免了間歇性弧光接地過(guò)電壓的產(chǎn)生。
2.中性點(diǎn)接地方式的選擇
　　中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)具有供電可靠性高，對(duì)人身及設(shè)備有較好的安全性，通訊干擾小，投資少等優(yōu)點(diǎn)。比較適合用于系統(tǒng)不大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，運(yùn)行方式變化不大的系統(tǒng)。
　　中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地，主要優(yōu)點(diǎn)是過(guò)電壓小，系統(tǒng)電纜可以選擇較低的絕緣水平，以節(jié)省投資。對(duì)于架空線(xiàn)路為主的系統(tǒng)，由于單相接地大多數(shù)為瞬時(shí)故障，而這種接地方式不分單相多相故障的性質(zhì)一律跳閘；對(duì)以電纜為主的配電網(wǎng)，由于電纜很少發(fā)生單相接地瞬時(shí)故障，比較適宜采用經(jīng)小電阻接地方式。
　　從限制單相接地故障電流的危害性角度出發(fā)，則中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈（自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償）接地方式較其他兩種接地方式有一定的優(yōu)越性。由于消弧線(xiàn)圈能夠根據(jù)系統(tǒng)的電容電流實(shí)時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償，避免發(fā)生間歇性弧光接地過(guò)電壓，供電可靠性相對(duì)提高。但是自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈的選線(xiàn)準(zhǔn)確率還不高，在運(yùn)行實(shí)踐中，很多安裝自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線(xiàn)圈的變電站由于裝置的選線(xiàn)準(zhǔn)確率不高，導(dǎo)致需要采用試?yán)�饋線(xiàn)的辦法尋找故障點(diǎn)。
3.結(jié)語(yǔ)
　　10KV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)涉及到可靠供電、人身和設(shè)備安全、通訊干擾和過(guò)電壓等方面的問(wèn)題，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)的發(fā)展水平、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因地制宜地選擇配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式。
 
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