小电流接地系统中性点接地方式分析

　　摘要：本文简要介绍和分析了小电流接地系统中性点不接地、经消弧线圈接地、经小电阻接地三种接地方式的工作方式及优缺点，以及消弧线圈并联小电阻接地方式的工作方式及优缺点，阐述了小电流接地系统中性点各种接地方式在配电网中的合理应用。

　　关键词：小电流接地系统 中性点 消弧线圈接地 经小电阻接地

　　1、前言

　　我国66kV及以下配电网一般采用不接地、经消弧线圈接地和经电阻接地方式，而不同的接地方式在电网方式发生异常时，尤其是发生单相接地故障时，会影响到电力系统的稳定运行，如供电可靠性、电气设备和线路的绝缘水平及继电保护的正确动作等，因此应综合考虑电网结构、运行方式等来正确选择小电流接地系统的接地方式，本文就这几种接地方式优缺点进行介绍及分析。

　　2、小电流接地系统中性点接地方式介绍

　　2.1 中性点不接地方式

　　中性点不接地方式即中性点不加任何设备，可以看作是经容抗接地系统，该容抗是由电网中的架空线路、电缆线路、电动机、变压器等对地耦合电容组成。

　　2.2 中性点经消弧线圈接地方式

　　中性点经消弧线圈接地即在系统与大地之间接入一个消弧线圈，当发生单相接地时，则相当于在故障点接入一个感性电流补偿电容电流，合成的接地电流为零或者变为很小，电弧自行熄灭，使电网恢复正常。

　　2.3 中性点经小电阻接地方式

　　中性点经小电阻接地即在系统与大地之间接入一个小电阻，当发生单相接地时，等于将小电流接地系统转换为大电流接地系统，能快速检出故障线路予以跳闸，并且中性点经小电流接地方式对设备绝缘等级要求较低。

　　3、小电流接地系统中性点接地方式优缺点分析

　　3.1 中性点不接地方式

　　中性点不接地方式结构简单，运行方便，不需要任何附加设备，投资少，适用于农村10kV架空线路为主的辐射形或者树形的的供电网络，发生单相接地故障时此种接地方式电流值一般为几安至十多安，故障点电弧能自行熄灭，不会引起继电保护跳闸，电网可以继续运行，并且接地点电位升高幅度小，安全性较好。虽然中性点不接地方式在单相接地故障时能继续供电是一个很大的优点，但随着配电网出线的增多及电缆的大量使用，使得电网对地电容电流大幅增加，此时单相接地故障时故障点的电弧已不能自行熄灭。并且中性点不接地方式容易导致PT铁芯饱和，引起铁磁谐振过电压。

　　3.2 中性点经消弧线圈接地方式

　　中性点经消弧线圈接地方式在发生单相接地故障时，利用消弧线圈的电感电流补偿系统的电容电流，能有效地减少单相接地电流，使故障点电弧迅速熄灭，有效防止过电压的产生。《DL/T613-1997 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定：“3-10kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统接地电容电流大于10A，或者3-10kV电缆线路构成的系统接地电容电流大于30A，又需要在接地故障条件下运行时，应采用消弧线圈接地方式。”但当电网对地电容电流较大时，中性点经消弧线圈接地方式需补偿的消弧线圈容量较大，使投资增大，且此时消弧线圈计算电容电流与实际误差较大，补偿的正确性难以保证。消弧线圈接地方式由于减小了接地电流，在原理上增加了故障的选线难度，难以快速切除故障。另外系统带接地故障长期运行，坠地导线易引发触电事故，绝缘损坏引起停电事故。

　　3.3 中性點经小电阻接地方式

　　不接地方式及消弧线圈接地方式均为非有效接地方式，难以实现快速查处接地故障点，而随着经济的发展，城市配电网均已改为电缆出线为主，发生单相接地故障时，由于非故障相电压升高为线电压，对电缆绝缘是严重威胁，需快速的切除故障。《DL/T613-1997 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定：“6-35kV主要由电缆线路构成的送、配电系统，单相接地故障电容电流较大时，可采用低电阻接地方式”，因此已有不少配电网采用经小电阻接地的运行方式。对于中性点经小电阻接地的系统，发生单相接地故障时，接地电流为数百安，保护装置零序保护可以检出故障电流并启动跳闸，将故障设备从电网中切除，减少对电气设备的损坏程度。更为重要的是可降低电气设备的耐压水平，节省投资。在复杂电网中也避免了采用消弧线圈带来管理、运行上的麻烦。但中性点经电阻接地时，线路发生单相接地故障需及时切除，并且中性点经电阻接地方式无法区分瞬时故障与永久性故障，对所有单相接地均启动线路跳闸，增加了线路的跳闸次数，影响了供电可靠性。

　　3.4 中性点经消弧线圈并联小电阻接地方式

　　小电流接地系统不接地方式和经消弧线圈接地方式能自动消除瞬时性单相接地故障，具有减少跳闸次数、降低接地故障电流的优点。但两种方式由于不能切除非瞬时性单相接地故障，整个配电系统须承受较长时间线电压，因此对设备的绝缘水平要求高。同时，非瞬时性单相接地故障的长时间存在也不利于设备及人身安全。小电阻接地方式可避免配电系统出现长时间工频过电压的问题，对设备绝缘要求相对较低，但系统中任何单相接地故障都跳闸，导致跳闸率过高，同时，在系统单相接地故障时故障点接地电流很大，也带来许多不利影响。因此这两种接地方式对于既有电缆出线，又有架空线路且电容电流为较大的配电网难以发挥优点。此时采用快速动作的消弧线圈作为接地补偿设备，同时采用可控电阻作为选线设备的消弧线圈并联小电阻接地方式，对非瞬时性单相接地故障，配电系统能在接地结束后自动恢复正常。对非瞬时性单相接地故障，消弧线圈在补偿的同时可以依靠可控电阻快速(小于10 秒)正确判断出接地线路，将故障线路切除，从而提高配电网的供电可靠性。这种方式兼取了上述两种接地方式的优点并避免了它们的缺点，尤其适用于电缆出线、架空线路的混合线路配电网，但消弧线圈并联小电阻接地方式投资较高，经济型较差。

　　小电流接地系统正常运行、不接地方式、经消弧线圈接地方式、经小电阻接地方式典型的电流和电压波形如下图所示：

　　4、结语

　　小电流接地系统中性点接地方式的选择是关系到电力系统运行可靠性的一项重大决策，须综合考虑多种因素并通过经济比较采用不同的接地方式。

　　参考文

　　[1]DL/T613-1997 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合

　　[2] 国家电网公司继电保护培训教材 中国电力出版社，2009.

　　推荐阅读：对电力系统继电保护若干问题的研究

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文章名称： 小电流接地系统中性点接地方式分析

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