變電站10kV系統中性點接地方式的技術對比

李澤宏

摘 要：變電站10kV系統中性點接地方式主要有中性點經消弧線圈接地和中性點經小電阻接地兩種方式。經分析對比這兩種接地方式的選取原則、運行特性、適用范圍以及優缺點，綜合考慮供電可靠性及人身安全等因素，得出在東莞地區10kV系統中采用中性點經小電阻接地具有更高的可行性和優越性。

關鍵詞：10kV系統；中性點接地方式；消弧線圈；接地電阻

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）14-0182-01

1 緒論

變電站10kV系統在供電網絡中非常重要，具有供電范圍廣、用戶多、影響大的特點。而10kV系統的中性點接地方式與供電可靠性、過電壓與繼電保護等密切相關，對系統可靠、穩定運行，保障人身以及設備安全起到舉足輕重的作用。目前，在東莞地區10kV系統中性點接地方式主要包括經消弧線圈接地和經小電阻接地兩種方式。現對這兩種接地方式的運行特性、適用范圍以及優缺點進行分析和對比。

2 10kV系統中性點運行方式的選取原則

依據《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規范》（GB50064-2014），中性點接地方式的劃分原則如下[1]：

（1）35kV系統和不直接連接發電機的10kV系統，當單相接地故障電容電流大于10A時，又需要在接地故障條件下運行時，應采用中性點經消弧線圈接地方式。（2）6kV～35kV主要由電纜線路構成的配電系統，當單相接地故障電容電流較大時，可采用中性點低電阻接地方式。該方式下系統發生單相接地故障時瞬時跳閘，應考慮供電可靠性要求。

3 10kV系統中性點接地方式的技術對比

3.1 中性點經消弧線圈接地方式

3.1.1 運行特性

中性點經消弧線圈接地時，其單相接地故障電流僅為補償后的殘余電流，使電弧不能維持而自動熄滅，起到抑制電弧重燃作用。中性點經消弧線圈系統發生單相接地故障，不計系統自身阻抗，則系統的零序等值電路如圖1所示。

則故障點的接地電流：

（1）

（2）

其中，--發生單相接地故障時接地點零序電壓；L--消弧線圈的電感值；C--線路單相等值電容之和；--經過消弧線圈的零序電流；--經過電容的零序電流；--經消弧線圈補償后由接地點流回的殘余電流。

由式2知，由于消弧線圈的補償作用，使得故障處的接地電流減小，當殘余電流過零時，接地電弧較易熄滅。

3.1.2 適用范圍

中性點消弧線圈接地方式廣泛應用于10kV系統。當單相接地電容電流超過了允許值10A時，可用中性點經消弧線圈接地的方法來解決。

其主要優點：（1）發生單相接地故障時，消弧線圈產生的感性電流補償電網產生的容性電流，可以使故障點電流接近于零，一般允許線路帶故障運行2h，增強了供電可靠性。（2）瞬時故障不易發展成相間短路。（3）跨步電壓、接觸電勢小，故障電流小。（4）供電局可及時告知用戶做好停電準備，運維人員有相對充裕的時間查找線路故障點。

主要缺點：（1）容易發生諧振過電壓問題。（2）對線路及設備絕緣水平要求較高。（3）經消弧線圈補償單相接地故障電流后，接地選線裝置選線準確率不高。（4）單相接地故障點附近如有人員接觸或經過，易發生人身傷害或死亡風險。（5）當系統發生接地時，由于接地點殘流很小，且根據規程要求消弧線圈必須處于過補償狀態，接地線路和非接地線路流過的零序電流方向相同，故零序過流、零序方向保護無法檢測出已接地的故障線路。

3.2 中性點經小電阻接地方式

3.2.1 運行特性

中性點經小電阻接地時，電阻值一般在20Ω以下，單相接地故障電流控制在400A～1000A。線路發生單相接地故障立即跳閘[2]。

3.2.2 適用范圍

中性點小電阻接地方式廣泛應用于10kV系統。當線路以電纜為主且電容電流較大時，可用小電阻接地的方式來解決。

其主要優點：（1）限制過電壓水平。系統單相接地時，健全相電壓升高持續時間短，可降低單相接地各種過電壓（如工頻、PT諧振等），對設備安全有利。（2）快速查出并隔離接地故障線路，可減小接地故障時間，防止事故擴大。使一些瞬間故障不致發展成為絕緣損壞事故，特別是在同溝敷設緊湊布置的電纜發生故障時能降低對鄰近電纜的影響。（3）發生人身高壓觸電時，切斷電源有利于保護觸電者的人身安全。（4）對設備絕緣等級要求較低，其耐壓水平可以按相電壓來選擇。（5）接地時，由于流過故障線路的電流較大，零序過流保護有較好的靈敏度，比較容易檢查接地線路。但零序保護有一定的整定值，在發生高阻接地的情況下，有可能因達不到保護動作值而不動作。（6）除保護測控裝置外，無增加控制元件，原理簡單，運維簡單，出現異常情況判斷處理迅速，無須依賴接地裝置的廠家技術支持。

主要缺點：（1）當發生單相接地故障時，無論是永久性的還是非永久性的，均作用與跳閘，使線路的跳閘次數大大增加，使供電可靠性下降。（2）當一次設備故障不能及時切除時，將引起接地變后備保護動作會擴大設備跳閘范圍。（3）接地電流大，引起的地電位升高達數千伏，超過安全值。

4 結語

通過對上述兩種10kV中性點接地方式的技術分析和對比，結合東莞城市化率的不斷提高，東莞地區變電站10kV出線大多采用電纜，并形成以電纜線路為主的配電網，相應的電容電流越來越大。隨著小電阻接地方式在配網管理水平不斷提高、人身安全越來重要的情況下具有較大優勢，所以小電阻接地方式應作為東莞地區變電站10kV中性點接地方式的首選。

參考文獻

[1]GB50064-2014.交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規范[S].

[2]李陽.變電站10kV電網的中性點接地方式分析[J].遼寧廣播電視技術，2015（1）：3-4.