高可靠性要求下中性點接地方式的研究與探討

姜學宗

摘 要：電力系統的穩定性和可靠性會直接影響我國社會大眾的生產生活方式，選擇科學、合理的中性點接地方式，可以有效的預防電力事故的發生。本文首先對中性點接地方式的原理進行了闡釋，接著對高可靠性要求下中性點接地方式進行了相應的研究和分析。

關鍵詞：中性點接地；原理；可靠性

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）20-0105-02

進入新世紀后，我國經濟社會繼續保持高速發展的態勢，作為重要的基礎性保障要素，電力能源發揮著越來越重要的作用，因此，必須確保電力系統具有較高的穩定性及安全性。科學、合理的中性點接地方式對于提升供電可靠性有著顯著的影響，現已得到了業界和學術界的高度重視，成為首要的研究課題之一。

1 中性點接地方式的原理與對比

隨著科學技術的發展，我國已開始采用小電阻接地方式作為中性點接地的主要方式。當前，較為常見的接地方式主要包括：

1.1 中性點不接地

對于中性點不接地方式來說，由于電網不需要與大地進行連接，因此無需投入相應的設備，一方面簡化了系統結構，另一方面也降低了成本支出。即使出現單相接地故障，接地電壓為0，也不會對系統的正常運行造成較大的影響。但如果接地點電流超過一定值時，就會產生間歇性電弧，影響設備的絕緣性能，嚴重的還會導致變壓器線圈變形情況的出現，對整個電網的正常運行造成影響，甚至損壞電網中運行的設備。

1.2 消弧線圈接地

該接地方式也被稱之為諧振接地方式，可以有效的應對單相接地故障，主要是利用消弧線圈所形成的感應電流來降低接地電流，從而使電弧自動消滅。消弧線圈接地方式的優缺點同樣明顯，一旦出現電力故障，單憑電流的方向以及大小是難以實現保護作用的。

1.3 中性點直接接地

對于該接地方式來說，一旦出現單相接地故障，必須要關注絕緣問題。其優點在于即使發生故障，線路電壓也不會出現明顯的提升，可以有效的減少線路成本，因為會產生較大的接地電流，因此無須配置過于復雜的保護設備就可以實現故障線路跳開的功能，可以實現較高的可靠性。同樣其問題在于故障電流過大，通常情況下，電網必須停止運行，會嚴重干擾附近通信設備的正常使用，同時會形成較大的接觸電壓和跨步電壓，觸電事故的頻率較高。

1.4 小電阻接地方式

當前使用最為廣泛的中性點接地方式就是小電阻接地方式，它可以有效的降低間歇性電弧過電壓出現的可能，一般不會出現異地兩相接地故障的情況，因為故障電流可以增大從而極大的降低了自動檢測工作的困難度，如果出現故障可以在極短時間完成跳閘，從而避免了故障影響的擴大，因此不會出現大面積的停電現象。但該接地方式無法對永久性單相接地故障和瞬時性單相接地故障進行準確的判斷，均會造成線路跳閘，因此會對供電可靠性以及穩定性造成明顯的負面影響。

2 高可靠性要求下中性點接地方式的研究和分析

要想實現供電方式的高可靠性和穩定性，就必須科學、合理的選擇中性點接地方式。現階段，在高可靠性要求下，我國最為常見的中性點接地方式主要是小電阻接地方式和消弧線圈接地方式。

2.1 小電阻接地方式如何影響供電的高可靠性

較之其他中性點接地方式來說，小電阻接地方式所面對的不確定性因素較為單一，但同時也增加了跳閘的概率。電力系統如果始終處于正常工作的狀態，小電阻接地方式就會產生明顯的接地電流，因為配電系統對電流與小電阻電流會形成較為顯著的累加效應，從而會在極短的時間內診斷出故障線路，讓相應線路執行跳閘動作，以便在極短時間內切除故障線路，避免故障影響范圍和影響程度的擴大。在采用該中性點接地方式之后，會提升配電系統的阻尼，從而有效的避免了電壓過大所造成的負面影響，同樣也不會讓電力系統故障所導致的火災進一步擴展和蔓延。

