城市配电网中性点接地方式分析

夏弢

[摘  要]文章主要回顾了城市配电网的发展进程，对配电网中性点接地方式发展和改进进行了较为详细的阐述，介绍了有关这方面的信息及国内大中城市城网中性点接地方式的巨大变化展望了国内城市配电网改造中可能遇到的某些问题，进行相应的总结，并针对问题提出了解决办法。

[关键词]中性点接地;消弧线圈;单相接地故障

中图分类号：TM8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0134-01

0 引言

我国10kV配电网的中性点一般均采用不接地或经消弧线圈接地的运行方式，近年来， 随着城市配电网的高速发展，网络结构开始发生很大的变化。特别是改革开放以来，城市配电网中电缆线路的比例逐年上升，使系统的电容电流数值大幅度增加;其次是配电网中的谐振过电压频繁出现，曾引起一些电气设备绝缘损坏和避雷器爆炸等事故;加之有些城市高压架空配电线路发生一相断线事故，由于线路不跳闸，就有可能引起严重的人身触电伤亡事故等。由于城市电网迅速发展，电缆线路逐渐增多，加之从国外引进的一些只相当于我国6KV的低绝缘水平的电力电缆设备，使得架空线断线的危险系数增大，考虑到电力设备安全人身安全，一些电力部门尝试着将城市配电网中性点改成低电阻接地方式。但是在实施过程中，没有充分结合本地区的具体情况，照搬照套使得技术上造成了混乱。由于技术不当造成了资金大量花费，还会增加线路故障率增大。

电力系统的中性点接地方式是一个系统工程问题，选择哪一种接地方式，必须充分考虑地区特点、电网结构、供电可靠性、继电保护技术要求、电气设备的绝缘水平、过电压水平、人身安全、对通讯的影响以及运行经验等，通过技术经济比较，加以确定。

1 我国城乡配电网中性点接地方式的发展概况

1.1建国初期，我国各大城市电网开始改造简化电压等级，将遗留下来的3 kV，6 kV配电网相继升压至10 kV。解放前我国城市配电网中性点不接地、直接接地和低电阻接地方式都存在过，10 kV电缆配电网中性点不接地、经电缆接地、经电抗接地3种方式并存运行至今，10 kV系统中性点低电阻与消弧线圈并联接地，35 kV系统中性点经消弧线圈和低电阻接地2种方式并存至今。从50年代至80年代中期，我国逐步改造为采用不接地或经消弧线圈接地2种方式，这种情况在原水利电力部颁发的《电力设备过电压保护设计技术规程SDJ7-79》中规定得很明确。

1.2 80年代中期我国城市10 kV配电网中，电缆线路增多，电容电流相继增大，而且运行方式经常变化，消弧线圈调整存在困难，当电缆发生单相接地故障时间一长，往往发展成为二相短路。

1.390年代对过电压保护设计规范（SDJ7-79 ）进行了修订，并已颁布执行，在新规程中，有关配电网中性点接地方式的修改主要有以下几点。

（1）原规程中规定3—10 kV配电网中单相接地电容电流大于30 A时才要求安装消弧线圈，新的规程将电容电流降低为大于10 A时，要求装消弧线圈。

根据国内已有的中性点经低电阻接地的运行经验，对6一35 kV主要由电缆线路构成的系统，其单相接地故障电流较大时，中性点经低电阻接地方式作为一种可选用的方案列了入新规程。

（2）对于6和10 kV配电系统以及厂用电系统，单相接地电流较小时，将中性点经高电阻接地也作为一种可选择的方案，列入新规程。

2 中性点接地消弧线圈存在问题分析

现有的有关规程对消弧线圈应用的规定，仅适用于不带电调整分接头、不能自动调谐的消弧线圈。这种消弧线圈在使用中存在以下问题：

（1）电缆网络发生单相接地故障时多为永久性接地，不会自行熄弧，这是由电缆结构决定的。

（2）永久性接地故障时，如果继电保护仅动作于信号，不能有效地指出故障线路而只能靠人工逐条拉线路来检出实际故障线路，则在试拉期间由于非故障相对地电位长时间升高（对地电压升为线电压以及将线路逐条拉合闸时残流不断变化并大于原来调谐值，由单相接地发展为相间短路或异相接地短路，将扩大停电范围。

（3）排管或隧道中的电缆，长期接地运行，所产生的可燃性气体积聚，很可能会引起火灾。

（4）电缆电容量大，中性点不接地系统必须由消弧线圈补偿以限制接地电流，消弧线圈设计按相电压运行，而接地电容电流按线电压变化，因此按某一额定电压整定的残流在系统电压有偏移时，残流就起变化。此外在日常停电检修或负荷切换则使系统的电缆长度变化时，须调整消弧线圈分头位置，由于电网大，操作多，这种日常调整工作非常复杂繁重。特别是当有些消弧线圈装在二次变电站有关馈线拉停时，就无法调谐，使系统运行方式受到一定限制。

（5）发生接地故障时，可能产生高倍数过电压，因此对设备绝缘水平要求较高。我国10kV设备的工频耐压要求为42kV。

据此，以电缆为主的配电网，单相接地时应能及时跳闸隔离故障。但为减少停电，同时应加强电网结构，采用馈线并列运行，正常与备用电源自动切换、环网供电、自动化等设施。如电缆系统中有少数架空馈线，仍可依赖自动重合闸。

3 针对中性点接地可能遇到问题提出解决方式

以电缆为主的10kV配电网中性点接地方式，可根据实际情况选择下列两种方式之一：

（1）经消弧线圈接地（谐振接地），但采用一些新技术设备;

（2）中性点经电阻接地。

自动跟踪补偿的消弧装置与微机接地保护相配合，谐振接地方式的优点得以充分发挥，能够自动跟踪补偿电容，无须增大故障点的接地电流，也可以有选择性地跳开故障线路或者根据供电需要在一定时间内带故障继续运行。

而中性点经电阻接地后，发生单相接地时有关开关立即跳闸，隔离故障，不致因单相接地造成两相接地多处跳闸;能降低单相接地时暂态过电压的倍数和非故障相工频电压的升高，有利于设备绝缘配合，对电气设备的绝缘水平可适当降低;能采用较为简单的继电保护装置，有选择地快速切除故障线路;在发生单相接地过程中，不致由于谐波电流的热损害而导致相间故障，从而提高了设备的运行安全度;另外，这种接地方式调度运行方便，不存在消弧线圈调整问题。但是这种接地方式不能带接地运行，线路跳闸率将明显增加;同时对接地电阻值提出了较高的要求，这对高土壤电阻率地区将难以达到;当对通讯干扰有危险影响时，需采取相应的技术措施，从而需增加投资;另外，要增加接地电阻和接地保护。

4 总结

对城市配电网中性点采用不同接地方式时，对各方面的影响也是不一样的，对用户供电可靠性的影响;对通讯系统的影响;对人身安全的影响及对接地电阻的要求;对故障检修工作量的估计;对电气设备绝缘水平的选择及采用何种避雷器来保护为宜;对继电保护的要求等对以上问题都应综合进行充分的考虑，并认真细致地解决好有关技术问题，才能保证整个配电网的安全运行。

参考文献：

[1] 要焕年.城市电网中性点接地方式[J].电网技术，1991，（3）.

[2] 许颖.电力网中性点接地问题[J].电网技术，1991，（3）.

[3] 于建龙·配电系统电容电流的估算与误差分析·福建电力与电工，1998 （2）.