俞雅婷

摘 要：不同的接地方式對10 kV配電網(wǎng)的正常運(yùn)行造成一定的影響，內(nèi)容首先闡述了影響10 kV配電網(wǎng)接地方式的主要因素，其次分析了中性點(diǎn)不同的接地方式，并對其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，以期能為10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：10 kV配電網(wǎng)；中性點(diǎn)；接地方式

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）30-0107-02

以往我國10 kV配電網(wǎng)是以架空線為主的放射形結(jié)構(gòu)電網(wǎng)，因此中性點(diǎn)接地方式通常采用兩種方式：不接地或者經(jīng)消弧線圈接地方式。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展、雙電源供電及電纜的大量應(yīng)用，中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式也得到廣泛應(yīng)用。近些年來電力系統(tǒng)的電容電流大幅增加，由接地方式不合理而造成的事故越來越多，配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式問題越來越突出。

因此，對10 kV配電網(wǎng)來說，選擇一種既能確保配電網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行，安裝與操作又簡單、經(jīng)濟(jì)合理的中性點(diǎn)接地方式是電力系統(tǒng)亟待解決的重要課題?；诖?，筆者對10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式進(jìn)行研究。

1 影響10 kV配電網(wǎng)接地方式的因素

影響10 kV配電網(wǎng)接地方式的因素主要包括如下幾種。

1.1 接地故障類型

近些年來，隨著電纜網(wǎng)絡(luò)持續(xù)發(fā)展，10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式出現(xiàn)不同的觀點(diǎn)，根據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知：不同的電網(wǎng)類型發(fā)生故障的類型存在較大差異，電纜為主的電網(wǎng)通常出現(xiàn)的故障為永久性故障和相間短路故障，而架空線為主的電網(wǎng)通常發(fā)生的故障時(shí)單相接地故障和瞬時(shí)故障，而單相接地和瞬時(shí)故障在所有故障類型中占了極高的比例。

1.2 供電可靠性

供電可靠性是配電網(wǎng)十分關(guān)注的重要考核指標(biāo)，直接關(guān)注著供電企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量。根據(jù)電力系統(tǒng)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，單相接地故障通常是瞬間性的，尤其是架空線路，若接地電流不大，可以不用任何動(dòng)作，接地電弧就會(huì)自動(dòng)熄滅，確保電路持續(xù)供電。不同接地方式對單相接地故障的處理方式是不同的，低電阻接地方式不論發(fā)生何種故障都會(huì)自動(dòng)切除故障電路；消弧線圈接地方式能使用繼電保護(hù)裝置檢測出現(xiàn)故障的線路，可瞬間或者延時(shí)切除，提高了供電連續(xù)性。

1.3 人身安全

在選擇不同類型中性點(diǎn)接地方式時(shí)，人身安全也是一個(gè)重要的考慮因素。對人身安全要考慮如下幾方面：第一，人接點(diǎn)的設(shè)備金屬部件；第二，故障周圍的跨步電壓；第三，處理故障時(shí)人接觸的帶電部分。

1.4 通信干擾

10 kV配電網(wǎng)在運(yùn)行過程中，由于存在電磁耦合、靜電感應(yīng)及輻射等狀況極易對通信電網(wǎng)產(chǎn)生一定程度的干擾，干擾的具體表現(xiàn)形式為音頻、工頻或縱向電勢等，這些干擾方式與10 kV配電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式息息相關(guān)，不同的中性點(diǎn)接地方式對通信網(wǎng)絡(luò)造成的干擾也存在一定的差異。通常情況下，通信干擾所造成的危害極大，嚴(yán)重的可能會(huì)損壞通信設(shè)備，影響人身安全，同時(shí)隨著信息化時(shí)代的來臨，通信干擾問題會(huì)日益嚴(yán)重，必須引起足夠的重視。

2 10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的綜合評(píng)價(jià)

2.1 不同接地方式

2.1.1 中性點(diǎn)不接地

這種接地方式是指配電網(wǎng)中的中性點(diǎn)并不直接和大地連接，而是通過電網(wǎng)的對地電容接地的。采用這種中性點(diǎn)接地方式，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，電網(wǎng)中的電力設(shè)備并沒有受到損害，仍然能持續(xù)供電，但并不允許這種狀況持續(xù)太長時(shí)間，因?yàn)橐坏┏掷m(xù)時(shí)間過長，就可能導(dǎo)致絕緣薄弱點(diǎn)被擊穿，最終造成兩相接地短路，就會(huì)對電氣設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞。因此在這種接地方式中，配電網(wǎng)中必須要配置專門的監(jiān)視裝置，以便工作人員能發(fā)現(xiàn)故障并及時(shí)進(jìn)行處理。

2.1.2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地

這種接地方式是指配電網(wǎng)經(jīng)過消弧線圈和大地連接，在這種接地方式中，故障相對地電壓是0，非故障相對地電壓增加到約為原來的1.732倍，三相線電壓仍保持對稱和大小不變，因此采用這種接地方式也允許帶故障運(yùn)行，但是運(yùn)行時(shí)間不能太長，通常允許的帶故障運(yùn)行時(shí)間不得超過2 h。消弧線圈對瞬時(shí)性接地系統(tǒng)故障起著十分重要的作用，由于消弧線圈能使接地處的電流大大減小，電弧可能自動(dòng)熄火。接地電流比較小，在一定程度上能減輕對周圍線路造成的不良影響。這種接地方式和中性點(diǎn)不接地方式類似，要按照配電網(wǎng)的線電壓進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1.3 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地

