淺談配電網中性點接地的新思路

李海生

（承德供電豐寧分公司，河北 承德068350）

1 配電網中性點不同接地方式的優缺點分析

配電網是電網中較為重要的組成部分之一，肩負著電能分配的使命，其安全、可靠運行直接關系到供電可靠性，而想要確保配電網能夠安全、穩定、可靠運行，除了需要保證各個設備安全運行之外，接地方式的選擇也尤為重要。目前，我國配電網的接地方式主要有以下幾種：

1．1 中性點不接地

這是現有配電網中較為常用的一種接地方式，其優點非常明顯，具體體現在以下幾個方面：（1）接地方式比較簡單，經濟性較高；（2）當出現單相接地故障時，由于線路中的線電壓相位和量值均不會發生明顯變化，因此所有的三相用電設備均可正常運行，供電可靠性較高，并且這種接地方式還允許在發生單相接地故障的情況下繼續運行2 h左右，能夠給搶修提供一定的時間。雖然該接地方式的優點十分明顯，但是其也存在一定的缺點，最為典型的是系統發生單相接地故障時，健全相的電壓會隨之升高并成為線電壓，這樣一來便會對電力設備的絕緣等級要求較高，換言之，采取這種接地方式的配電網，其中的設備都需要按照較高的耐壓水平來選擇線電壓，這對設備的安全運行非常不利。

1．2 諧振接地

所謂諧振接地具體是指中性點經過消弧線圈接地的一種方式。這種接地方式的優點：（1）當出現單相接地故障時，消弧線圈中產生的感性電流可以對電網中產生的容性電流起到一定的補償作用，這樣便能夠使故障點上的電流值無限接近于0，并且允許帶故障運行2 h左右，供電可靠性顯著提高。（2）由于系統發生故障時的電流相對較小，從而大幅度降低了故障率，能夠有效地組織瞬時性接地向永久性接地故障的轉變，有助于確保電網運行的安全性，同時對周圍通訊線路的干擾也相對較小。缺點：（1）當系統運行方式發生改變時，會由于補償不當而引起諧振過電壓；（2）當線路發生永久性接地故障時，消弧線圈自身的補償以及選線功能十分不利于對接地線路進行快速隔離，從而會導致故障時間相對較長，造成事故范圍進一步擴大。

1．3 中性點經低電阻接地

這種接地方式的優點主要體現在以下2個方面：（1）能夠使過電壓水平得到有效的限制，當系統發生單相接地故障時，健全相的電壓雖然會相應地升高，但持續時間卻相對較短，從而對設備絕緣等級的要求較低，因此設備的耐壓水平可依據相電壓進行選擇，這有助于提高設備的安全性。（2）當系統發生單相接地故障時，因故障電流較大，零序電流保護的靈敏度相對較高，從而能夠快速地檢測出接地線路并對其進行隔離，這樣可以進一步避免事故范圍擴大。缺點：（1）當系統發生接地故障且電流相對較大時，若零序電流保護未能及時動作，將會對故障點附近的絕緣造成嚴重危害，從而導致相間短路故障。（2）當短路電流過大時，會形成比較嚴重的電磁效應，進而會對周圍的通訊線路造成一定的干擾。（3）過大的短路電流還會在故障點位置處形成大量的電離氣體，由此便會建立起持續不斷的電弧，想要使故障自行清除基本是不可能實現的，這樣一來便會導致線路在發生瞬時性接地故障時非常容易跳閘，增加線路的跳閘故障率。

2 配電網中性點接地方式選擇的新思路

配電網中性點接地方式的選擇是一個較為復雜且系統的工程，在具體確定過程中，需要綜合考慮多方面的因素，如供電可靠性、電網結構、過電壓保護、繼電保護、絕緣配合、運行穩定性、人身安全等。同時，還應從實際情況出發，對各種接地方式進行技術性和經濟性比較分析后，因地、因時制宜來選擇接線方式。鑒于上述3種接地方式均存在一定的優缺點，下面筆者提出一種全新的配電網接地方式，即“快速消弧線圈＋快速選線跳閘”的接地方式。

