摘 要：本文根據(jù)供電安全，過電壓保護(hù)，信號干擾，可靠性等因素，對配電網(wǎng)中性點(diǎn)不同接地方式進(jìn)行綜合比較，并對電弧應(yīng)注意的問題，進(jìn)一步分析了抑制線圈接地系統(tǒng)，并提出了今后中性點(diǎn)接地方法的發(fā)展方向的建議。

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

中圖分類號：TM864 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）24-0067-02

清遠(yuǎn)一半以上的地域都在山區(qū)。地形從西北向東南傾斜，以山脈和丘陵為主要區(qū)域。該平原主要位于北江兩岸的南部地區(qū)。獨(dú)特的地理位置與獨(dú)特的地貌這就造就了十分奇妙的景觀，如高山峽谷，河流湖泊與原始森林等等。對于10kV配電網(wǎng)的中性點(diǎn)選擇法而言是電力系統(tǒng)多方面綜合的課題。它與電壓電平，絕緣等級，繼電保護(hù)，電源的可靠性，甚至與電磁干擾有關(guān)。同時，人們對于防止電力體系出現(xiàn)故障主要采用中性點(diǎn)接地的方式，同時這也是能夠保證電力體系能否安全運(yùn)轉(zhuǎn)的橋梁。因此，有必要將理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來。伴隨著10kV的配電網(wǎng)絡(luò)的快速突破，特別是電纜廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)的電流大大增強(qiáng)，電弧的接地或與過電壓造成的事故十分多。我國配電網(wǎng)絡(luò)的中性點(diǎn)接地問題十分突顯。尤其是，電容器的繼電保護(hù)等一系列的問題解決困難。所以對于10kV配電網(wǎng)，選擇能夠抑制過電壓并確保電源可靠性和人身安全的中性接地方法是很有必要的。

10kV的配電系統(tǒng)是中性點(diǎn)未能夠接地的，對于架空線路的10kV配電網(wǎng)絡(luò)十分有利。對于整個電網(wǎng)的電容器電流會大大的超過10kV中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的額定值值。假如在這樣的電力網(wǎng)絡(luò)中，會發(fā)生單相接地錯誤，電弧會很難熄滅甚至有可能會造成事故的發(fā)生。與此同時，單相接地出現(xiàn)問題時，斷路器并不會不能使用而是繼續(xù)保持運(yùn)行的狀態(tài)。會使電擊造成個人傷害進(jìn)而會造成的更加嚴(yán)重的損失。因此，在一些地區(qū)，特別是近郊區(qū)和郊區(qū)，在10kV的電網(wǎng)中，中性點(diǎn)不接地的情況主要會改為中性點(diǎn)接地低電阻體系，不僅能夠減小單相接地瞬態(tài)電壓，控制無故障。對于電流的保護(hù)設(shè)備需要進(jìn)行改造，以便在單相接地發(fā)生錯誤時，可以選擇性地切斷保護(hù)電路，以確保線路能夠繼續(xù)的工作。

1 對比中性點(diǎn)不同接地方法

1.1 中性點(diǎn)不接地

如果在配電網(wǎng)中，中性位點(diǎn)沒有接地，如果電源的電壓值是恒定的，則電源中性點(diǎn)的電位為零，但是假如架空絕緣的線路由于不恒定而被轉(zhuǎn)置安排，這反過來會使得中立點(diǎn)產(chǎn)生電壓的偏移。在正常情況下，偏移電壓不能夠大于電源的5%，所以這會對電網(wǎng)運(yùn)行會產(chǎn)生很小的影響。當(dāng)在主體配電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地障礙的時候，兩個無故障接地的電壓將增加3倍，但是線路電壓將恒定，所以會對用戶影響很小。但是，由于不安全中性點(diǎn)而發(fā)生了單相的接地，保護(hù)器件僅發(fā)射電信號時，有時即使由于故障導(dǎo)致的小電流也不會導(dǎo)致信號被發(fā)送出去。當(dāng)未接地的系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，持續(xù)電弧會嚴(yán)重干擾電子信號和電子設(shè)備。因?yàn)榕潆娋W(wǎng)的中性點(diǎn)不會接地，單相的接地電流非常弱，會對周圍的信號體系干擾十分弱小。因此，當(dāng)電流小于10A時，可以使用這種不接地的模式，如圖1所示。

