高可靠性要求下中性点接地方式的研究与探讨

姜学宗

摘 要：电力系统的稳定性和可靠性会直接影响我国社会大众的生产生活方式，选择科学、合理的中性点接地方式，可以有效的预防电力事故的发生。本文首先对中性点接地方式的原理进行了阐释，接着对高可靠性要求下中性点接地方式进行了相应的研究和分析。

关键词：中性点接地；原理；可靠性

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）20-0105-02

进入新世纪后，我国经济社会继续保持高速发展的态势，作为重要的基础性保障要素，电力能源发挥着越来越重要的作用，因此，必须确保电力系统具有较高的稳定性及安全性。科学、合理的中性点接地方式对于提升供电可靠性有着显著的影响，现已得到了业界和学术界的高度重视，成为首要的研究课题之一。

1 中性点接地方式的原理与对比

随着科学技术的发展，我国已开始采用小电阻接地方式作为中性点接地的主要方式。当前，较为常见的接地方式主要包括：

1.1 中性点不接地

对于中性点不接地方式来说，由于电网不需要与大地进行连接，因此无需投入相应的设备，一方面简化了系统结构，另一方面也降低了成本支出。即使出现单相接地故障，接地电压为0，也不会对系统的正常运行造成较大的影响。但如果接地点电流超过一定值时，就会产生间歇性电弧，影响设备的绝缘性能，严重的还会导致变压器线圈变形情况的出现，对整个电网的正常运行造成影响，甚至损坏电网中运行的设备。

1.2 消弧线圈接地

该接地方式也被称之为谐振接地方式，可以有效的应对单相接地故障，主要是利用消弧线圈所形成的感应电流来降低接地电流，从而使电弧自动消灭。消弧线圈接地方式的优缺点同样明显，一旦出现电力故障，单凭电流的方向以及大小是难以实现保护作用的。

1.3 中性点直接接地

对于该接地方式来说，一旦出现单相接地故障，必须要关注绝缘问题。其优点在于即使发生故障，线路电压也不会出现明显的提升，可以有效的减少线路成本，因为会产生较大的接地电流，因此无须配置过于复杂的保护设备就可以实现故障线路跳开的功能，可以实现较高的可靠性。同样其问题在于故障电流过大，通常情况下，电网必须停止运行，会严重干扰附近通信设备的正常使用，同时会形成较大的接触电压和跨步电压，触电事故的频率较高。

1.4 小电阻接地方式

当前使用最为广泛的中性點接地方式就是小电阻接地方式，它可以有效的降低间歇性电弧过电压出现的可能，一般不会出现异地两相接地故障的情况，因为故障电流可以增大从而极大的降低了自动检测工作的困难度，如果出现故障可以在极短时间完成跳闸，从而避免了故障影响的扩大，因此不会出现大面积的停电现象。但该接地方式无法对永久性单相接地故障和瞬时性单相接地故障进行准确的判断，均会造成线路跳闸，因此会对供电可靠性以及稳定性造成明显的负面影响。

2 高可靠性要求下中性点接地方式的研究和分析

要想实现供电方式的高可靠性和稳定性，就必须科学、合理的选择中性点接地方式。现阶段，在高可靠性要求下，我国最为常见的中性点接地方式主要是小电阻接地方式和消弧线圈接地方式。

2.1 小电阻接地方式如何影响供电的高可靠性

较之其他中性点接地方式来说，小电阻接地方式所面对的不确定性因素较为单一，但同时也增加了跳闸的概率。电力系统如果始终处于正常工作的状态，小电阻接地方式就会产生明显的接地电流，因为配电系统对电流与小电阻电流会形成较为显著的累加效应，从而会在极短的时间内诊断出故障线路，让相应线路执行跳闸动作，以便在极短时间内切除故障线路，避免故障影响范围和影响程度的扩大。在采用该中性点接地方式之后，会提升配电系统的阻尼，从而有效的避免了电压过大所造成的负面影响，同样也不会让电力系统故障所导致的火灾进一步扩展和蔓延。

