【摘要】變壓器中性點接地方式在電力系統(tǒng)中是一個非常重要的研究課題，尤其是對電力系統(tǒng)圖紙設(shè)計以及運行過程均有著重要的意義。在三相交流電力系統(tǒng)中，中性點就是變壓器接線的公共點。而中性點接地就是指變壓器的中性點與接地網(wǎng)間的電氣連接。變壓器中性點接地方式是一個比較復(fù)雜的問題，它涉及電力系統(tǒng)中的方方面面，與此同時還影響著供電的可靠性、電力通信系統(tǒng)、電壓絕緣系統(tǒng)、電氣設(shè)備安全以及繼電保護裝置等方面。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)運行可靠性變壓器中性點接地方式

我國110kV及以上電壓等級的電力系統(tǒng)，通常會選擇一些變壓器中性點接地，這樣就具備了許多優(yōu)點，例如斷路器的開斷不再受單一電流的限制、設(shè)備構(gòu)件的保護措施相對可靠、磁場對電力通信的影響也相對較小等一些優(yōu)點。但是采用這種方式也是存在錯點的，例如避雷器中的二次保護設(shè)備不能通過穩(wěn)定可靠的電流保護，這樣就導(dǎo)致保護方式中出現(xiàn)了嚴重問題，使避雷器無法與放電間隙進行配合，當接地系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，很容易就將放電間隙擊穿，使停電的范圍進一步擴大，因此一定要加大力度研究、完善中性點接地方式。

一、中性點接地方式

1.1中性點的不接地

中性點不接地方式又稱之為中性點對地絕緣，其設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，無需其它附加設(shè)備，投資成本也相對較低，非常適合架空線路長的樹狀供電網(wǎng)絡(luò)。中性點不接地系統(tǒng)中一旦發(fā)生有一相接地的時候，并沒有破壞受電器的供電能力，他們還可以正常工作，要是電力系統(tǒng)一直保持著一相接地的工作狀態(tài)，也是不被允許的，因為這會導(dǎo)致非故障電壓的升高，很可能會擊穿絕緣薄弱點，引起系統(tǒng)短路，損壞電氣設(shè)備。因此，中性點不接地的電力系統(tǒng)中，一定要設(shè)置專門的監(jiān)督設(shè)備，方便工作人員可以及時發(fā)現(xiàn)一相接地的情況，進而采取有效的措施，進行相應(yīng)的處理，排除電網(wǎng)故障。中性點不接地的電力系統(tǒng)中，如果接地的電流過大的時候，在接地的位置就會引起電弧，并且不會自行熄滅，出現(xiàn)所謂的間隙電弧，也就是反復(fù)熄滅火與重新燃燒的電弧。因為電力系統(tǒng)是由電感和電容組成的一個振蕩回路，其間歇電弧會引起過電壓，數(shù)值可以達到2.5-3UX，這種過電壓很容易引起擊穿，導(dǎo)致兩相接地短路。

1.2中性點消弧線圈接地

當接地電流超過一定允許值的時候，就可以采取中性點消弧線圈接地的方式進行解決，我們將這樣的系統(tǒng)稱之為中性點消弧線圈接地系統(tǒng)。中性點消弧線圈接地的方式就是指在大地與中性點之間連接一個消弧線圈，主要由鐵芯以及鐵芯上的繞阻形成，將他們放置在變壓器的油箱內(nèi)，其繞阻的電阻值比較小，電抗比較大。消弧線圈的電感值，可以通過改變繞阻數(shù)量進行調(diào)整，在正常的工作情況下，電力系統(tǒng)的中性點電壓是三相不對稱的，數(shù)值也相對較小，導(dǎo)致消弧線圈中的電流也比較小，通常采取補償方法，就是減少電力系統(tǒng)中的電流流量，但是不會引起振蕩，并且離振點也比較遠。在發(fā)生單相接地故障的時候，可以通過消弧線圈中的電流對接地電流進行相應(yīng)的補償，減小接地電流，使電弧可以自行熄滅。其特點就是在發(fā)生故障的時候，按照有關(guān)規(guī)定運行，時間為2小時，對中壓電網(wǎng)來說，補償了接地電流，單相的接地故障就不會再發(fā)展成相間故障。所以中性點消弧線圈接地方式具有很高的供電可靠性。在此系統(tǒng)中，一相接地故障電壓為零，而非故障電壓將會升高數(shù)倍，三相電壓保持不變，因此允許暫時運行，但不要大于2小時。

