簡述電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式

連婷+王東+賈中義

摘 要：在電力設(shè)備運(yùn)行過程中，往往由于各種原因成效性與危險性并存，在這樣的情況下，選擇一種相對可靠的運(yùn)行方式是十分重要的。中性點(diǎn)運(yùn)行方式為設(shè)備運(yùn)行提供了更好的成效性，但就目前一些變電站電力設(shè)備運(yùn)行情況來看，采用中性點(diǎn)運(yùn)行方式的同時，也存在一些影響運(yùn)行安全的問題。本文將從安全角度出發(fā)，通過對不同中性點(diǎn)運(yùn)行方式的分析和比較 ，提出了一些電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的新方法。

關(guān)鍵詞：接地方式；中性點(diǎn)；運(yùn)行方式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.141

電動機(jī)、變壓器等電力設(shè)備的中性點(diǎn)運(yùn)行方式不是一蹴而就的事情，其中要涉及到物理、數(shù)學(xué)等方面的知識，而且據(jù)相關(guān)資料表明，中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式在采用過程中要考慮設(shè)備運(yùn)行的絕緣情況、送電設(shè)備自身以及運(yùn)行的穩(wěn)定性、電閘的安全性、通信信號干擾、電壓的數(shù)值等方面的問題，因此對中性點(diǎn)運(yùn)行方式進(jìn)行合理的分析和探討是十分重要的。

1 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的分類

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有兩大類：一類是中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)過低阻抗接地，稱為大接地系統(tǒng)；另一類是中性點(diǎn)不接地，消弧線圈或高阻抗接地，稱為小接地系統(tǒng)。其中采用最廣泛的是中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)過消弧線圈接地和中性點(diǎn)直接接地3種方式，下面以這3種接地方式為例進(jìn)行探討。

1.1 中性點(diǎn)不接地方式

三相變壓器繞組的引出線活動端不接地而負(fù)荷三相繞組的電壓，就是中性點(diǎn)不接地方式，由于采用這種運(yùn)行方式簡便而且不需任何投資，被廣泛應(yīng)用到了戶外10kV架空電線電力運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中。這種運(yùn)行方式明顯優(yōu)勢就是在單相發(fā)生接地情況時，沒有達(dá)到短路程度，除了三相對地電位有變化外，并不會影響送電線路的運(yùn)行，但持續(xù)時間不能過長，在單相出現(xiàn)故障情況下。另兩相的電壓就對升高，如果這時沒有出現(xiàn)故障的兩相線路存在絕緣隱患，將會引起接地短路而導(dǎo)致設(shè)備等事故的發(fā)生。因此在采用中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式過程中，安裝相關(guān)的監(jiān)察裝置，以便相關(guān)人員在巡察過程中對問題能及時發(fā)現(xiàn)及時處理。從而保證電力設(shè)備安全運(yùn)行。

另外，配電網(wǎng)采用不接地方式運(yùn)行過程中，在發(fā)生單相接地故障時，總線路就會因?yàn)槌霈F(xiàn)電容電流而導(dǎo)致電容電流過大的現(xiàn)象，如果電流超過10安時，在接地處就會出現(xiàn)燃起的電弧，在接地處電阻恢復(fù)過程中還會引發(fā)接連不斷的周期性電弧。配電網(wǎng)中存在電容與電感振蕩回路，這超過10安的周期性電流引起串聯(lián)性的揩振過電壓，進(jìn)而導(dǎo)致更大電力事故的發(fā)生。

1.2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地

安裝在變壓器接地系統(tǒng)裝置中的電感消弧線圈，連接在中性點(diǎn)與和大地之間，在配電線路單相發(fā)生接地短路情況時，總線路中的電容電流在經(jīng)過消弧線圈時與其中的電感電流總值就與接地點(diǎn)的電流數(shù)值相等，這樣就會使得接地相線電流降低，電壓回復(fù)速度也減慢，進(jìn)而消除了周期性電弧。在消弧線圈中的電感電流與流經(jīng)的電容電流的總值比發(fā)生故障電流最低值小時，也就不會因接地短路而引起電弧以及接下來的連鎖反應(yīng)。