1.2 小電流接地法

小電流接地法包含一種方法，其中中性點(diǎn)不接地，手動調(diào)節(jié)的消弧線圈接地。當(dāng)系統(tǒng)主要由架空線組成時，由于運(yùn)行方式十分簡單，小電流接地的方式具有優(yōu)勢明顯。①因其接地電流很小，電弧能夠瞬間停止工作，并且電源的可靠性高。對于單相永久接地故障，系統(tǒng)可以在一段時間內(nèi)發(fā)生故障，避免多次跳閘。②由于單相接地的電流很弱，因此階躍電壓和接觸電壓都很低，從而大大減弱了人身的傷害，進(jìn)而提高了安全性。③通信系統(tǒng)干擾不大。

1.3 接地補(bǔ)償消弧線圈

實(shí)際研究表明，當(dāng)接地的電流>時，會形成穩(wěn)定的電弧，導(dǎo)致連續(xù)的電弧接地，然后燒斷電線，甚至導(dǎo)致多相間短路。如果接地電流<30A，由于配電網(wǎng)絡(luò)中的電感器和電容器形成諧振電路，因此可能發(fā)生不間斷的電弧放電。這種間歇性電弧很容易導(dǎo)致電弧接地過電壓。如果接地電流<5A，當(dāng)電流達(dá)到零時，電弧將自動熄滅。在電容器電流>10A的情況下，補(bǔ)償消弧線圈應(yīng)接地。該方法能夠使得中性點(diǎn)的電壓小于總電壓的，剩余電流大小小于10A。電弧線圈會永久保持補(bǔ)償狀態(tài)。從而確保安全運(yùn)行。

消弧線圈基本上是可調(diào)節(jié)的電感線圈，其核心安裝在配電網(wǎng)絡(luò)中。當(dāng)單相的接地狀態(tài)發(fā)生時，能夠產(chǎn)生與接地電流一致但是相反的感應(yīng)電流，從而補(bǔ)償電容并使接地點(diǎn)處電流降到零。當(dāng)電流達(dá)到零并且電弧熄滅時，設(shè)備消弧線圈能夠減小故障相的電壓恢復(fù)的效率，從而降低電弧再生的可能性。當(dāng)補(bǔ)償狀態(tài)完全凸顯時，中性點(diǎn)位移電壓上升到非常高的水平，并且經(jīng)常使用補(bǔ)償來減小中性點(diǎn)處的過電壓。在通過消弧線圈補(bǔ)償配電網(wǎng)絡(luò)之后，能夠提高電源的連續(xù)性。同時，由于電源的連續(xù)性，可能會增加諸如事故之類的事情發(fā)生，并且可能會造成人身傷害的發(fā)生。無法及時切斷故障引起的無線電干擾。造成這些危機(jī)的原因主要是未開發(fā)出可靠的保護(hù)裝置，可以快速找到故障線路。

1.4 經(jīng)低電阻接地

這是一種更簡單的接地方法。其能夠減弱單相接地中沒有故障的過電壓大小，克制電弧接地的過電壓，消除大部分?jǐn)嚅_的過電壓，進(jìn)而消除單相接地會發(fā)展成障礙。對具有架空的絕緣線的配電網(wǎng)絡(luò)而言，這種方法增加了由單相接地故障引起的跳閘次數(shù)。如果中性位點(diǎn)阻值選擇得太小，則會使單相接地電流變大，這將極大地干擾通信線路；如果選擇電阻值過大的話，則繼電的保護(hù)不會可靠。因此，在正常的條件下，當(dāng)電阻器的電流值在100～200A內(nèi)時，對線路的干擾很小。在這種情況之下，10kV配電網(wǎng)的中性電阻為400～1000A之間。在基于電纜的配電網(wǎng)絡(luò)中，電容性電流通常保持在150A以上，通常故障的電流主要在間。因此，基于電纜的配電網(wǎng)絡(luò)通過低電阻接地適用于中性線。與消弧線圈的接地方法相比，中性點(diǎn)相對簡單通過產(chǎn)生高電阻的故障，對個人安全非常有害并且可能使得電源停止運(yùn)行。為確保電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，在采用低阻接地方式使用中性點(diǎn)時，我們需要每時每刻關(guān)心中性點(diǎn)接地電阻的安全性與穩(wěn)定性。