配电系统如果采用了小电阻接地方式，都会采用零序保护，在增加选线灵敏度和接地电流的同时，会增强继电保护拒动所导致的负面影响。如果出现拒动的情况，会提高电力火灾事故的影响范围和影响程度，使更多的电力缆线因为故障而受到损毁，严重的还会对周边造成高度的危害和影响。采用小电阻接地方式的系统的配电线路有着高度的灵敏性，由于选线问题而产生的跳闸情况基本上是不会出现的，跳闸情况只会是因为线路问题。通常情况下，跳闸包括的情形如下：首先，设备发出信号线路执行跳闸动作，会在故障出现后的极短时间内完成故障线路的切除，从而避免了线路故障所造成负面影响的继续扩大；其次，如果出现拒动，无法成功发出信号而导致跳闸，但针对的仅仅只是电缆。

2.2 消弧线圈接地方式如何影响供电的高可靠性

对于单相接地电容电流较大的区域通常都会采取消弧线圈接地方式，如果不中断供电就能够继续运行。采用消弧线圈接地方式能够确保配电系统持续、稳定、健康的运行，大幅提升供电质量水平。就现实中的电缆配电网来说，永久性单相接地故障是电缆配电网最为主要的故障类型，无法在最短时间内实现故障线路的切除，处于故障状态下的配电系统须继续运行一段时间，所以提升了故障扩大的风险。采用消弧线圈接地方式造成的跳闸有可能因为以下因素：首先是因为人工选线或者计算机的问题导致的；其次有可能是因为线路问题所导致的。需要耗费较长的时间才可以恢复正常运行，会对整个供电网络造成严重的负面影响。如果是因为选线错误，会造成短时间的停电问题，这先让会严重削弱供电稳定性、连续性，是绝大多数客户所无法容忍和接受的。

3 某系统中性点接地方式的选择和应用

3.1 系统概况

作为某市最为重要的220KV枢纽变电站，A变电站现阶段安装了两台180MVA主变，实现最大负荷为300MW。与该变电站具有直接电气联系的220KV变电站包括A变电站、B变电站和C变电站，最大负荷分别为180MW、240MW和290MW。

3.2 中性点接地方式的选择

现阶段，在A变电站#1、#2主变66KV侧安装了5700KVA消弧线圈，可实现75A至150A的调节，两台主变的电容电流分别达到了99.35A和123.21A。由于该变电站直接服务于城市中心区域，考虑到未来城市的发展，电力线路覆盖的区域将越来越大，该变电站66KV侧电容电流将随着时间的推移而逐渐增长。由于消弧线圈的容量已达到目前国内的最大值，因此，急需采用小电阻方式来作为该变电站的中性点接地方式。

3.3 中性点接地方式的改造实施方案

3.3.1 消弧线圈并小电阻接地方式的优点

采用该方式的优点主要包括：首先，有效的避免了弧光接地故障，大幅降低了正常线路的过电压；其次，能够对瞬时性故障予以自动消除，避免频繁跳闸对影响用户的正常使用；最后能够及时、准确的消除高阻接地故障。

3.3.2 实现方案

对于该接地方式来说，在正常运行状态下，小电阻不处于正常运行状态，仅仅在出现不可消除故障的情况下，才会将小电阻投入运行，从而实现将故障线路的切除。如图1所示。

3.4 提高可靠性的相关解决办法

3.4.1 增加过流零序报警功能

由于改造前的过流保护无法对单相接地故障予以有效的反映和体现，为了优化和提升单相接地的告警能力，于之前的过流保护的基础上，新增接地报警回路、出口压板和零序过流保护定值，同时为了自产零序电流，改造完成三相CT回路。

3.4.2 新增中性点零序过流保护功能

为对站内单相接地故障进行更好的体现和展示，针对性的建设了中性点零序保护装置，告警时间延迟0.5S，同时将其作为66KV线路单相接地的备用告警信号。一旦出现线路接地，告警信号将同步上传至后台；而如果仅仅是站内接地，那么仅仅是将中性点零序告警信号上传至后台。

4 结语

进入新世纪后，我国经济社会继续保持高速发展的态势，作为重要的基础性保障要素，电力能源发挥着越来越重要的作用，因此，必须确保电力系统具有较高的稳定性及安全性。需要根据现实情况，选择科学、合理的中性点接地方式。总的来说，深化电力系统改革，为社会经济发展注入更为强劲的活力，需要我國加强中性点接地方式的理论研究和现实应用。

参考文献

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