电力系统中性点接地方式浅析

于 婷

（鄂州供电公司，湖北 鄂州 436000）

0 引言

电力系统中性点接地方式分为大接地电流系统和小接地电流系统。前者分为中性点直接接地电流系统、中性点经低值阻抗接地系统，后者可分为中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统、中性点经高值阻抗接地系统。本文将对各类中性点接地方式的优点与不足进行分析探讨。

1 大接地电流系统

1.1 中性点直接接地系统

1.1.1 中性点直接接地系统原理

1）单相接地故障时，电压情况

（1）接地故障相电压降低为零；

（2）非接地故障相电压不变，依然为相电压；

（3）中性点对地电压不变，依然为零。

2）单相接地故障时，电流情况

形成短路→流经很大短路电流→装设继电保护→跳闸切除故障，避免扩大成相间短路。

1.1.2 中性点直接接地系统优点

1）降低设备绝缘水平（约20%），节省造价。

在单相接地故障时，中性点电位仍为零，非故障相对地电压仍为相电压，设备绝缘水平只需按相电压考虑。

2）不另设消弧装置，即可自行消弧。

在单相接地故障时，不会产生间歇性电弧过电压，不会因此导致设备损毁，不需另设消弧装置。

1.1.3 中性点直接接地系统的不足及改进措施

1）不允许故障设备继续运行，可靠性不如小接地电流系统。

发生单相接地故障时，短路电流触发保护装置动作，断路器跳闸切断故障部分，降低了供电可靠性。

2）短路电流很大，单相磁场对弱电干扰，特别是电力线路与通讯线路平行走向时，由于耦合产生感应电压，对通讯造成干扰。

3）接地点还会产生较大跨步电压与接触电压，容易发生触电伤害事故。

1.2 中性点经低值阻抗接地系统（见3）

2 小接地电流系统

2.1 中性点不接地系统

2.1.1 中性点不接地系统原理

1）接地故障相对地电压降低为零；

2）非接地故障相对地电压升高为线电压，且相位改变；

3）中性点对地电压升高为相电压，且方向与故障相电压相反；

4）相对中性点电压和线电压仍不变，认为三相系统对称，可继续运行2h；

5）接地点流过的电容电流是正常每相对地电容电流的3倍，故在接地点产生电弧。

2.1.2 中性点不接地系统优点

中性点电压与非故障相电压相对不变，不会破坏系统对称性，单相接地故障后，允许设备继续运行少于两小时，提高了供电可靠性。

2.1.3 中性点不接地系统的不足

由于中性点是绝缘的，电网对地电容中的能量无法释放。单相接地时的电容电流将在故障点形成电弧，甚至产生间歇性电弧接地过电压或谐振过电压，威胁设备绝缘，或引起相间短路。

2.2 中性点经消弧线圈接地系统

2.2.1 中性点经消弧线圈接地系统原理

单相接地故障时：

1）中性点对地电压升高为相电压；

2）消弧线圈中出现感性电流，与容性电流相差180度；

3）流过接地点电流：I˙L+I˙C（相互抵消）。

2.2.3 中性点经消弧线圈接地系统优点

1）迅速补偿单相接地时产生的电容电流，抑制电弧过电压的发生。

在接地故障时，接地电流通过消弧线圈时呈电感电流，对接地电容电流进行补偿，使通过故障点的电流减小到自行熄弧范围。

2）通过对消弧线圈无载分接开关的切换，使之在一定范围内达到过补偿运行，减小接地电流，使故障电网持续运行一段时间，相对提高了供电可靠性。

2.2.4 中性点经消弧线圈接地系统的不足

1）消弧线圈本身是感性元件，与对地电容构成谐振回路，在一定条件下会发生谐振过电压。

2）中性点经消弧线圈接地仅能降低电弧接地过电压的概率，还是不能彻底消除电弧接地过电压，也不能降低电弧接地过电压的幅值。

3）零序保护无法检出接地的故障线路。

由于接地点残流很小，且消弧线圈必须处于过补偿状态，接地线路和非接地线路流过的零序电流方向相同，故零序过流保护、零序方向保护无法检测出已接地的故障线路。

2.3 中性点经高值阻抗接地系统（见3）

3 中性点经阻抗接地系统

3.1 中性点经阻抗接地系统原理

中性点经阻抗接地系统，是中性点与大地之间接入阻抗，该阻抗与系统对地电容构成并联回路,以便增大零序电抗，限制单相短路电流。

3.2 中性点经阻抗接地系统优点

1）电阻是耗能元件，也是电容电荷的释放元件和谐振的阻压元件，对防止谐振过电压和间歇性电弧接地过电压，具一定优越性。

2）在单相接地故障时，产生限流降压作用，设备绝缘等级可按相电压选择。

3.3 中性点经阻抗接地系统的不足

1）在单相接地故障时，继电保护装置作用与跳闸，供电可靠性降低。

2）由于接地点的电流较大，当零序保护动作不及时或拒动时，接地点及附近的绝缘受到更大危害，导致扩大成相间短路故障。

4 结语

目前，我国电力系统中性点接地方式，大体是如下：

1kV以下电网采用中性点不接地方式，6-10kV采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式，20-60kV系统采用中性点经消弧线圈接地方式，110kV及以上采用中性点直接接地方式。

各地应根据当地电网的发展水平,电网结构特点,从长远的发展观点,因地制宜地确定电网中性点接地方式。

［1］喻恩森．浅谈电力系统中性点的接地方式[J]．硅谷，2008（04）．

［2］张辉．电力系统中性点运行方式的探析[J]．中国新技术新产品，2009（10）．