浅析电力系统中性点接地方式

罗育辉

摘 要：电力系统中性点接地方式的选择直接影响着电力系统的运行情况，要想让电力系统安全、稳定地运行，就一定要恰当地选取中性点的接地方式。笔者通过大量的研究和实践总结了三种主要的中性点接地方式，分别是中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地。通过对这3种接地方式的分析，希望能够让电力系统的运行方式朝着更加稳定的方向发展，让电力系统适应时代的要求和科技的发展。

关键词：中性点；接地方式；消弧线圈；位移电压；直接接地

中图分类号：TM727 文献标识码：A

所谓电力系统中性点接地方式就是电力系统当中，变压器或者发电机中性点和地之间所采用的连接方式。通过大量的实践发现，选用恰当的中性点接地方式非常重要，不但对电力系统的电流起到一定的抑制作用，还可以对过电压的水平进行有效的控制。鉴于以上情况，笔者进行了本次研究，对电力系统中性点的接地方式进行探讨，重点论述了三种主要的接地方式，分别为中性点不接地方式、中性点经消弧线圈接地、中性点直接接地。希望通过本次分析帮助相关工作人员选择最合适的中性点接地方式，保证电力系统安全、可靠、有效地运行。

一、中性点不接地

电力系统中性点接地方式就是中性点和地之间没有任何实质性的连接，然而电力系统的三相却和地之间有电容的存在，也就是说，电力系统中性点不接地是通过等值电容来实现接地的目的的，并且电力系统中性点不接地的零序电抗是一个可以变化的有限数值。所以能够得到以下结论：电力系统中性点不接地和中性点绝缘是完全不同的。

1.安全性

实践证明，电力系统中性点不接地安全性更高。实验表明，如果三相供电系统进行单相接地，那么中性点不接地的短路电流要比直接接地的电力小很多，也就是说，中性点不接地连接方式和直接接地方式相比较，中性点不接地更加的安全。因此，在很多低压供电系统或者爆炸危险场所都选用中性点不接地的连接方式。

2.可靠性

电力系统中性点不接地连接方式除了具有安全性的优点之外，还具有可靠性的特点。通过研究发现，中性点不接地配电网存在单相接地故障的时候，线电压通常是处于对称不变的状态，同时故障位置的短路电流非常小，所以对用户的用电安全没有起到破坏作用。鉴于以上情况，在现有的配电网络当中，电力系统中性点不接地方式的使用比例接近90%。除此之外，如果中性点不接地方式所使用的线路比较短，因此电容产生的电流也非常小，接地电弧能够自动地熄灭，避免了线路跳闸的发生，以上分析表明，电力系统中性点不接地系统可以实现带故障运行；如果中性点不接地方式所使用的线路比较长，接地电容所产生的电流就比较大，此时将可能形成间歇性电弧和高幅值的孤光接地过电压，这个时候需要继电保护来对线路进行改善。

3.电压的升高

当电力系统中性点不接地系统发生单相接地故障的时候，中性点的电压将会升高，并且升至相电压，所以对中性点的绝缘水平将有新的要求，此时的绝缘水平必须达到线电压的标准。然而，通过调查发现，大部分服役期的电网主变都是分级绝缘变压器，这就必然会对中性点不接地系统的普遍应用产生一定的干扰作用。通过上述分析，中性点不接地系统的运用是受到一定局限的。对于三相供电系统和线路比较短的配电网来说，更加适合采用中性点接地系统；对于低压供电系统或者爆炸危险场所来说，更加适合采用中性点不接地系统。

