張婉婕 王昕 趙斌超 王軍

摘 要：隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，國家正在積極進行電網(wǎng)改革，電網(wǎng)設備的質量要求越來越高，電網(wǎng)事故大大降低，但是在在實際運行中由于設計、制造、運行等方面存在很大不同，導致電網(wǎng)運行環(huán)境不穩(wěn)定，電網(wǎng)系統(tǒng)中仍然存在較多問題，在實際工作中電網(wǎng)電阻分析是確保電網(wǎng)安全的重要措施，系統(tǒng)管理中注意中性點電阻接地問題的解決，選擇一種穩(wěn)定、經(jīng)濟的電網(wǎng)接地方式，提高電網(wǎng)質量。該文從中性點方面分析電網(wǎng)小電阻接地系統(tǒng)的設計問題，分析其系統(tǒng)設計的優(yōu)缺點。

關鍵詞：電網(wǎng)中性點 ?小電阻 ?接地系統(tǒng) ?設計

中圖分類號：TM863 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（c）-0118-02

我國配電網(wǎng)主要采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式進行系統(tǒng)運行，并取得較高的應用效用，但是近幾年隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展，電纜線路越來越多，電容電流量越來越大，傳統(tǒng)的電網(wǎng)中性點經(jīng)接地方式應經(jīng)不能滿足現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展需求，必須對電網(wǎng)接地方式進行改進，提高電網(wǎng)質量。中性點經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)應用到電網(wǎng)中能夠減少異相接地的發(fā)生，避免單相瞬時接地故障的發(fā)生，提高系統(tǒng)運行性能。

1 工作原理分析

一般情況下在系統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)中，中性點不接地在電容量比較小的情況下，電弧燃燒與熄滅的過程中導致健全相的電位升高，致使絕緣水平故障的出現(xiàn)。而且，在電網(wǎng)系統(tǒng)中中性點串聯(lián)接入電阻后，系統(tǒng)中的相關能量可能由一部分被釋放出來，導致中位點電位數(shù)的降低，一直到電壓速度恢復以后，系統(tǒng)電弧的能量釋放性才會出現(xiàn)降低的情況，通過這個過程的分析才能達到電網(wǎng)過電壓幅值較好控制的作用。

在配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展初期，系統(tǒng)電線一般采用的主要是架空裸導向模式的供電系統(tǒng)，這個類型的供電系統(tǒng)對系統(tǒng)電流的電容電流量要求不是太大，所以在配電網(wǎng)系統(tǒng)中一般不會采用這種接地方式進行系統(tǒng)的分析，而在配電網(wǎng)絡中35 kV配電系統(tǒng)一般采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式實施運行。隨著電網(wǎng)系統(tǒng)復雜化發(fā)展，配電網(wǎng)系統(tǒng)運行過程中電流和電容的增長比較快，而系統(tǒng)在運行過程中可能會出現(xiàn)單相接地故障，導致系統(tǒng)絕緣薄弱點發(fā)生穿擊現(xiàn)象，給電力系統(tǒng)帶來加大的威脅，不利于電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全。過電壓故障問題的解決一般是在系統(tǒng)運行過程中中性點小電阻的運行，以便消除電網(wǎng)系統(tǒng)安全威脅。

2 小電阻接地實施步驟分析

一般情況下電力系統(tǒng)中性點接地方式種類比較多，但是使用方法也存在較大的區(qū)別;如果系統(tǒng)的接地故障電容電流在l0 A以上，需要采用的接地方式是中性點不接地;如果系統(tǒng)的接地故障電容電流在10 A以下，需要采用經(jīng)消弧線圈接地方式進行解決。下面主要分析10 kV配電網(wǎng)不同的接地系統(tǒng)中小電阻接地方式的實施步驟。

（1）過電壓分析。一般情況下中性點不接地系統(tǒng)中如果出現(xiàn)單相接地故障問題，可能會發(fā)生過電壓，進而損壞電氣設備的絕緣性能，甚至導致電纜絕緣擊穿，給電網(wǎng)供電系統(tǒng)帶來較大的安全威脅。中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)健全相的公平過電壓代表的就是系統(tǒng)中每部過電壓，這種過電壓可能會由于R_N的關系而降低其限制水平。而且在電網(wǎng)系統(tǒng)中電弧在燃燒、熄滅、重然等過程中可能會產(chǎn)生電弧接地過電壓，系統(tǒng)可能會積累較多的多余電荷，加劇系統(tǒng)震蕩，導致電弧接地電壓的產(chǎn)生。中性點接入電阻后，電網(wǎng)系統(tǒng)會形成一個放電回路系統(tǒng)，把電弧燃熄過程中積累的多余電荷放掉。（2）接地裝置分析。系統(tǒng)運行過程中，兩臺接地裝置在切換操作的過程中如果系統(tǒng)發(fā)生故障電流拉刀閘事故，可能會對運行操作人員造成較大的威脅。所以在操作的過程中對接地裝置的隔離裝置開關前后要密切監(jiān)視系統(tǒng)是否在無相接地信號發(fā)生出的情況下實施保護措施。在運行的過程中一般為了保護工作人員的安全，可以采用電動操作隔離式開關，而且在隔離開關的拉、合中接入一個母線零序電壓、低電壓閉鎖接點等，以便能夠在發(fā)生接地故障時能夠實現(xiàn)系統(tǒng)的自動閉鎖操作，保護系統(tǒng)的安全。（3）系統(tǒng)安裝保護裝置分析。在系統(tǒng)運行過程中由于常常會發(fā)生電路故障問題，所以要在系統(tǒng)中安裝保護裝置，如果系統(tǒng)發(fā)生接地故障，需要立即做斷開線路處理，以便能夠及時起到系統(tǒng)保護作用，最大限度地降低人生傷亡事件的發(fā)生率。

