电力系统中性点接地方式与供电安全的研究

摘要：针对电力系统中性点的不同连接方式的特点研究，通过比较发生单相接地时的三相对地电压的变化不同，从供电的安全可靠性方面，分析不同电压等级的中性点连接方式的优缺点，为更好的的安全用电服务。

关键词：电力系统;中性点接地方式;单相接地分析;供电安全

电力系统中发电机和变压器的中性点的接地方式有三种方式：第一种是中性点直接接地方式，第二种是中性点经阻抗接地方式，第三种是中性点不接地方式。我国的电力系统中110kV及以上系统采用中性点直接接地系统，366kV系统一般采用中性点不接地系统，其中的310kV系统部分有采用经消弧线圈接地的方式，1kV以下的380V和660V低压供电系统是采用中性点直接接地方式运行。不同的的中性点运行方式当三相电路发生单相接地时，三相对地电压的变化是不一樣的，同时对于二次回路的继电保护和仪表都会受到影响，因此我们要对电力系统中的各种接地方式进行研究，分析其不同的特点，制定线路发生故障时能够正确地应对措施，以保障电力线路安全运行。

一、电力系统中性点不接地系统

在我国的366kV电力系统中，通常采取中性点不接地运行方式，当其中一相电路发生接地故障时，三相电路的相间电压保持不变，所以电路可以继续运行，但是不可长期运行，而且当再有一相线路发生接地故障后，就要发生两相短路的严重事故了，线路将不能继续运行。这是由于三相电路的相线与大地之间存在一个分布电容，当三相线路正常运行时由于三相电压对称，则三相对地的电容电流对称，所以其相量和为零。当一相接地时该相对地电压为零，而另两相对地电压升为原相电压的3倍。为了供电的安全，这就要求三相相线的对地绝缘要按其相电压的3倍装设，同时要装设单相接地保护和绝缘监察装置，当线路发生单相接地时还应具有发出音响和光字牌的报警信号，提醒供电人员尽快排除故障。当事故会危及人身和电气设备安全时，则此时的单相接地故障应动作与断路器的跳闸以迅速切除故障线路。

二、中性点经消弧线圈接地的运行方式

当接地电流很大时，接地点会出现时断时续的电弧，从而在电力线路上会发生串联谐振，于是在电力线路上可产生约为相电压3倍的过电压。这将给线路的安全运行带来危险，其中绝缘薄弱的地方就会被击穿。为了防止故障点发生电弧，就要在电力线路的中性点连接一个用来减少起弧电流的消弧线圈。消弧线圈实践是一个铁心可以调整的电感线圈，当电力电路发生单相接地时，产生的接地电流通过接地电容的容性电流其相位超前于电压90度，而通过消弧线圈的接地电流呈感性其相位滞后于电压90度，两个电流方向相反互相补偿，则减少了接地电流的大小。当接地电流小于起弧电流时，则接地点将不会产生电弧。电力线路上也不会产生危险的过电压了。

中性点接消弧线圈后当发生单相接地故障时，三相线电压不会改变，所以电力线路可以短时间继续运行，通常可以运行2小时。此时继电保护装置要及时发出报警，值班人员应及时查找故障点，快速排出故障，如果不能短时间内消除故障，则需要将负荷转移到其他线路上。若发生的接地故障会危及人身和设备的安全时，保护装置应动作与跳闸，使得故障线路及时退出运行。

中性点接消弧线圈的电路发生单相接地故障时，非故障相的对地电压会升高到线电压。所以应将线路绝缘按照不低于线电压标准设置，以确保运行安全。

三、中性点直接接地运行方式

我国110kV及以上超高压电力系统和220/380V低压配电系统通常采用中性点直接接地方式。利用中性点直接接地系统，好处有三点。第一点是可以降低线路的绝缘成本。这是由于当有一相线路接地时，另外两相完好相对地的电压不升高，所以电力供电的线路绝缘只需要按照相电压配置即可，特别对于110kV超高压供电时，对传输线路的绝缘成本控制很有好处，否则按线路的线电压去作绝缘，成本要增加很多。第二点是中性点直接接地并且引出中性线，其好处是当电力线路发生单相接地时，通过中性线形成单相短路回路，由加装的保护装置动作，可以使故障点迅速切除。第三点是中性点接地并且中性线引出后，特别对于220/380V低压配电系统可以传导三相不平衡电流，减少中性点的电位偏移，使得低压供电更加安全，同时若再安装漏电保护器，将会进一步保障人身的安全。

四、总结

三相电力线路发生单相接地时，两个完好相的对地电压会因中性点的不同接地方式而不同，有的会升高而有些不变。通过分析研究根据其不同变化规律，采用不同的中性点接地方式，更好的保障人身安全和电力线路的安全。

参考文献：

[1]刘介才.工厂供电[M].北京：机械工业出版社，2014.

[2]何永华.发电厂及变电站的二次回路[M].北京：中国电力出版社，2011.

[3]叶挺秀.电工电子学[M].北京：高等教育出版社，2004.

作者简介：武海军（1968），男，内蒙古包头人，本科，高级工程师，副教授，乌海职业技术学院电力工程系，主要从事电气工程方面的教学和科研工作。