二、中性点经消弧线圈接地

1.特点

在分析电力系统中性点经消弧线圈接地系统的特点时，笔者将分别从优点和缺点两个方面进行。

（1）中性点消弧线圈接地的优点

在中性点消弧线圈接地系统当中，如果出现了单相故障，就不能够较好地保持接地电弧，如果电流过零，电弧将发生自行的熄灭。同时在电弧熄灭的时候，消弧线圈将影响故障点的电压，具体来说就是让故障点电压的恢复更加缓慢，在这个过程中完成了对单相接地故障的合理控制。中性点消弧线圈接地系统单相接地的时候，系统接地点的电流不会受到故障点的影响，并且残留非常的小。与此同时，消弧线圈能够对单相接地故障发挥较强的抑制作用，整个过程当中，电力设备的继电保护器件和断路器都不用做任何操作。

（2）中性点消弧线圈接地的缺点

虽然中性点经消弧线圈接地系统存在很多优势，但不得不指出的是，这种电力系统接地方式也存在很多缺点。在采用中性点经消弧线圈接地的连接方式的时候，暂态过电压和工频过电压都非常高，补偿电网的运行也相对复杂，那么在短时间内部能够很好地适应电网系统的一些变化。中性点经消弧线圈接地系统内的零序网络、补偿线圈和接地电容构成的串联电路非常相似，一旦参数的配合存在不合理的地方，就很容易出现谐振过电压较高的情况。

2.位移电压的降低

通过文献研究发现，DL/T 620-1997中有如下内容：当中性点消弧线圈接地系统稳定运行的时候，经消弧线圈接地的系统里面中性点长时间的电压位移要小于等于系统标称相电压的15%。如果中性点位移电压是Un，那么Un的函数式就是：Un={U0/[R+j（XL-XC）]}（R+jX1）=U0/。在公式当中，U0表示不对称电压；d代表电网的阻尼率；v表示消弧线圈的脱谐率。通过以上函数可以得知，要想防止中性点位移电压过高可以通过以下途径：

可以通过减小U0的数值来减低中性点位移电压；

（2）可以通过加大v的数值来降低中性点位移电压。也就是在符合规定的情况下，让残留中仍然存在的高次谐波分量与有工分量；

（3）可以通过增大d值的方式来降低中性点位移电压。也就是把功率比较大的阻尼电阻连接到消弧线圈的一次回路里面，需要注意的是，加装电阻将会对电弧的瞬间熄灭产生严重的影响，于是要在符合规定的情况下，把电阻的数值减小，并且在单相接地故障产生的时候，第一时间把电阻切除。

三、中性点直接接地的特点

所谓中性点直接接地就是电力设备中性点经零阻抗接地，而不是电力系统的所有变压器都是中性点直接接地。当采用中性点直接接地的方式时，限流电抗的数值比较小，那么单相接地的时候将有非常大的电流经过故障点，这就会对电力设备的稳定工作带来非常严重的负面影响，也将把故障的波及范围扩大，以至于引发大范围的停电，给生产、生活和财物、人身安全带来极大的危害。

结论

综上所述，电力系统中性点接地方式的恰当选取直接影响着电网的安全和稳定运行，所以要充分重视中性点接地方式的选择。笔者通过本文阐述了常用的3种中性点的接地方式，也就是中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统和中性点直接接地系统。研究发现：（1）电力系统中性点不接地系统比较适合在三相供电系统和线路较短的配电网内使用，并且表现出来两个明显的优点，一是供电安全性高，二是供电可靠性好；（2）中性点经消弧线圈接地系统。这种接地方式通常在35kV以下的供电系统和易燃易爆区域内使用。然而，需要特别注意的是，使用中性点消弧线圈接地方式的时候要在端部接入電阻，通过这种方式来弥补其存在的一些不足之处；（3）中性点直接接地系统。这种接地方式比较适合在大于110千伏的高压电网里使用，或者是在小于600V的低压电网里使用。

总而言之，不同的中性点接地方式都有其独特的方面，他们的产生和应用都是为了推动电力系统得到更好的发展，所以在日后的研究工作当中，一定要不断加深研究的程度，让研究内容和研究成果更好地顺应科技和时代的发展需求。

参考文献

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