3 中性點經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)設計

3.1 電力設備耐壓水平分析

電網(wǎng)系統(tǒng)中設備能夠承受的過電壓一般是由系統(tǒng)設備所處的環(huán)境以及設備本身耐壓水平?jīng)Q定，依據(jù)我國電力行業(yè)標準規(guī)定分析，額定電壓為10 kV的設備工頻耐壓一般為1min，濕式短路時額定過電壓為30 kV，干式斷路器額定過電壓為42 kV，而雷電的沖擊耐壓為75 kV。而有關規(guī)定設定電網(wǎng)系統(tǒng)額定電壓為12 kV時，系統(tǒng)額工頻電壓一般設為28kV，而且系統(tǒng)中相間工頻耐壓一般設定為42 kV。外國一些設備額定電壓一般為12 kV，在10 kV的配電網(wǎng)中性點不接地或是經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)系統(tǒng)中，可能會出現(xiàn)系統(tǒng)的工頻耐壓不符合系統(tǒng)額定電壓要求的問題。相反，電網(wǎng)系統(tǒng)中如果中性點小電壓接地系統(tǒng)中相關設備對地工頻耐壓在28 kV以上，但是這時設備的時間工頻耐壓仍然在42 kV以上。

3.2 系統(tǒng)設零序保護裝置分析

在小電阻接地系統(tǒng)大地與中性點一般均有很小的電阻連接，不管是哪個相發(fā)生接地故障均會產(chǎn)生比較大的接地電流。這是必須準確地切斷這個電流，而電流的切斷必須設立零序電流做保護裝置，方能保障配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全、可靠性。（1）系統(tǒng)零序保護方式分析。配電網(wǎng)系統(tǒng)中單相接地電流的測量一般選用零序電流互感器實施，而系統(tǒng)的測量方式可以采用兩種方式實施測量，其分別是：每項零序繼電器連接方式和專用零序繼電器連接，這兩種連接方式如圖1所示。在配電網(wǎng)系統(tǒng)中接地方式不同，所起到的效果也不同。圖1中a圖效果的實施主要是利用每項電流互感器與零序繼電器連接而達到的保護作用;圖1中b圖保護效果主要是通過在系統(tǒng)電纜出線端采用一個專用零序繼電器進行電流保護效果的實施，以便起到保護繼電器的作用。

（2）零序繼電器保護裝置運行過程中需要注意的問題。在系統(tǒng)運行過程中零序繼電器與每項電纜AT連接的零序繼電器保護在要考慮的問題比較多，我們主要從兩個方面進行分析，首先是正常工作狀態(tài)下大容量調光設備、大型直流整流設備以及氣體放電燈等設備的正常工作保護，并且各自不會受到其他設備的干擾。其二是在系統(tǒng)運行情況下電力負荷投切過程的實施可能會形成較強的非周期電流分量，正常狀態(tài)下零序電流通過零序繼電器，這種情況下容易出現(xiàn)繼電器誤動作，尤其容易在大容器設備使用情況下出現(xiàn)。這時采用電纜專用AT與零序繼電器連接的方式相對較好一點，主要是因為兩相接地故障出現(xiàn)后，系統(tǒng)電流動作一般不會太大，這樣在正常的系統(tǒng)運行過程中可能會出現(xiàn)零序電流難以正常帶動零序繼電器動作的問題，由此起到較好的保護作用。（3）中性點直接連接問題分析。中性點介入系統(tǒng)中有關接入方法的分析一般從兩個方面分析，首先是主變壓器配電側為YO接線，在這種情況下中性點接地電阻能夠在系統(tǒng)的主變中性點中實施直接接入。其次主變壓器配電側為Δ接線的，系統(tǒng)實施中要適時增加對Z型的接地變壓器的控制，以便能夠在系統(tǒng)中創(chuàng)造一個中性點出來。所以，由此我們可以分析出系統(tǒng)的中性點接地電阻與接地變的中性點能夠實施直接連接，達到系統(tǒng)保護的作用。

3.3 系統(tǒng)設計中應該注意的問題

中性點經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)如果出現(xiàn)單相接地故障，接地系統(tǒng)的兩端可能會出現(xiàn)明顯的高電位差，電位差甚至會達到1 kV以上，該電壓一般會通過PE線引入用戶家庭用電中;系統(tǒng)運行中如果發(fā)生電擊現(xiàn)象，首先分開建筑物低壓接地極和10 kV接地極;并且在建筑物內(nèi)部做好等電位聯(lián)接問題，電阻與電阻之間聯(lián)接要牢固，最大限度地減少建筑物與接地電壓，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

4 結語

電網(wǎng)中性點經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)通過多種運行形式，以及合理的配套設施，便于實現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)性能的調整和提高，從而確保了用電設備的安全運行。隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的發(fā)展，調控電網(wǎng)設備，從基本出發(fā)，也是保障現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展的根本所在，經(jīng)該次的調研討論，其結果也表明了電網(wǎng)調配工作，能夠保障現(xiàn)有的經(jīng)濟建設發(fā)展。

參考文獻

[1] 唐韶華.10 kV配電網(wǎng)中性點小電阻接地系統(tǒng)變電所的設計[J].低壓電器，2007（8）：30-33.

[2] 賀春，劉力軍，謝頌果，等.Z型變在中性點經(jīng)小電阻接地電網(wǎng)中的應用[J].繼電器，2006，34（14）：15-19.

[3]于立濤.35 kV配電網(wǎng)中性點經(jīng)小電阻接地的改造方案分析[J].繼電器，2004，32（16）：57-59，84.