城市电网中性点接地方式探析

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1、城市电网中性点接地方式探析【摘要】城市电网建设对城市的发展至关重要，随着城市规模的不断扩大，电网线路增多与陈旧老化的现象非常严重，因而电网改造成为城市建设中必不可少的组成部分。在城市电网改造的过程中，釆用可靠性与安全性高的电缆与滋工方式颇为重要，文章阐述了电力系统几种中性点接地方式的相关技术问题，供于参考。【关键词】城市电网；中性点；接地方式；选择技术1中性点不接地方式在配电网中，中性点接地结构简单，其处理方式不但能够降低成本，而且在运行的过程方便。中性点不接地方式其实是一种小电流接地的方式。当发生单相接地故障时，流经故障点的电流是对应电压

2、等级的全系统对地电容电流，经推算式中为电网的对地容抗总和，数值很小，因此故障电流很小。单相接地时，故障相电压降为零，其他两相电压升高倍，不过单相接地不会影响到系统电压的对称性，同时对系统所产生过的负荷影响不大，在对绝缘装置进行检查后可以发现，这种接地方式可以保证系统顺畅的运行1〜2个小时，而且运行过程中会发出信号，但不会跳闸。因而采用这种单相接地的方式也更为可靠，这种特性使其更加适用于架空线为主的电缆线路中，形成的配电网多为结构比较简单的辐射性中压配电网。不过，这种接地方式存在一个很大的缺陷，这个缺陷是中性点相对绝缘。根据电网运行的规律，中

3、性点不接地方式应用于以架空线路为主、电容电流小于10A的配电网是合适的。但随着国家电力设施改造的推进，农网改造不断加深，配电网的规模也逐渐扩大，能够承载10A电流的配电网已经不能满足城镇的发展需求，电流峰值经常会突破10A,非常容易发生单相接地故障，一旦发生事故，接地电弧无法自动熄灭，并且由于间歇性弧光电压的作用，使配电网设备的绝缘体非常容易被击穿，导致更大范围的事故，使系统的安全性存在很大风险。同时，配电网在运行过程中，一旦发生故障自动跳闸时，容易引发配电网中的电感元件和电容元件发生谐振，这种情况会使得电阻的阻抗瞬间变小，导致电流瞬间变大

4、，容易烧毁配电网中的电路元件。这种现象是普遍存在的，因而在配电网中采用中性点不接地的方式已经无法满足电网发展的需求，并已经逐渐被其他接地方式所替代。图1中性点不接地系统接线图2中性点经消弧线圈接地电网的规模在不断扩大，原有的额定电压也随着电量消耗的增加而增加，当中性点不接地系统中存在金属接地的情况时，非故障相电压会升高，成为线电压，故障相的接地电流变为倍于非故障相电容电流，即时电流会超过额定电流,形成的电弧会对电气设备造成损害；如果发生电弧间歇性燃烧，那么在间隙中形成的间歇性弧光电压较强，影响电路运行的稳定性。因此，在高电压与接地电流较高时

5、，如果较长的线路中电流高于10A,就必须采用消弧线圈来降低弧光电压，用以减小电容中的电流强度。消弧线圈共有三种补偿方式：全补偿、过补偿及欠补偿。线路接地故障时，如果IC=IL,即WL=WC,此时流过的电流IL-IC=O（大小相等、方向相反），这种补偿称为全补偿，但因三相对地电容不平衡，正常运行时中性点有电压U0,当XL二XC时，容易发生串联谐振。当XLXC时称为过补偿，当这种情况发生时，会出现全负荷的情况，从始至终XC要小于XL,故不存在XL=XC的情况发生，因而是最为常用的补偿方式。图2中性点经消弧线圈接地系统图3中性点经小电阻接地的接地

6、方式在中性点的接地方式中采用小电阻接地与大地形成串联的方式，即为中性点经小电阻接地的接地方式。通过电阻接地的方式能够有效控制电网中的电压幅值，进而对配电网中的电压进行控制。中性点小电阻接地方式是介于直接接地方式与不接地方式的一种中间方式，相较于不接地方式以及经线圈接地的方式来讲，中性点小电阻接地能够降低孤光接地所产生的过电压，并在单相接地时，在电流流经电阻时，能够利用系统的保护程序将电网中的故障部分抛离。在采用电阻接地方式时，如果存在单相接地的情况，那么在在供电电压升高的情况下，电网中的电压上升的幅值会很小，这种对电压的控制手段不会让系统电

7、压变成线电压，而且在系统保护机制中，故障部分也容易被抛离。尽管如此，这种中性点小电阻接地方式也仍然存在一定的弊端，那就是当单相故障发生时，不管线路中的故障原因是什么，系统都会跳闸，造成系统的可靠性降低；同时，若接地电流过大时，保护装置存在故障失灵时，仍然能够对设备造成损坏，使单相故障演变成为多相故障，甚至在架空导线发生断线时，在没有及时排查的情况下，在触碰到相对干燥的地面时，由于小电流的原因，导致系统预警能力减弱，进而出现更为严重的事故。4中性点灵活接地方式中性点灵活接地方式(即消弧线圈并联小电阻接地方式)由自动跟踪补偿消弧线、小电阻、控制

8、器等部分组成,如图3所示。图3灵活接地方式结构图(1)电网正常运行时。电网在运行过程中，在中性点电阻就能够不参与到中性点的电路循环中。的消弧线作为电网中的组成部分，系统在对电网电