確定消弧線圈的剩余電流時，需要綜合考慮失諧度的設(shè)定值，系統(tǒng)中零序電路的有功損耗，控制系統(tǒng)電容電流的測量誤差，消弧線圈的特性關(guān)系，線性效應(yīng)和其他因素。伏安特性是非線性時，接地點(diǎn)處剩余電流值不會是中性點(diǎn)電壓的對應(yīng)值，并且電壓在中性點(diǎn)可能相比4000V還偏低。

1.5 接地變壓器的阻抗

如果配電網(wǎng)具有三角形連接并且沒有中性點(diǎn)，則必須經(jīng)過接地的變壓器形成一個中性點(diǎn)，接地變壓器通常使用Z型連接線。每個相線圈分別纏繞在兩個磁筒上，使得零序磁通量沿磁柱流動。因此，Z型的接地變壓器的阻抗值非常的小，可以用作中性線來表示。在安裝變壓器的時候，消弧線圈阻抗應(yīng)該與接地變壓器的阻值相互匹配。否則，會嚴(yán)重的影響消弧線圈的輸出補(bǔ)償電流。

1.6 消弧線圈的安裝

當(dāng)在配電網(wǎng)電容電流>50A的時候，應(yīng)該及時用兩個消弧線圈設(shè)備進(jìn)行中性點(diǎn)的補(bǔ)償。如果電容電流較大，則應(yīng)使用多個消弧線圈設(shè)備來分配系統(tǒng)中的變電站。此外，應(yīng)該正確的分區(qū)配電網(wǎng)，并應(yīng)適當(dāng)選擇消弧線圈安裝的位點(diǎn)，以確保在任何運(yùn)行模式下，即便在電網(wǎng)中的各個線路是斷開的，電網(wǎng)的其余部分也將大部分不賠償。同時，還考慮并網(wǎng)運(yùn)行，區(qū)域運(yùn)行甚至故障運(yùn)行的電網(wǎng)的準(zhǔn)確性。避免僅安裝一個消弧線圈單元或在一個地方安裝多個消弧線圈單元。以這種方式，即使操作分區(qū)，還能夠擴(kuò)大電流調(diào)節(jié)的范圍，從而限制中性點(diǎn)的偏移電壓并且起到消弧線圈作用。

2 優(yōu)化諧振接地

其與手動消弧線圈對比可知，自動的消弧線圈具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。前者不僅僅在提高調(diào)諧精度，而且可以抑制電弧接地過電壓，完成對電網(wǎng)電流的測量，并且自動去除單接地的故障。目前國內(nèi)外分銷網(wǎng)絡(luò)中都有很多自動選線設(shè)備。通過檢測相關(guān)電流值，有時候通過相位參數(shù)來判斷三個電流的接地保護(hù)。三個接地保護(hù)電流，用于通過檢測到的相位來確定故障的線路。

3 結(jié) 語

實(shí)踐的研究表明，低電阻接地方法與諧振接地方法在操作特性上存在天壤之別，并且電源的可靠性和經(jīng)濟(jì)效率也有所不同。中性點(diǎn)諧振接地的方法更的加滿足了10kV配電網(wǎng)的發(fā)展需要。在10kV配電網(wǎng)中，中性點(diǎn)通過電阻接地，會可有效消除電網(wǎng)故障。在電網(wǎng)的發(fā)展中逐步展示了小電阻接地的中低壓電網(wǎng)中性點(diǎn)的優(yōu)越性，這必將成為10kV電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]王崇林.中性點(diǎn)接地方式與消弧線圈[M].北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999.

[2]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)，2000，24（10）：52～55.

[3]要煥年，曹梅月.電纜網(wǎng)絡(luò)的中性點(diǎn)接地方式問題[J].電網(wǎng)技術(shù)，2003，27（2）：84～89.

[4]王吉慶，沈其英.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的單相接地故障選線[J].電網(wǎng)技術(shù)，2003，27（9）：78～79.

[5]弋東方.關(guān)于6～10kV電網(wǎng)中性接地方式的討論[J].電網(wǎng)技術(shù)，1998（7）：27～30.

[6]伍麗敏.淺談10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式[J].煤礦設(shè)計(jì)，2000（7）：12～13.

[7]陳 凡.對10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇淺談[J].科技資訊，2010（8）：14～15.

[8]蘇瑞雄.10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地問題的分析[J].裝備制造技術(shù)，2009（9）：19～21.

[9]楊寅國，陳 力.10kV配電網(wǎng)接地方式探討[J].科技致富向?qū)В?012（9）：3～4.

收稿日期：2018-7-23