這種接地方式是指配電網(wǎng)中至少有一個(gè)中性點(diǎn)接入電阻，根據(jù)限制接地故障電流大小的不同，可將接地電阻按阻值的不同分為高電阻接地、中電阻接地和低電阻接地。由于配電網(wǎng)接地電流數(shù)值通常比較大，若發(fā)生故障后零序保護(hù)不及時(shí)，將會(huì)給周圍的絕緣造成很大的損害，嚴(yán)重的可能造成配電網(wǎng)相間故障的發(fā)生。一旦發(fā)生單相接地故障，這種故障類型不管是永久性還是非永久性，都會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)線路的跳閘次數(shù)增加，對供電質(zhì)量造成不良影響，降低了供電可靠性。

2.1.4 中性點(diǎn)直接接地

這種接地方式是直接將中性點(diǎn)接地，在這種系統(tǒng)中，一旦發(fā)生單相接地故障，就會(huì)發(fā)生短路，導(dǎo)致接地電流增加，此時(shí)配電網(wǎng)繼電保護(hù)會(huì)立即動(dòng)作，將故障切除。中性點(diǎn)直接接地方式的特點(diǎn)是一旦配電網(wǎng)運(yùn)行過程中發(fā)生單相故障，非故障對地電壓并不會(huì)升高，所以在設(shè)計(jì)時(shí)配電網(wǎng)各相對地絕緣可根據(jù)相對地電壓考慮。由于這種方式接地電流相對加大，配電網(wǎng)的繼電保護(hù)通常都能迅速切除故障，同時(shí)保護(hù)裝置簡單，具有極高的可靠性。

2.2 不同接地方式的綜合評(píng)價(jià)

2.2.1 中性點(diǎn)不接地方式

這種接地方式具有下述特點(diǎn)：

第一：當(dāng)10 kV電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，電網(wǎng)的線電壓并不發(fā)生變化，僅故障相電壓升高倍，因此采用中性點(diǎn)不接地方式當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)并不影響三相設(shè)備的正常運(yùn)行，這是這種接地方式的最大優(yōu)點(diǎn)；

第二，可能產(chǎn)生異常過電壓。當(dāng)配電網(wǎng)出現(xiàn)鐵磁諧振過電壓時(shí)，最高的電壓值可達(dá)相電壓的4倍，當(dāng)出現(xiàn)間歇性弧光接地時(shí)，產(chǎn)生的電壓值可達(dá)相電壓的3.5倍。這種異常的高電壓可能影響到全網(wǎng)，如果持續(xù)時(shí)間較長很可能對10 kV配電網(wǎng)中電力設(shè)備的絕緣性能產(chǎn)生不良影響；

第三，對10 kV配電網(wǎng)來說，不管整個(gè)電網(wǎng)中的絕緣電阻值有多高，為了確保人們在直接接觸時(shí)不會(huì)發(fā)生觸電傷亡事件，要求三相電壓中每相的對地電容值不應(yīng)該超過。但是實(shí)際中要使10 kV配電網(wǎng)滿足這個(gè)條件是很難實(shí)現(xiàn)的，因此希望通過漏電保護(hù)手段來確保人身直接接觸的安全防護(hù)是不可能的，漏電、接地保護(hù)僅可以作為防護(hù)間接接觸的手段。

2.2.2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式

這種接地方式具有下述特點(diǎn)：

第一， 這種中性點(diǎn)接地方式的最大優(yōu)點(diǎn)是10 kV配電網(wǎng)運(yùn)行過程中具有很高的可靠性；

第二，當(dāng)10 kV配電網(wǎng)線路中發(fā)生瞬間故障時(shí)能自動(dòng)熄弧，且發(fā)生故障點(diǎn)位置處的對地電位較低；

第三，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障產(chǎn)生的異常過電壓通常不超過相電壓的2.8倍；

第四，自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧系統(tǒng)的實(shí)踐結(jié)果表明，設(shè)備可以欠補(bǔ)償、全補(bǔ)償及過補(bǔ)狀態(tài)下運(yùn)行，并不會(huì)出現(xiàn)諧振過電壓。

2.2.3 中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地方式

這種接地方式具有如下特點(diǎn)：

第一，當(dāng)10 kV配電網(wǎng)單相接地故障時(shí)，這種接地方式能將接地異常過電壓控制不超過相電壓的2.5倍；

第二，與其他接地方式相比，這種方式的繼電保護(hù)裝置簡單；

第三，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)相對便捷，是多電源、超大城市的最佳選擇方案；

第四，這種中性點(diǎn)接地方式的投入成本比較高；第五，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障點(diǎn)的對地電壓比較高，對人身和電力設(shè)備造成一定的安全隱患；

第五，供電可靠性相對較低，對周圍通信設(shè)備造成的干擾相對較大。

2.2.4 中性點(diǎn)直接接地方式

這種接地方式具有如下特點(diǎn)：

第一，通常只適用在110kV以上高壓系統(tǒng)；

第二，當(dāng)配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，電網(wǎng)中非故障相的電壓增加較小；

第三，綜合投資成本比較低；第四，供電可靠性低，對周圍通信設(shè)備干擾較大。

3 結(jié) 語

綜上所述，10 kV配電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式涉及到各個(gè)方面，如供電可靠性、人身安全、通信干擾及過電壓等，因此10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇十分重要。在選擇接地方式時(shí)要結(jié)合配電網(wǎng)的發(fā)展水平、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平等，因地制宜選擇最適合的中性點(diǎn)接地方式。

參考文獻(xiàn)：

[1] 戴克銘.配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2014，24（10）：

52-55.

[2] 杜忠寶.10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇[D].南京：河海大學(xué)，2013，

06.

[3] 劉渝根.10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的優(yōu)化研究[J].高電壓技術(shù)，

2015.10：56-58.