浅析配电变压器中性点断线的危害及预防

邢慧敏

摘要：在配电网系统中，变压器是重要的配电设备，承担着电压转换的关键任务。一旦变压器中性点断线，将会对配电网的稳定运行造成较为严重的影响。本文在简单分析配电变压器中性点断线危害的基础上，对配电变压器中性点断线的预防策略进行了探讨。

关键词：变压器；中性点；断线

1 配电变压器中性点断线的危害分析

配电变压器接地线断线是由多种原因引起的，例如：配网施工技术低下、运维工作不到位、非法窃电现象、外力破坏等，接地线断线将导致多方面的故障问题，对整个配网的安全运行带来不良影响。

分析接地线断线的危害并采取科学的防范措施与解决对策，对于整个配网都具有十分重要的意义。常见的配电变压器中性点接地工作原理如图1所示。配电变压器中性点断线将会给配电变压器的正常工作带来严重的影响，并给配电网的正常运行带来安全隐患，增加配电的实际成本。具体来说，配电变压器中性点断线带来的危害有以下几点。

1.1 中性点电压偏移

在配电变压器中性点正常接地的情况下，接地的电阻是非常小的，可以近似看为0Ω，中性点的电压也和大地的电压相同，从而良好的保证了变压器运行的安全性。而一旦配电变压器中性点出现断线的情况，则中性点的接地电阻将趋近于正无穷大，如果此时线路中的三相负载处于不平衡的状态，还会进一步加剧配电变压器中性点断线带来的负面影响，导致中性点电压偏移现象出现。进而对配电网带来恶劣的影响。

在中性点电压偏移的影响下，配电网的三相电压将失去平衡，一般情况下低电压的一相将无法继续正常进行电压供应，造成配电网中的电气设备无法正常运行，而此时，高电压的一相则出现电压偏高的情况，过高的电压会直接损害配电网中的电气设备，导致配电网的整体供电质量显著下降。在中性点电压偏移的影响下，如果单相短路，没有出现短路故障的相会出现电压猛增，对配电网的正常供电产生负面影响，甚至烧毁部分线路脆弱的绝缘层。中性点电压偏移出现后，中性点电压升高，再加上单相短路的影响，较为容易导致中性点绝缘层被击穿，给供电的安全性带来较大影响，引发变压器受损，甚至导致周围出现人员触电伤亡。在配电变压器中性点断线的情况下，避雷器的接地电阻在中性点断线的影响下，也可能出现电阻上升的情况，一旦此时遭遇雷雨天气，避雷器的工作效果将大大减弱，可能由此引发过电压现象，导致配电网受损。

1.2 线路损耗增加

在低压配电网中，当前主要采用三相四线的线路架设方式，再加上线路中出现三相不平衡的情况，中性点中必然会出现异常电流，进而导致相线和中线均出现电能损耗。如果此时线路中三相负荷是平衡的，中线的电流为0，可以计算得出线路的有功损耗为P1=（Ia2+Ib2+Ic2）R=3I2R，如果此时线路中三相负荷是不平衡的，中线中必然会出现一定的电流，可以计算得出线路的有功损耗为P2=（Ia2+Ib2+Ic2+2I02）R。可见在低压配电网中，中性点断线的出现会导致低压配电网线路损耗增加。

在高压配电网中，如果线路中出现三相不平衡的问题，高压配电线路也会受到较为严重的线损影响，线损程度显著增加。此时，假设高低压端电流之间的关系为正相关，设：Ia=1.5I·，Ib=Ic=0.75I，高压系统内不同相的电阻：R，此时结合高压配电箱线路功率损耗公式P3=Ia2R+2（Ib）2R=3.375I·2R，在中性点偏移的情况下，配电线路损耗的功率为P4=3I·2R，继续计算可得配电线路线损的增加比例为（P3-P4）/P3×100%=37.5%，由计算结果可见中性点断线的情况下高压配电网线路损耗增加的比例之多。

1.3 对零序电流的影响

在不对称故障发生时，对其分析多采用对称分量法，所取得的分析结果较为准确。在分析过程中，通常认为一组不对称的三相量，可以将其进行分解，进而将其变成正序、负序、零序的对称性相量。在当前广泛使用的三相电路配电网系统当中，所有的非对称三相相量都可以被有效分解，进而转化成为三组三相对称相量，方便对其进行分析。

当配电系统如果出现三相负荷不平衡的情况，如果此时变压器接地线仍然可以正常工作，那么对应的零序电流值会迅速上升，当超过一定的电流阀值后，线路中的保护设备将会迅速动作，将过大的故障电流隔断，对配网进行保护。当配电网变压器出现中性点断线的情况，此时三相电流幅值可能随之上升，但零序电流的具体数值会出现下降，此时配网中的保护设备会发出警示信息，但是无法通过断开线路对故障进行瞬间隔离，其保护功能得不到有效发挥，有可能给配网带来较大的损害。

2 配电变压器中点接地线断线预防方法

在正常情况下，配电变压器中性点不容易出现断线的情况，如果配电网中性点出现断线，可能和配电变压器安装过程中人工操作不当有关，也可能是由于配电网运行过程中运行维护工作不到位，也可能是由于部分人员非法窃电对中线点造成了破坏，还有可能是由于配电变压器中性点受到了外力破坏。结合配电网变压器中性点断线的可能原因，在此提供两点配电变压器中性点断线的预防措施。

3 结束语

实践证明，配电变压器中性点断线所带来的危害是非常严重的，不仅会导致配网供电异常、电气设备受损、线损增加，并且可能危及周围的人员安全，引发人身安全事故。因此，必须高度重视配电变压器中性点断线的问题，采取科学设置接地引下线和多点重复接地的方式进行有效预防。相关电力工作人员在安装配电变压器的过程中，应当按照科学的操作方式进行操作，保证配电变压器中性点接地功能的稳定性，提升配电变压器接地引下线的抗外力能力。除此之外，对于引起配电变压器中性点断线的不法窃电行为，必须严肃制裁，以儆效尤。从而通过采取全面、有效的预防措施，实现配电变压器中线点断线情况的减少，保证配网系统的安全、稳定运行。

参考文献

[1]陈照兴.分析配电变壓器中性线虚接对配网的危害[J].电子制作，2015，04：275.

[2]陈锦华.配电变压器中点接地线断线危害分析[J].电气自动化，2014，02：72-74+80.