1.3中性點直接接地

無論電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)是怎樣的，中性點的電位一直是零，當發(fā)生一相接地的時候，就會導(dǎo)致接地的一相點與中性點之間形成短路，電流的數(shù)值迅速增大，這時一定要立即采取保護措施，排除系統(tǒng)故障。在此系統(tǒng)中，一旦發(fā)生一相接地故障，一定要切斷送電線，中斷用戶的供電，實踐表明：在1000V之上的電力系統(tǒng)中，大部分一相接地故障，特別是架空線路比較長的線路故障，均是瞬時的，當排除故障之后，其系統(tǒng)可以迅速恢復(fù)工作狀態(tài)，保證供電的可靠性。在此系統(tǒng)中，為了提高供電的可靠性，一般都會安裝自動重合閘設(shè)備。

1.4中性點電阻接地

中性點通過電阻進行接地的方式，也就是指在大地與中性點間連接一定阻值的電阻，與整個系統(tǒng)形成并聯(lián)的回路，因為電阻是消耗能量、釋放電荷以及阻壓的元件，因此有利于防止產(chǎn)生間歇性的電弧和電壓。其接入方式有低電阻接地、中電阻接地以及高電阻接地三種方式。

二、中性點接地方式的發(fā)展過程

隨著科學(xué)技術(shù)不斷的進步，電網(wǎng)技術(shù)不斷的發(fā)展，對于變壓器中性點接地方式的研究與分析也在不斷的增加。以前，由于電網(wǎng)范圍比較小，對于大地的電流要求也比較小，所以，當發(fā)生一相接地故障的時候，其造成的危害也相對比較小，同時大部分形成的電弧都不會自動熄滅，由單相接地故障轉(zhuǎn)變?yōu)橄嚅g短路的可能性相對來說也比較小，因此在電網(wǎng)中的變壓器中性點都是不接地的。與此同時，當發(fā)生單相接地故障的時候，送電線路也不會發(fā)生改變，電力系統(tǒng)可以正常工作很長一段時間。但是，隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，送電線路對電流的要求也越來越大，發(fā)生單相接地故障的次數(shù)也就越來越頻繁，而且還會出現(xiàn)相間短路故障。因此，人們意識到中性接地方式已經(jīng)直接影響了供電的可靠性、安全性等一系列的重要問題。在不小于3kV的電力系統(tǒng)中，初期的時候中性點不是直接接地的。因為將電力系統(tǒng)中變壓器的中性點和大地進行連接，并不會影響系統(tǒng)的正常工作情況，同時不接地還有一個很大的好處，就是允許系統(tǒng)在發(fā)生單相故障之后還可以正常工作一段時間。如果由于雷擊發(fā)生絕緣閃變的現(xiàn)象，那么其絕緣的性能就能夠自行恢復(fù)。如果發(fā)生的故障系統(tǒng)本身不能進行相應(yīng)的排除，那么就要求工作人員進行相應(yīng)的操作，予以排除，這個過程不會超過三個小時。這樣就保證了供電的可靠性。在中性點不直接接地的電力系統(tǒng)發(fā)生一相接地故障的時候，系統(tǒng)的電流會隨著線路的增加以及電壓的升高而增大，這就導(dǎo)致產(chǎn)生的電弧很難自行熄滅，引起危險過電流，損壞絕緣部件，進而發(fā)生相間短路故障。

