我国东北地区电力系统中性点运行方式选择

李松雪+张东旭+李文

摘要：介绍国内外中性点接地方式的选用现状及选择原则，分析我国东北地区电力系统常用的3种中性点接地方式的优缺点和适用范围，指出选择各种中性点运行方式的历史原因，对东北地区电网的中性点运行方式管理具有指导意义。

关键词：电力系统；中性点；接地方式；东北地区

中图分类号：TM727 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）09-0056-03

三相交流電力系统中性点与大地之间的电气连接方式，称为电网中性点接地方式。中性点接地方式涉及电网的安全性、可靠性、经济性，直接影响系统设备绝缘水平选择、过电压水平及继电保护方式、通讯干扰等。一般来说，电网中性点接地方式指变电所中变压器的各级电压中性点接地方式。

随着科学技术的进步和我国经济的快速发展，电力负荷特性对电能的供应质量提出更为严格的要求。正确选择中性点接地方式，是优化电力系统运行特性的前提条件，关系到电网运行的可靠性。总结与借鉴国内外电力系统的应用经验，可减少建设与改造电力系统投资和时间，满足国家经济建设的发展需要。

1 国内外中性点接地方式

1.1 国外中性点接地方式

世界各国和各地区的中性点接地方式不尽相同，主要根据本国和本地区运行经验和历史沿袭确定。

法国中压电网的中性点以前为低阻抗接地方式。从20世纪90年代初开始，为保障人身安全和适应负荷特性变化，法国电力公司（EDF）将城市和农村的纯电缆网络、混合电网和架空线路电网的中性点，全部改为中性点经补偿电抗接地运行。

美国中压电网的中性点主要采用大电流接地方式，这是因为美国电网基本为私营电力企业，系统具有备用容量大、网架结构好、自动化水平和管理水平高等特点。

日本的中压电网早期与德国中压电网相同，电力系统的中性点主要采用经消弧线圈接地方式。后来，由于美国电力设备大量倾销并占领日本市场，相应的大电流接地方式随之进入日本。随后，日本电网接地方式又发生了显著变化，中性点经消弧线圈接地和不接地方式得到发展。

芬兰中压电网采用小电流接地方式，10 kV和20 kV中压电网中性点不接地和经消弧线圈接地各占80%和20%。

1.2 国内中性点接地方式

我国110 kV及以上电网一般采用大电流接地方式，即中性点有效接地方式（在实际运行中，为降低单相接地电流，部分变压器采用不接地方式），包括中性点直接接地和中性点低阻接地。采用此方法具有以下优点：中性点电位固定为地电位，发生单向接地故障时，非故障相电压升高不会超过1.4倍运行相电压，暂态过电压水平也较低；故障电流很大，继电保护能迅速动作于跳闸切除故障，系统设备承受过电压时间较短。大电流接地系统可使整个系统设备绝缘水平降低，从而大幅降低造价。

6～35 kV配电网一般采用小电流接地方式，即中性点非有效接地方式，包括中性点不接地、高阻接地、经消弧线圈接地等。小电流接地系统发生单相接地故障时，中性点非有效接地，故障点不会产生大的短路电流，因此允许系统短时间带故障运行。这对于减少用户停电时间、提高供电可靠性具有重要意义。

两网改造使中、小城市6～35 kV配电网电容电流增加，如不采取有效措施，将危及配电网的安全运行。

目前，上海市区供电公司、广州供电公司、深圳供电公司、珠海供电公司和苏州供电公司等先后采用小电阻接地方式；大连供电公司则按照电容电流大小来确定，10～200 A之间采用消弧线圈接地，大于200 A采用小电阻接地。国内大部分省市和地区如河南省、石家庄市、太原市等，均采用中性点不接地或经消弧线圈接地。

2 中性点接地方式的选取原则

选择接地方式时，先根据电网实际情况寻找最适合的接地方式，再根据电网发展趋势适时调整，用以满足运行需要。但无论采用哪种中性点运行方式，都必须考虑以下几个方面：保证供电可靠性要求；单相接地时非故障相最大的工频电压升高尽可能小；单相接地故障时的短路故障电流应限制在对通信线路干扰影响的容许范围内；单相接地时故障线路的继电保护应有足够的灵敏度和选择性。

3 我国东北地区电网中性点接地运行方式

3.1 中性点不接地系统

我国东北大部分地区3.3～10 kV系统采取中性点不接地方式。中性点不接地方式对地绝缘，具有结构简单、运行方便和无需任何附加设备的特点，适用于10 kV架空线路辐射形（或树状形）供电网络。该方式运行时，若发生单相接地故障，流过故障点的电流为电网对地电容电流，其值很小，需装设绝缘监察装置，以便及时发现单相接地故障并迅速处理，避免两相短路造成停电。

