電力系統中性點接地方式與供電安全的研究

摘要：針對電力系統中性點的不同連接方式的特點研究，通過比較發生單相接地時的三相對地電壓的變化不同，從供電的安全可靠性方面，分析不同電壓等級的中性點連接方式的優缺點，為更好的的安全用電服務。

關鍵詞：電力系統;中性點接地方式;單相接地分析;供電安全

電力系統中發電機和變壓器的中性點的接地方式有三種方式：第一種是中性點直接接地方式，第二種是中性點經阻抗接地方式，第三種是中性點不接地方式。我國的電力系統中110kV及以上系統采用中性點直接接地系統，366kV系統一般采用中性點不接地系統，其中的310kV系統部分有采用經消弧線圈接地的方式，1kV以下的380V和660V低壓供電系統是采用中性點直接接地方式運行。不同的的中性點運行方式當三相電路發生單相接地時，三相對地電壓的變化是不一樣的，同時對于二次回路的繼電保護和儀表都會受到影響，因此我們要對電力系統中的各種接地方式進行研究，分析其不同的特點，制定線路發生故障時能夠正確地應對措施，以保障電力線路安全運行。

一、電力系統中性點不接地系統

在我國的366kV電力系統中，通常采取中性點不接地運行方式，當其中一相電路發生接地故障時，三相電路的相間電壓保持不變，所以電路可以繼續運行，但是不可長期運行，而且當再有一相線路發生接地故障后，就要發生兩相短路的嚴重事故了，線路將不能繼續運行。這是由于三相電路的相線與大地之間存在一個分布電容，當三相線路正常運行時由于三相電壓對稱，則三相對地的電容電流對稱，所以其相量和為零。當一相接地時該相對地電壓為零，而另兩相對地電壓升為原相電壓的3倍。為了供電的安全，這就要求三相相線的對地絕緣要按其相電壓的3倍裝設，同時要裝設單相接地保護和絕緣監察裝置，當線路發生單相接地時還應具有發出音響和光字牌的報警信號，提醒供電人員盡快排除故障。當事故會危及人身和電氣設備安全時，則此時的單相接地故障應動作與斷路器的跳閘以迅速切除故障線路。

二、中性點經消弧線圈接地的運行方式

當接地電流很大時，接地點會出現時斷時續的電弧，從而在電力線路上會發生串聯諧振，于是在電力線路上可產生約為相電壓3倍的過電壓。這將給線路的安全運行帶來危險，其中絕緣薄弱的地方就會被擊穿。為了防止故障點發生電弧，就要在電力線路的中性點連接一個用來減少起弧電流的消弧線圈。消弧線圈實踐是一個鐵心可以調整的電感線圈，當電力電路發生單相接地時，產生的接地電流通過接地電容的容性電流其相位超前于電壓90度，而通過消弧線圈的接地電流呈感性其相位滯后于電壓90度，兩個電流方向相反互相補償，則減少了接地電流的大小。當接地電流小于起弧電流時，則接地點將不會產生電弧。電力線路上也不會產生危險的過電壓了。

中性點接消弧線圈后當發生單相接地故障時，三相線電壓不會改變，所以電力線路可以短時間繼續運行，通常可以運行2小時。此時繼電保護裝置要及時發出報警，值班人員應及時查找故障點，快速排出故障，如果不能短時間內消除故障，則需要將負荷轉移到其他線路上。若發生的接地故障會危及人身和設備的安全時，保護裝置應動作與跳閘，使得故障線路及時退出運行。

中性點接消弧線圈的電路發生單相接地故障時，非故障相的對地電壓會升高到線電壓。所以應將線路絕緣按照不低于線電壓標準設置，以確保運行安全。

三、中性點直接接地運行方式

我國110kV及以上超高壓電力系統和220/380V低壓配電系統通常采用中性點直接接地方式。利用中性點直接接地系統，好處有三點。第一點是可以降低線路的絕緣成本。這是由于當有一相線路接地時，另外兩相完好相對地的電壓不升高，所以電力供電的線路絕緣只需要按照相電壓配置即可，特別對于110kV超高壓供電時，對傳輸線路的絕緣成本控制很有好處，否則按線路的線電壓去作絕緣，成本要增加很多。第二點是中性點直接接地并且引出中性線，其好處是當電力線路發生單相接地時，通過中性線形成單相短路回路，由加裝的保護裝置動作，可以使故障點迅速切除。第三點是中性點接地并且中性線引出后，特別對于220/380V低壓配電系統可以傳導三相不平衡電流，減少中性點的電位偏移，使得低壓供電更加安全，同時若再安裝漏電保護器，將會進一步保障人身的安全。

四、總結

三相電力線路發生單相接地時，兩個完好相的對地電壓會因中性點的不同接地方式而不同，有的會升高而有些不變。通過分析研究根據其不同變化規律，采用不同的中性點接地方式，更好的保障人身安全和電力線路的安全。

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作者簡介：武海軍（1968），男，內蒙古包頭人，本科，高級工程師，副教授，烏海職業技術學院電力工程系，主要從事電氣工程方面的教學和科研工作。