變壓器中性點接地分析

蒲彥雄（中鐵電氣化局西安電氣化工程有限公司,陜西 寶雞 721000）

變壓器中性點接地分析

蒲彥雄
（中鐵電氣化局西安電氣化工程有限公司,陜西 寶雞 721000）

摘 要：本文對三種典型的變壓器中性點接地方式進行了簡要分析，包括中性點經小電阻接地方式、中性點經消弧線圈接地方式和變壓器中性點直接接地方式，并對三種方式的優勢與問題進行了解介紹，以期為中壓電網的順利改造提供一定借鑒和參考。

關鍵詞：變壓器；中性點；接地方式

中壓電網最常見的應用電壓有三種，即35千伏、10千伏和6千伏，他們都屬于中性點非接地系統，但是隨著社會的發展，供電量需求的激增，尤其是電纜線路的復雜化，導師供電網絡單相接地電容電流不斷增加，最終帶來了電網系統事故發生率的提高。目前，全球不同國家對中壓電網中性點接地方式有著不同的模式與經驗，就我國來講，該問題一直是業界研究的重點，而中性點的接地方式研究與選擇，對中壓電網的改造具有非常關鍵的意義，本文對此加以簡要論析。

1 中性點經小電阻接地方式

目前，這一接地方式主要存在于以美國為首的部分國家中，之所以會如此，是由于美國歷史上對弧光接地過電壓的危害性有著過高估計，所以采用這種接地方式，主要是為了釋放電路上的過剩電荷，以最大程度地降低過電壓帶來的危害。在這種接地方式中，通長會選擇小電阻。在系統單相接地時，接地點的電流通長控制在500A或100A上下，通過接地點的電流實現對零序保護系統的啟動，以切斷故障線路。中性點經小電阻接地方式具有如下的優點和缺點：

（1）系統單相接地時，健全相電壓不會出現大幅升高，對設備絕緣等級沒有過高要求，其耐壓性能夠根據相電壓水平加以選擇。

（2）系統單相接地時，因為故障線路的電流大小會出現異常，零序保護系統的靈敏度又非常高，所以對接地故障線路具有很高的檢出率。

（3）當系統出現單相接地故障時，不管是永久性的還是暫時性的，都會帶來異常反應與跳閘，加大線路跳閘次數，對電路系統正常運行帶來嚴重負面影響，最終降低系統運行可靠性和安全性。

2 中性點經消弧線圈接地方式

從1917年開始投入使用，消弧線圈的發展歷史已近90年，在經過時間檢驗之后，消弧線圈在中壓電網領域具有非常強的適用性。全球范圍內長期采用該方式的國家主要有中國、前蘇聯、德國和瑞典等，這種方式在提高中壓電網經濟性、可靠性和安全性方面具有顯著優勢。采用該方式，系統在單相接地時，接地點的電流非常小，其顯著特征是線路出現單向接地時，不會發生立即跳閘現象，正常情況下電網系統在出現故障的情況下也能運行兩個小時。大量實踐經驗及數據顯示，當接地電流不高于10A時，電弧會出現自滅，因為消弧線圈電感電流能夠對接地點流過電流加以抵消，要是調節合理，電弧就可以實現自滅。對于日益復雜化的中壓電網，盡管接地故障的發生率有所提高，但由于接地電流會得到補償，所以單相接地故障不會帶來連鎖效應。所以中性點經消弧線圈接地方式具有非常強的可靠性，明顯要比中性點經小電阻接地方式更具優勢，但這種接地方式也存在著許多弊端，具體如下：

（1）當系統出現單相接地時，因接地點流過電流非常小，且標準情況下消弧線圈要處于過補償狀態，而接地線路與非接地線路的零序電流有著完全一樣的方向，所以零序保護程序對接地線路故障不能進行高效精準的檢測。

（2）由于當前中壓電網系統中所應用的消弧線圈，基本需要手動進行調匝，而必須要停止運行后才能加以調整，也沒有接地點電流的實時監測程序與系統，所以在電網運行中無法結合實際接地點電流大小而實現及時調整，因此無法充分發揮其應有的補償作用，并普遍存在著弧光無法自滅及過電壓問題。

目前，我國已經研發出能夠自動跟蹤消弧線圈及接地線路電流變化的設備，并經過實踐證實有著非常好的效果，已經開始進行大范圍的推廣和普及。

3 變壓器中性點直接接地方式

實際上，在電網系統運行過程中，中性點通常是出于零電位的，當出現單相接地時，接地點與中性點之間便產生了短路，電流數值將發生大幅上升，此時就需要電力系統維護人員，及時采取解決措施，快速搶修，解決故障。在變壓器中性點直接接地的情況中，如果發生單相電故障時，要果斷切斷送電線路，停止供電。在多年的實踐中，筆者發現，在1000伏以上的電力系統運行中，許多單相電問題，特別是在架空線路較長狀態下，大部分故障是暫時性的，一旦故障排除，電力系統便立即恢復正常，安全地位用戶供電。當出現變壓器中性點直接接地時，為了確保電力系統運行的安全性，通常會安裝自動啟閉閘裝置，以提高電力系統可靠性、安全性和穩定性。

在中壓電網系統中，變壓器中性點接地方式大部分屬于直接接地類型，只有少數為了進一步提高系統穩定性而采取間接接地方式。但不管是間接的還是直接的，都可以有效提高電力系統運行的穩定性和可靠性。近年來，隨著電力系統變壓器容量的不斷加大，一旦出現電力故障，很可能會帶來嚴重損失，不僅會對硬件設備帶來損害，而且會對電流路線帶來影響。因此，一旦出現電力系統接線不合理或其他錯誤時，將會造成整個電力系統接地網絡的崩塌，最終帶來局部不接地問題。

4 結語

由上文可知，變壓器中性點接地方式主要包括中性點經小電阻接地方式、中性點經消弧線圈接地方式和變壓器中性點直接接地方式三種方式。在實際的電力系統運行過程中，這三種接地方式各有優缺，通過本文的簡要論述，筆者也希望不斷加強變壓器中性點接地方式的實踐研究與探索，為加快中壓電網的改造創造良好條件，以提高現實電力系統的穩定性。

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