浅谈35kV系统中性点接地方式的应用

浅谈35kV系统中性点接地方式的应用

[摘要]35kV系统中性点接地是一个综合性的技术问题，它与电力系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、通信干扰（电磁环境）及接地装置等关系密切，对电力系统正常运行具有保障作用，是一个非常复杂而又至关重要的问题。我仅就35kV系统的中性点接地方式进行一下粗劣的分析。

[关键字]35kV系统中性点 接地方式 应用

1 前言

电力系统的中性点是指星形接线的变压器或发电机的中性点。目前电力系统中性点接地方式有两类：

1）电力系统中性点直接接地（包括中性点直接接地和经小电阻接地两种方式），优点：安全性好，系统单相接地时保护装置可以立即切除故障；经济性好，中性点在任何情况下电压不会升高，且不会出现系统单相接地时弧光过电压问题，这样电力系统的绝缘水平可以按相电压考虑，经济性能好。缺点：该系统供电可靠性差。

2）电力系统中性点不直接接地，（包括中性点不接地和中性点经消弧线圈接地两种方式）优点：供电可靠性高，缺点：经济性差，电压高的系统不宜采用，此外还易出现间歇性电弧引起的系统谐振过电压。

目前我国110kV及以上的电力系统采用中性点直接接地方式，35～60kV电力系统一般采用中性点经消弧线圈或经小电阻接地；而3～10kV电力系统一般采用中性点不接地方式。

2 35kV系统的中性点接地方式比较

中性点经消弧线圈接地，在系统发生单相接地时，流过接地点的电流较小，其特点是线路发生单相接地时，可不立即跳闸，按规程规定电网可带单相接地故障运行2小时。有足够的时间去处理故障，减少停电次数. 从实际运行经验和资料表明，当接地电流小于10A时，电弧能自灭，因消弧线圈的电感的电流可抵消接地点流过的电容电流，若调节得很好时，电弧能自灭。

1）消弧线圈补偿方式有：欠补偿、全补偿和过补偿。全补偿会造成系统串联谐振，危及电网的绝缘。欠补偿在系统运行方式改变时，也容易造成系统串联谐振。系统中一般不采用全补偿、欠补偿方式。

2）采用中性点经消弧线圈接地方式也存在着以下问题：

（1）当系统发生接地时，由于接地点残流很小，且根据规程要求消弧线圈必须处于过补偿状态，接地线路和非接地线路流过的零序电流方向相同，故零序过流、零序方向保护无法检测出已接地的故障线路。

（2）因目前运行在中压电网的消弧线圈大多为手动调匝的结构，必须在退出运行才能调整，也没有在线实时检测电网单相接地电容电流的设备，故在运行中不能根据电网电容电流的变化及时进行调节，所以不能很好的起到补偿作用，仍出现弧光不能自灭及过电压问题。

（3）中性点经消弧线圈接地方式存在的两大缺点，也是两大技术难题，随着微电子技术、检测技术的发展和应用，我国已研制生产出自动跟踪消弧线圈及单相接地选线装置，并已投入实际运行取得良好效果，现在正处在推广应用阶段。

3）中性点经小电阻接地，当系统发生单相接地时，继电保护装置动作，断路器跳闸，将接地故障切除，增加了停电次数，不会产生电弧和间歇电弧。由于中性点接地，非故障下对地电压仍为相电压，因而对绝缘水平要求较低。

（1）中性点经小电阻接地方式优缺点是：

中性点经小电阻接地方式中，一般选择电阻的值较小。在系统单相接地时，控制流过接地点的电流在500A左右，也有的控制在100A左右，通过流过接地点的电流来启动零序保护动作，切除故障线路。

（2）系统单相接地时，健全相电压不升高或生幅较小，对设备绝缘等级要求较低，其耐压水平可以按相电压来选择。

（3）接地时，由于流过故障线路的电流较大，零序过流保护有较好的灵敏度，可以比较容易检除接地线路。

3 中性点经小电阻接地方式

1）中性点经小电阻接地适于瞬间性单相接地故障较少的电力电缆线路。

（1）中性点经小电阻接地运行方式的特点：

①降低操作过电压。中性点经小电阻接地的配网发生单相接地故障时，零序保护动作，可准确判断并快速切断故障线路；

②可有效降低工频过电压，单相接地故障时非故障相电压为√3UC，且持续时间短；

（2）中性点接地电阻的选择：

①从减少短路电流对设备的冲击角度和从安全角度考虑，减少故障点入地电

流，降低跨步电压和接触电压，I值越小越好，即中性点接地电阻应越大越好；

②中性点经小电阻接地系统是通过各线路的零序保护判断和切除故障线路的，在选择Rn时，要保证每条线路零序保护灵敏度要求。

2）中性点经小电阻接地方式可分为：

（1）接地变支接于主变35kV侧而无接地变断路器：因无专用断路器仓位，初次造价低。但发生单相接地时保护动作，零序电流保护Ⅰ段，跳主变35kV侧断路器。零序电流保护Ⅱ段，跳主变各侧断路器，因而主变保护较复杂。

（2）接地变接于35kV母线上，且有专用接地变断路器：因设置专用接地变断路器，则造价大。当发生单相接地时，保护动作跳接地变断路器，联跳主变35kV侧断路器，对应的主变保护配置简单。

4 中性点经消弧线圈接地 1）适用于单相接地故障电容电流IC > 10A，瞬间性单相接地故障较多的架空线路为主的配电网。

2）中性点经消弧线圈接地方式特点：

（1）利用消弧线圈的感性电流补偿接地点流过的电网容性电流，使故障电流<10A，电弧自熄，熄弧后故障点绝缘自行恢复；

（2） 减少系统弧光接地过电压的概率；

3）目前系统运行的消弧线圈分手动调节和自动跟踪补偿两类：

手动调节时，消弧线圈需退出运行，且人为估算电容电流值，误差较大，现已较少使用；后一种能自动进行电容电流测量并自动调整消弧线圈，使补偿电流适应系统的变化，现一般都选择该种消弧线圈。

5 结束语

对电网电容电流大于10A的架空、或架空、电缆混合线路宜采用自动消弧线圈接地方式，因为这种方式能降低电网故障建弧率、消除铁磁谐振过电压，有效抑制弧光接地过电压，大大提高供电可靠性。由于科学技术的进步，解决了电网中性点经消弧线圈接地系统长期难以解决的技术难题。自动跟踪消弧线圈及接地选线装置的不断完善和推广应用，为电网中性点经消弧线圈接地提供了技术保障。部分变电站由于架空出线较多，外界运行环境较差，应考虑使用消弧线圈系统，通过自动调谐的消弧线圈进行补偿。因而采用35kV中性点经消弧线圈接地。

[参考文献]

[1] 刘从爱，徐中立.电力工程.北京：机械工业出版社.1992