配電系統如果采用了小電阻接地方式，都會采用零序保護，在增加選線靈敏度和接地電流的同時，會增強繼電保護拒動所導致的負面影響。如果出現拒動的情況，會提高電力火災事故的影響范圍和影響程度，使更多的電力纜線因為故障而受到損毀，嚴重的還會對周邊造成高度的危害和影響。采用小電阻接地方式的系統的配電線路有著高度的靈敏性，由于選線問題而產生的跳閘情況基本上是不會出現的，跳閘情況只會是因為線路問題。通常情況下，跳閘包括的情形如下：首先，設備發出信號線路執行跳閘動作，會在故障出現后的極短時間內完成故障線路的切除，從而避免了線路故障所造成負面影響的繼續擴大；其次，如果出現拒動，無法成功發出信號而導致跳閘，但針對的僅僅只是電纜。

2.2 消弧線圈接地方式如何影響供電的高可靠性

對于單相接地電容電流較大的區域通常都會采取消弧線圈接地方式，如果不中斷供電就能夠繼續運行。采用消弧線圈接地方式能夠確保配電系統持續、穩定、健康的運行，大幅提升供電質量水平。就現實中的電纜配電網來說，永久性單相接地故障是電纜配電網最為主要的故障類型，無法在最短時間內實現故障線路的切除，處于故障狀態下的配電系統須繼續運行一段時間，所以提升了故障擴大的風險。采用消弧線圈接地方式造成的跳閘有可能因為以下因素：首先是因為人工選線或者計算機的問題導致的；其次有可能是因為線路問題所導致的。需要耗費較長的時間才可以恢復正常運行，會對整個供電網絡造成嚴重的負面影響。如果是因為選線錯誤，會造成短時間的停電問題，這先讓會嚴重削弱供電穩定性、連續性，是絕大多數客戶所無法容忍和接受的。

3 某系統中性點接地方式的選擇和應用

3.1 系統概況

作為某市最為重要的220KV樞紐變電站，A變電站現階段安裝了兩臺180MVA主變，實現最大負荷為300MW。與該變電站具有直接電氣聯系的220KV變電站包括A變電站、B變電站和C變電站，最大負荷分別為180MW、240MW和290MW。

3.2 中性點接地方式的選擇

現階段，在A變電站#1、#2主變66KV側安裝了5700KVA消弧線圈，可實現75A至150A的調節，兩臺主變的電容電流分別達到了99.35A和123.21A。由于該變電站直接服務于城市中心區域，考慮到未來城市的發展，電力線路覆蓋的區域將越來越大，該變電站66KV側電容電流將隨著時間的推移而逐漸增長。由于消弧線圈的容量已達到目前國內的最大值，因此，急需采用小電阻方式來作為該變電站的中性點接地方式。

3.3 中性點接地方式的改造實施方案

3.3.1 消弧線圈并小電阻接地方式的優點

采用該方式的優點主要包括：首先，有效的避免了弧光接地故障，大幅降低了正常線路的過電壓；其次，能夠對瞬時性故障予以自動消除，避免頻繁跳閘對影響用戶的正常使用；最后能夠及時、準確的消除高阻接地故障。

3.3.2 實現方案

對于該接地方式來說，在正常運行狀態下，小電阻不處于正常運行狀態，僅僅在出現不可消除故障的情況下，才會將小電阻投入運行，從而實現將故障線路的切除。如圖1所示。

3.4 提高可靠性的相關解決辦法

3.4.1 增加過流零序報警功能

由于改造前的過流保護無法對單相接地故障予以有效的反映和體現，為了優化和提升單相接地的告警能力，于之前的過流保護的基礎上，新增接地報警回路、出口壓板和零序過流保護定值，同時為了自產零序電流，改造完成三相CT回路。

3.4.2 新增中性點零序過流保護功能

為對站內單相接地故障進行更好的體現和展示，針對性的建設了中性點零序保護裝置，告警時間延遲0.5S，同時將其作為66KV線路單相接地的備用告警信號。一旦出現線路接地，告警信號將同步上傳至后臺；而如果僅僅是站內接地，那么僅僅是將中性點零序告警信號上傳至后臺。

4 結語

進入新世紀后，我國經濟社會繼續保持高速發展的態勢，作為重要的基礎性保障要素，電力能源發揮著越來越重要的作用，因此，必須確保電力系統具有較高的穩定性及安全性。需要根據現實情況，選擇科學、合理的中性點接地方式。總的來說，深化電力系統改革，為社會經濟發展注入更為強勁的活力，需要我國加強中性點接地方式的理論研究和現實應用。

參考文獻

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