中性点运行方式在电力系统中的应用

2014-02-10布晓明

科技创新与应用 2014年5期

布晓明

摘要：中性点是电力系统中一个重要的结构，其涉及到很多综合性的技术，因此对于电力系统来说影响甚广，对电网的安全性、可靠性会造成一定影响，此外会干扰到绝缘水平选择，并且会危机人们的生命财产安全，影响通讯。所以合理的中性点接地方式选择对于现代电力系统有着重要意义。

关键词：中性点；电力系统；接地方式

1 方式分类

中性点在电力系统中接地方式主要有两种，一种是直接接地或者接地前经过的阻抗非常低，这种系统被称作大接地系统；而另一种则是不接地的方式，中性点不接地而是经过消弧线圈或者是在接地前，连接阻抗较高，该系统被称作小接地系统。而在目前的电力系统中采用较为广泛的中性点接地方式有三种，分别是不接地系统、连接消弧线圈系统以及直接接地系统。

1.1 不接地中性点系统

这种不接地的中性点其實质就是令中性点在连接上对地绝缘，这种系统在结构上简单，且方便系统运行，没有一些繁杂的附加设备，无需另外投资，降低了系统的建设成本，较为适用的供电网络为农村加设的树形以及辐射形10KV长线路网络。若是该种不接地系统一相发生了接地，那么同该相相连接的电器的供电若是没有受到破坏，那么设备就会继续运行，这种情况就会变为潜在威胁，不易被发现，但是电网若是处于该状态长期的连续运行，就会造成非故障电压异常升高，导致系统的绝缘部位的薄弱点击穿可能性升高，从而导致两相接地短路，会对电气设备造成负面影响。

因此在不接地的中性点应用电网中，对于不接地的中性点必须要设置监察装置进行专门的监察，用来保证运行人员可以及时发现该类故障，并对此进行排除，将其从系统中切除。

中性点的不接地系统中，若是接地电容通过的电流过大，那么在不接地的系统中，就会出现间隙电弧，这种现象主要表现为电弧重燃以及周期熄火。

电网作为一个震荡回路，其具有电感以及电容，因此间歇电弧会造成过电压的出现，相对地最高可以产生（2.5-3）UX的过电压，这种过压会直接通过接地点传至整个电力系统，因此会引发其他相的击穿，造成两相的接地短路。

若是电网是3-10KV的电压，那么对于接地时一相的电流容量应当小于30A，如果大于这个值那么就会导致电弧无法自熄，而若是电力网的电压级别为20-60KV之间，那么间歇电弧就会引起更大的过电压，因而威胁到系统中一些绝缘部位，电弧自熄就更加不可能，所以，在一般的电网运行中，要去一相接地时，其电容电路必须要小于10A。

1.2 经过消弧线圈

若是一相接地时其中的电流超出了必要的允许范围，那么可以在中性点的接地部位加装一个消弧线圈，用以解决电弧无法自熄的问题，这种接地方式别称作是经消弧线圈进行接地的中性点接地方式。

通过消弧线圈，中性点中一相接地时在中性点以及大地之间加装设置了一个消弧线圈，这种电感线圈带有铁芯以及铁芯外的绕组，通过将这种线圈结构放入变压器油箱的变压器油中，用以消除电弧。由于绕组的电阻很小，可是其电抗较大。并且通过改变铁芯绕组的匝数能够对消弧线圈的电感随意调节，因此在系统正常运行时，中性点电压数值较小，因此在消弧线圈中通过的电流也不会很大，使用过补偿的方式能够有效保证避免系统中出现谐振现象，即便是电流突然降低，或者某回路线路突然被排除，即使上述现象出现，也只会使其距离谐振点更远。

若是系统中出现了单相接地，消弧线圈可以通过电感电流对接地电流予以一定的补偿，使得接地点处电流能够降低到电弧自熄电流范围，主要特征是若是在单相接地故障时，电网仍旧能够继续运行两个小时以上，但是在中压电网中，由于接地电网得以补偿，所以在接地故障中不会发生相间故障，所以通过介入消弧线圈的方式能够有效提高接地点的可靠性，电网供电安全性大大提高。这种方式相对于经低阻抗接地的方式更稳定。

相对于一些消弧线圈的应用，系统中一相接地中故障相的对低电压是0，这一点同不接地中性点一样，而在非故障时，相的对地电压则会相对提高，有些甚至是提高数倍，由于三相线的电压大小没有太大改变，因此系统能够暂时运行，但是不能带故障运行两个小时以上，由于消弧线圈对于瞬时性的故障消除作用较为明显，这是由于电流经过消弧线圈后能够被大大被削弱，使得电流降至规定值以下，从而消除电弧。另外由于接地电流的降低，对于附近一些弱点电路的影响也会相对的减弱。

在使用消弧线圈的中性点接地系统，同不接地系统一样，中性点各项的绝缘要求必须符合设计要求。

1.3 经电阻接地系统

经电阻接地的中性点接地方式，就是在大地同中性点之间加入电阻，使得系统对地电容同该电阻并联形成回路，由于电阻的耗能，使得该电容可以作为电荷释放以及谐振阻压原件，这对于谐振过电压的防止以及间歇电弧现象都有一定的防止作用。

中性点在任何状态下在任何电网中，都应当保证其电位值为零0，若是其中一相接地，那么当一相直接接地就会同接地的中性点之间形成短路，此刻，短路电流最大，因此对于一相接地发生短路的系统应当做出继电保护，将故障从电力系统中排除。

直接接地的中性点若是发生了一相接地情况，那么该故障同经过电抗器然后再次接地的一样，会引发电路切断动作，导致很多用户的供电被迫中止，实际的供电工作经验中可以表明，1000V以上的供电系统中，很多由此引发的接地故障多数都具有瞬时性，尤其是在一些架空输送线路中，切除故障线路之后，接地绝缘能够有效恢复，并且不会影响送电，电网功能能迅速恢复。

目前我国电网接地中性点中，通过加装了自动重合闸用以提高供电线路的迅速恢复能力，系统出现故障并对一相接地的故障部位排除之后能够迅速自动重合，若是故障具有瞬时性，那么通过这种试送可以快速恢复送电。

2 我国目前常用的中性点接地方式

我国目前电力系统中使用的中性点接入方式大多数需要综合考虑电网需要，主要方式有：

2.1 针对6KV以上10KV以下的电力系统，由于绝缘水平电压对于设备的投入资金影响较小，为了达到电网的可靠性要求，一般中性点接地采用了增加消弧线圈或者是不接地的方式。

2.2 而针对的大于110KV的系统，则需要简化系统的保护装置，将设备的绝缘水平予以降低，因此中性点的接地一般选用直接接地方式，并在系统中增加自动重合闸以及避雷线等，提高电网的可靠性。

2.3 20KV以上60KV以下的电力系统，作为中间系统，即便是出现了一相接地的故障，其电流也不会很大，由于该网络复杂度不高，因此一般消弧线圈的方式采用较多。

2.4 而针对1KV规格的电网，中性点接地的方式采用的为不接地方式，但是系统电压由于为380/220V，通常使用的是三相五线制，零线主要是获得机电压，而地线则用以保障安全。

3 结束语

每个地区的电网发展水平不同，因此根据具体的要求以及电网结构的实际特点，从长足的发展角度看，合理的中性点接地方式选择能够有效推动电网建设发展。

参考文献

[1]陈劲达，崔泰琰，姚腾飞.浅谈电力系统供电可靠性[J].中国西部科技，2011，18.

[2]张良，李晋民.对侧运行方式对零序电流保护的影响[J].电力学报，2011，4.