单相接地故障可分为永久性故障和非永久性故障。若在电缆与架空线混合线路电缆上发生永久性故障，一般是电缆本体或终端、中间接头击穿；若发生在架空线上的非永久性故障，一般为绝缘子碎裂、绝缘导线断线或外物碰及裸导线等。发生永久性接地故障后，应停电排除故障再恢复供电。

非永久性单相接地故障只会发生在架空线路的裸导线处，一般是雷击绝缘子或刮风时树枝碰线。中性点不接地系统发生单相接地故障时，其接地电流很小，若是瞬时故障，一般能自动消弧，且非故障相电压升高不大，不会破坏系统的对称性，可带故障连续供电2 h，提高供电可靠性。

现在，城市配电网系统已逐步形成手拉手、环网供电网络，一些重要用户由两路或多路电源供电，供电可靠性不再依靠系统带故障维持2 h来保障，而是依靠加强电网结构、调度控制和配电网自动化来保证。

3.2 中性点经消弧线圈接地系统

我国东北地区66 kV系统全部采用中性点经消弧线圈接地方式。中性点经消弧线圈接地方式就是在系统发生单相接地故障时，消弧线圈产生电感电流补偿单相接地电容电流，以使通过接地点电流减少，自动灭弧。endprint

消弧线圈接地方式拥有中性点不接地系统的优点，可避免单相故障可能发展为两相或多相故障，产生过电压损坏电气设备绝缘和烧毁电压互感器等危害。传统的消弧线圈接地为避免产生谐振，要求在过补偿状态下运行。如果电网运行方式不断变化，消弧线圈不可能始终运行在最佳档位，有可能因残流达不到有效抑制而产生弧光过电压。消弧线圈手工调谐需要停电短时退出消弧线圈，失去补偿连续性。随着科技进步，在优化消弧线圈接地方式中出现了很多新技术，如自动跟踪补偿消弧线圈装置能随电网运行方式变化及时、快速地调节消弧线圈电感值，使其失谐度始终处于规定范围内。目前，此技术已成为中压电网中性点接地方式的发展方向。一些新建的35 kV变电站10 kV中性点采用消弧线圈接地装置，并在消弧线圈系统中并联电阻，提高接地选线可靠性。

3.3 中性点直接接地系统

我国东北地区110 kV及以上电网广泛采用中性点直接接地方式。中性点直接接地是指电网中全部或部分变压器中性点没有人为阻抗加入的直接与大地（地网）充分连接。这样对线路的绝缘水平要求较低，能显著降低线路投资。

在运行中，110 kV以上电网的中性点并非全部同时接地，而是一部分接地，其余不接地，具体由系统调度决定。目的是使系统单相接地時短路电流有一个合适范围，既能满足继电保护动作灵敏度需要，又不致太大。这种系统正常运行时，系统中性点没有入地电流，或者说只有很小的三相不平衡电流。当系统发生单相接地故障时，故障电流即为短路电流，其值很大，故障线路或设备必须立即切除，这样就增加了断路器负担，降低了供电的连续性。但发生单相接地故障时，中性点对地电压很小，理想情况下与地保持等电位，所以各相的对地电压不会升高，可有效防止电弧接地过电压问题。由于过电压较低，绝缘水平下降，可进一步减少设备造价，高压和超高压电网的经济效益显著。因此这种接地方式适用于110 kV及以上电压等级的系统。

中性点直接接地系统存在一些缺点：一是跳闸率高；二是短路电流大，对通信系统用户设备安全影响大；三是短路电流下跳闸，开关检修量增加。发生单相接地故障时，接地点会产生较大的跨步电压和接触电压。此时，若工作人员误登杆或误碰带电导体，容易发生触电伤害事故。对此，需要加强安全教育并正确配置继电保护和安全措施，避免事故发生。

4 结语

不同的接地方式各有优缺点。各地区应根据当地配电网的发展水平、电网结构特点、电容电流水平、变压器连接组别、电缆化比例、负荷重要程度等，进行经济技术比较和分析后，合理选用接地方式。东北地区电力系统的中性点运行方式，应根据电网实际情况合理选择。

参考文献

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Abstract： This paper introduced the status and selecting principle of neutral point grounding mode home and abroad， analyzed the advantages and disadvantages and the application scope of 3 kinds of common neutral point grounding mode of electric system in northeast region of China， and pointed out the historical reasons for selecting all kinds of neutral point grounding modes， which had the significance in managing neutral point grounding mode of power grid in northeast region of China.

Key words： neutral point； grounding mode； electric system； northeast region of Chinaendprint