芻議變壓器中性點經小阻抗接地

林涵

摘 要：對于并聯的多組變壓器，通常采用一臺接地、其它均不接地的運行方式。其優點是系統發生單相接地故障時，中性點的點位近似為零，非故障相的對地電壓接近于相電壓，這樣設備、線路的對地絕緣可以按相電壓進行設計，從而降低了造價，節約了投資。其缺點一是由于中性點直接接地系統在單相短路時須斷開故障線路，中斷對用戶的供電，降低了供電可靠性。

關鍵詞：變壓器;中性點;接地

目前，國內大部分220kV變壓器中性點采用直接接地運行，部分采用非直接接地方式。對于并聯的多組變壓器，通常采用一臺接地、其它均不接地的運行方式。其優點是系統發生單相接地故障時，中性點的點位近似為零，非故障相的對地電壓接近于相電壓，這樣設備、線路的對地絕緣可以按相電壓進行設計，從而降低了造價，節約了投資。其缺點一是由于中性點直接接地系統在單相短路時須斷開故障線路，中斷對用戶的供電，降低了供電可靠性，為了克服這一缺點，目前在中性點直接接地系統中，廣泛裝設了自動合閘裝置;二是單相接地短路時的短路電流很大，甚至可能超過三相短路電流的數值;三是由于較大的單相短路電流只在一相回路內通過，將在三相導線周圍形成較強的單相磁場，對附近的通信線路產生電磁干擾。

220kV變壓器中性點經小電抗接地方式的可使電力系統中性點過電壓水平大幅度的降低，限制短路電流，提高供電系統的可靠性和安全性，同時可降低變壓器絕緣等級，節約變壓器生產成本，具有極大的經濟效益。

1.電氣制動和變壓器中心點經小電阻接地

一是電氣制動。當電力系統中發生短路時，發電機輸出的有功功率急劇減少，發電機組因功率過剩而加速，如能迅速投入制動電阻，消耗發電機組的有功功率以制動發電機，使發電機不失步，仍能同步運行，從而提高了電力系統的暫態穩定性。運用電氣制動提高暫態穩定性時，制動電阻的大小及其投切時間要選擇恰當。否則，或者會發生所謂的欠制動，即制動作用過小，發電機仍要失步;或者發生過制動，卻制動過大，發電機雖在第一次振蕩中沒有失步，卻在切除故障和切除制動電阻后的第二次振蕩中或以后失步了。過制動現象也可用等面積定則解釋。因此在考慮某個具體電力系統中如何使用電氣制動時，應通過一系列計算，求出不同輸送功率下制動電阻的上下限和投切時間，然后選擇一個恰當的方案。

二是變壓器中性點經小電阻接地。變壓器中性點經小電阻接地就是對接地性短路故障的電氣制動。短路電流的零序分量通過變壓器中性點所接電阻R時，將產生有功功率損耗。在短路靠近送電端時，它主要由送電端發電廠供給;接近受電端時，則主要由受電端系統供給。送電端發電機由于要供給這部分功率損耗，短路時它們的加速度就要減緩，或者說這些電阻中的功率損耗起了制動作用，因而提高了系統的暫態穩定性。因此對于不是無限大容量母線的實際電力系統，一般只在送電端變壓器中性點接入小電阻。如果在受電端變壓器中性點接小電阻，則由于電阻上的功率消耗，大部分將由受電端發電機負擔，使本來處于減速的受電端發電機加重負擔，惡化了系統的暫態穩定性。

中性點連接的小電阻和連接三相上的制動電阻不完全相同，它的制動作用因短路點距送、受電短的遠近及短路的種類而異。因此在考慮某個具體系統中如何使用這一個措施，也應通過一系列計算方能確定適當的電阻值。

變壓器中性點所接的用以提高系統暫態穩定性的小電阻或小電抗的數值很小，若以變壓器的額定容量為基準，其電阻或電抗百分數一般不超過百分之幾，因此并不改變電力系統中性點工作方式的性質。

2.變壓器中性點經小電阻接地的優越性

隨著電力系統的不斷擴大，電網容量逐步增加，大量變壓器中性點如果采用直接接地的方式。在這種系統下發生單相接地故障時，故障相便直接經過大地而形成單相短路。在這種情況下，中性點的點位不發生位移，其對地電壓仍保持為零;接地點非故障相對地電壓的升高或降低的數值，與電力系統的零序電抗和正序電抗的比值有密切關系。當>時，接地點非故障相對地電壓有最大值，可達到正常相的1.25倍。當=時，接地點非故障相對地電壓保持不變;當<時，接地點非故障相對地電壓低于正常時的相電壓。

這種接地方式會使得系統零序電抗大大降低，可能產生大的短路電流。電網中性點接地的目的是為了保證電網穩態運行，繼電保護的可靠動作和限制系統過電壓，最有效的方法四系統中所有變壓器中性點直接接地，并使中性點上出現較高的電壓這可能造成下列缺點：

一是發生單相接地時，線路或設備必須立即切除，降低了供電的連續性;

二是由于單相接地短路電流較大，引起電壓急劇降低，以致影響系統的穩定;

三是單相接地短路電流講產生很大的電動力效應及熱效應，可能使故障范圍擴大和損壞設備;

四是單相接地短路電流可能超過三相短路電流，使高壓熔斷器的選擇必須按照單相短路的條件進行校驗，并且由于高壓斷路器的跳閘次數增多，增大了斷路器的維修工作量;

五是單相接地短路電流在導線周圍形成較強的單相磁場，使鄰近的通信線路和信號裝置受到干擾;

為了限制單相接地的短路電流，我國在不超過220kV的系統中，多采用減少中性點接地數目，增大零序電抗的方法。通常在整個系統中僅僅保留2～3個中性點直接接地，其余的中性點不接地。但是應當注意的是，在倒閘操作或事故跳閘之后有可能把系統解列成幾個部分，從而使系統的某些部分失去接地的中性點，并使中性點上出現較高的過電壓。為了避免出現嚴重后果，通常在那些不接地的中性點上裝設專用避雷器予以保護。

總 結

因此，我們可以考慮將中性點經小阻抗接地，其著眼點是為了增大零序電抗，以限制單相短路電流，并且每臺變壓器的中性點均經過小阻抗接地。這樣即使系統被解列為幾個部分，也不會出現有中性點不接地的變壓器，因而對主變壓器中性點絕緣水平的要求可大大降低。

參考文獻

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