三、中性點接地方式的現(xiàn)狀

我國現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)中，變壓器的中性點接地方式基本上均采取直接接地方式，同時為了減少電力通信系統(tǒng)中的影響因素以及控制系統(tǒng)的短路電流，小部分采用不接地的方式，這些方式都可以保證電力系統(tǒng)的可靠性以及穩(wěn)定性。但是，隨著變壓器容量的逐漸增加，發(fā)生電路故障的時候，其造成的后果也是非常嚴重的，不僅造成大面積的斷路，還會嚴重損壞結(jié)構(gòu)設(shè)備。因此，在電力系統(tǒng)發(fā)生接線錯誤或者其它錯誤的時候，將會導(dǎo)致電力系統(tǒng)失去接地網(wǎng)絡(luò)，形成局部不接地的現(xiàn)象。

四、不同中性點接地方式的對比

4.1中性點不接地方式

這樣的接地方式適合用在單相接地故障電流小于10A，并且架空線路的電力系統(tǒng)。此類型的電力系統(tǒng)發(fā)生瞬時接地故障的比例占故障總量的60%-70%，同時發(fā)生故障的時候不會立刻跳閘。中性點不接地的特點有以下幾點。（1）單相接地故障的電流小于10A，形成的電弧能夠自行熄滅，熄滅之后可以恢復(fù)正常工作。（2）當發(fā)生故障的時候，不會破壞系統(tǒng)的對稱性，系統(tǒng)還可以工作一段時間，便于查找發(fā)生故障的線路。（3）對通訊信息的干擾程度比較小。（4）其設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成本低廉。（5）當發(fā)生故障的時候，其非故障電壓就會升高至原來的數(shù)倍。（6）如果故障電流超過10A，那么就可能會使電壓升高產(chǎn)生間歇性電弧，嚴重威脅一些絕緣差的設(shè)備、有絕緣缺點的設(shè)備以及絕緣強度不夠的旋轉(zhuǎn)電機等相關(guān)設(shè)施。（7）很容易發(fā)生熔斷互感器線路、燒毀互感器等事故。

4.2中性點低電阻的接地方式

這種接地方式主要適合用在很少發(fā)生瞬時性接地故障、系統(tǒng)電流非常大、以電纜線路為主、自動化水平相對比較高的電力系統(tǒng)。其接地方式的特點有以下幾個方面。

（1）降低過電壓，并且可以在很短的時間內(nèi)完成。（2）可以限制電弧電壓，當系統(tǒng)發(fā)生故障的時候，可以及時控制電壓，保證在電弧熄滅之后，系統(tǒng)就可以馬上進行工作。（3）因為電阻具有阻尼的作用，在很大程度上就會消除故障所帶來的諧振過電壓，并且取得良好的效果。

4.3中性點中電阻接地方式

為了減少低電阻接地方式中存在的不足之處，同時還要避免高電阻接地方式中存在的弊端，相關(guān)專家提出了一個比較折中的方案—中電阻接地方式。這樣的接地方式將故障電流限制在100-200A之間，并且還要滿足以下幾點要求。（1）確保IR=（1.0-1.5）IC，限制過電壓不大于正常情況下的2.6倍。（2）確保接地設(shè)備的靈敏性，對發(fā)生的接地故障可以進行及時的處理。（3）一定要考慮到設(shè)備相關(guān)標準以及相應(yīng)的人身安全等方面的需求，同時根據(jù)電力通干擾、人身安全以及設(shè)備安全等方面進行嚴格的計算，使其接地電阻的阻值不超過0.5歐姆。

五、結(jié)束語

隨著社會的不斷發(fā)展，科技的不斷進步，電力系統(tǒng)的發(fā)展也取得了很高的成就。在電力系統(tǒng)的發(fā)展過程中，人們越來越重視變壓器中性點接地方式對供電可靠性的影響。電力系統(tǒng)中變壓器的中性點接地方式有中性點的不接地、中性點消弧線圈接地、中性點直接接地、中性點電阻接地等等，通過對各種接地方式的研究分析，我們可以更加了解接地方式的不同對于電力系統(tǒng)可靠性產(chǎn)生的不同影響，通過改進、完善接地方式，提高電力系統(tǒng)的可靠以及穩(wěn)定性。

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