經(jīng)消弧線圈還能夠減少設(shè)備中的繼電保護(hù)器發(fā)生保護(hù)動作的次數(shù)，進(jìn)而保證配電網(wǎng)送電的持續(xù)穩(wěn)定性。但其中還存在著需要改進(jìn)的地方，第一、線路中電容電流數(shù)值變化要經(jīng)過計算和測量，采用消弧線圈的方法既繁瑣，又缺乏精準(zhǔn)；第二、電感消弧線圈只是小電流系統(tǒng)，因此在發(fā)生單相接地故障時，所提供的也是低頻電容電流，對于高頻電流無能為力；第三、在配電網(wǎng)線路中電容電感振蕩發(fā)生事故時采用消弧線圈措施在選線上難度會比較大。而且各相線與大地絕緣情況也一定要根據(jù)線電壓進(jìn)行設(shè)計。

1.3 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)

在大多數(shù)變電站110KV以上的高壓配電設(shè)備中都是采用中性點(diǎn)直接接地的方式。也就是在線路連接的中性點(diǎn)與大地之間接入了帶有一定阻值的電阻。這個電阻與線路系統(tǒng)中的對地電容就會形成一個并聯(lián)關(guān)系的回路，由于電阻是損耗能量的元件，對防止線路中電感電流振諧過電壓和周期性電弧具有很大的優(yōu)勢。

在配電線路出現(xiàn)單相接地故障時，采用點(diǎn)直接接地方式時，會出現(xiàn)繼電保護(hù)器的保護(hù)動作，而使得輸電線路因跳閘而被中斷，也就影響了向用戶送電。例如相關(guān)人員根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出，在1千伏電壓以上架空送電線路中，出現(xiàn)的單相接地情況都是在一剎那間，也就是在采用中性點(diǎn)直接接地方式能立即解除故障而恢復(fù)對用戶的送電。

2 中性點(diǎn)運(yùn)行方式的比較

（1）中性不接地系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)。在配電網(wǎng)線路出現(xiàn)單相接地故障情況時，不必有繼電保護(hù)器的保護(hù)動作切斷送電，就直接能消除周期性電弧，這就在很大程度上保證為用電戶送電的穩(wěn)定性。缺點(diǎn)：配電設(shè)備帶著單相接地故障在規(guī)定時間內(nèi)繼續(xù)運(yùn)行時，會因其中過電壓引起電弧而發(fā)生更嚴(yán)重的電力事故，因此對線路間的絕緣要求高，也缺乏靈敏度和選擇性的故障保護(hù)。

（2）中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)，對線路中的過電壓和絕緣情況要求低。在110KV高壓配電線路單相接地故障，利用繼電保護(hù)器的保護(hù)動作就能消除。對靈敏度和選擇性故障都能有斷電的保護(hù)動作。從這個優(yōu)勢上看，中性點(diǎn)直接接地措施投入小而且快捷。缺點(diǎn)：對包括單相接地在內(nèi)的所有故障，都是由繼電保護(hù)器的保護(hù)動作來消除，這樣經(jīng)常的跳閘就影響了對用戶送電的穩(wěn)定性。另外在高壓線路短路電流過大時，會操作配電設(shè)備而影響通訊等系統(tǒng)的工作。

（3）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式，不但很好的解決了在采用中性點(diǎn)不接地方式過程中，因電容電流過大而引起的周期性電弧不能消除的問題，而且降低了電力故障中的停電次數(shù)，進(jìn)而提高了配電設(shè)備在運(yùn)行過程中的安全性。

3 結(jié)語

現(xiàn)階段我國已經(jīng)通過對中性點(diǎn)運(yùn)行方式，在很大程度上解決了電力中性點(diǎn)運(yùn)行方式，使得配電設(shè)備的運(yùn)行提高了可靠性，而得到了國網(wǎng)改造相關(guān)人員的設(shè)備在運(yùn)行中存在的問題，但要發(fā)揮解決問題方法的成效性。但是要發(fā)揮解決問題方法的成效性，還需要變電站相關(guān)人員加強(qiáng)對專業(yè)技術(shù)的學(xué)習(xí)和相關(guān)措施的完善。對于中性點(diǎn)的接地運(yùn)行方式，各配電站的相關(guān)人員要從安全角度出發(fā)，結(jié)合實(shí)際情況采用中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式。

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