2．1 新接地方式的特點

該接地方式主要強調的是消弧線圈的快速消弧作用，其特點具體體現在確保消弧線圈快速輸出補償電流的前提下，并在接地故障電流降至較小的殘留狀態時，進行快速準確地選擇線路。這種接地方式對單相接地故障的處理過程如下：當系統發生接地故障時，借助快速消弧線圈能夠實現準確補償，進而使瞬時性故障得到最大程度的恢復；若故障持續時間超過1 s，通過準確性極高的選線裝置能夠迅速查找出故障線路，進而可以在第一時間內進行維修；如果故障時間大于整定值，便會對選出的線路進行跳閘處理。

2．2 關鍵技術

新接地方式的實現過程中，需要掌握的關鍵技術主要有以下3種：快速消弧、快速準確選擇線路以及消弧與選線的快速動態配合，這3種技術均可以利用電力電子技術來實現。其中，快速消弧問題可以憑借高短路阻抗式變壓器可控電抗器原理的KD－XH配網智能化快速消弧系統來解決；快速選擇線路的問題則可憑借具備小擾動原理的DDS型配網接地故障智能檢測裝置來予以解決，這樣兩者之間的動態配合問題也就獲得了有效的解決。在帶有消弧線圈的配電網當中，快速準確地選擇線路一直以來都是一個難點。通常情況下，消弧線圈的補償會使故障電流降至較小的殘流，該電流值一般不超過5 A，并且補償得越到位殘流就越小。而在高電阻接地故障且電容電流相對較小時，殘流會更小，這就要求選線裝置必須具備較高的檢測靈敏度及準確性。為了進一步確保可靠消弧，選線的過程不可以對消弧線圈的快速響應造成影響，同時也不能影響實際的消弧效果。想要使接地故障的持續時間降到最少，線路的選擇必須以最快的速度完成。除此之外，還需要考慮在最不利的組合狀態下完成正確快速的選線。

2．3 新接地方式的實現條件

雖然性能良好的快速消弧線圈的出現給選線技術增加了一定的難度，但是其也為合理、優化的選線創造了有利條件，從而使小擾動選線原理的實現成為可能。所謂小擾動選線原理實質上是指在接地過程中，使消弧線圈的補償度在較短時間及較小的范圍內變化，并對各個線路零序電量的變化量進行比較。通過理論分析可知，非接地線路的補償度與零序電流的關系曲線相對于工頻諧振點而言是對稱的，但接地線路卻是不對稱的，為此，接地故障線路的零序電量變化量必然最大，這樣其便會被選出。這種選線原理的關鍵在于：（1）短時。由消弧線圈所提供的補償電流偏離工頻諧振點的總體時間大致為3～4個周期左右。（2）范圍小。補償電流變化所導致的接地電流增量相對較小。以上這2點確保了系統發生接地故障時，電弧不會出現重燃的現象。為了進一步提高準確度，可以采用對稱調節的方式，即在工頻諧振點左右對稱地讓補償度發生變化，并保證非接地線路零序電流基本保持不變，而接地線路零序電流則會出現較大的變化，這樣便很容易地被快速、準確選出。因消弧與選線能夠多次進行小擾動配合，從而有效地確保了正確性，由此也使選線的高準確率獲得了理論上的保障。大量的實踐也充分證明了“快速消弧線圈＋快速選線跳閘”接地方式的可行性。

3 結語

由上文可知，不同配電網中性點接地的選擇具有一定差別，將對配電網的安全、穩定運行產生影響。只有結合配電網運行的實際需求，有針對性地選擇中性點接地方法，才能確保配電網運行目標的順利實現。“快速消弧線圈＋快速選線跳閘”方式作為全新的接地方法，在應用中具備諸多優勢，必將成為今后配電網中性點接地的選擇目標。

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