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摘要：介绍了10KV～35KV电网中性点的几种接地方式，分别为中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻接地，通过对其原理、优缺点的分析，阐述其在化工企业供电系统中的应用。
关键词：供电系统；消弧线圈；电阻；化工企业
引言
近几年化工企业数量迅速增加，企业规模不断扩大，企业供电系统得到迅速发展，电力电缆被大量的使用。与此同时，也使得电网对地电容电流急剧增加，当系统发生接地后电弧不易熄灭，易产生间歇性弧光接地过电压以及铁磁谐振过电压，给供电系统的安全运行带来很大的隐患，可能产生供电电缆起火、开关柜烧毁和避雷器爆炸故障，甚至企业供电系统全停等事故，由此带来的经济损失和影响也越来越大。因此电网中性点的运行方式对企业供电系统的经济性、安全可靠性影响重大。
我国110KV及以上系统均采用中性点直接接地方式，在化工企业电网中考虑最多的是10KV～35KV系统中性点接地方式，经过长期的变化，目前10KV～35KV电网采用较多的方式主要有不接地、经消弧线圈接地和电阻接地等几种。
一、电网中性点不接地方式
中性点不接地系统最大的优点是发生单相接地故障时，只使三相对地电位发生变化，线电压不变，不会中断向用户供电，可带单相接地故障运行2小时。
对于采用中性点不接地方式的电网，如果从供电电源到用户的连接线很短，那么在接地处就测量不出电流，因为没有通过接地点的电流回路。如果线路很长，则导线对地的电容不能忽略，接地电流通过导线的对地电容形成回路。如电缆总长度为数十公里时，通过接地点的电流就可能达到数十安。电网运行经验表明，当接地电流小于10A时，带着单相接地故障可运行一段时间不致使情况恶化，但如果接地电流过大，则电弧就会导致二相短路，导致线路跳闸。
二、中性点经消弧线圈接地方式
1、中性点经消弧线圈接地原理
电力行业标准DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中明确规定： 3-10KV电缆线路构成的系统，当单相接地故障电流大于30A时，中性点应装设消弧线圈。随着化工企业出线电缆的增多，系统对地电容电流急剧增加，单相接地后流经故障电流较大，为解决此问题，普遍采用了中性点装设消弧线圈。当发生单相接地时，由于消弧线圈产生的感性电流补偿了故障点的电容电流，因而使故障点的残流变小，从而达到自然熄弧，防止事故扩大甚至消除事故的目的。
我国目前采用的消弧线圈很多都是手动调匝式的，不利于方便调节，同时运行人员判断调节也困难，由于消弧线圈不能始终运行在最佳档位，消弧线圈的补偿作用也得不到充分的发挥。故采用消弧线圈自动调谐方法，将可以使补偿有效性提高到90%左右，即90%的单相接地故障不发展为相间短路，补偿的有效性大大提高。同时消弧线圈接地电网无法将故障线路切除，故需要增加选线装置。
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2、中性点经消弧线圈接地的优缺点
优点
1、降低线路故障跳闸率，提高供电可靠性。2、限制弧光接地过电压和消除铁磁谐振过电压。当配电网中出线弧光接地时，消弧装置一面向接地点提供补偿电流，使接地电弧尽快熄灭，避免重燃；另一方面，串联在电抗器与地之间的阻尼电阻起着吸收能量和阻尼的作用，有效抑制弧光过电压的弧值。3、减少人身伤亡。在中性点谐振接地的网络中，经过补偿后，故障相得电压可以降到无害的程度。
缺点
在以电缆为主的配网中，有的电容电流很高，消弧线圈容量需要很大，具有一定的局限性；另一方面，采用自动调谐跟踪补偿，装置的机械寿命、响应时间、调节限位等方面都必须满足这种频繁地、适时地大范围调节的需要，对装置的性能质量是个不小的考验。
三、中性点经小电阻接地方式
1、中性点经小电阻接地原理
在化工企业供电系统中，电缆线路的比重越来越大，使线路电容电流的数值大幅度增加。所以也会考虑到经小电阻接地的运行方式。中性点经小电阻接地方式是在接地变压器中性点和地之间接入小电阻，当系统发生接地故障时，增大了故障点的接地电流，通过各线路的零序保护以及电阻接地装置的保护进行有选择性地跳开故障线路。
2、中性点经小电阻接地方式的优点
⑴ 经小电阻接地可以降低弧光接地过电压倍数，破坏谐振过电压的发生条件；
⑵ 当发生单相接地故障时，可以准确迅速地判断出故障线路，并在很短的时间内切除，使设备耐受过电压的时间大幅度缩短，为系统设备降低绝缘水平创造了有利条件，使系统运行的可靠性增加；
⑶ 中性点经小电阻接地的配电网中，当中性点阻值不是很大时，当接地电弧熄弧后，零序残荷将通过中性点电阻提供的通路泄放掉，所以当发生下一次燃弧时，其过电压幅值和从正常运行情况发生单相接地故障时的情况相同，并不会像中性点不接地或经消弧线圈接地系统，由于多次燃弧、熄弧而使过电压幅值升高；
⑷ 采用小电阻接地后，可以通过继电保护及时将故障线路跳开，无需人工进行查找切除。
3、中性点电阻接地方式存在的问题及解决方法
⑴ 中性点改为小电阻接地方式后，如果线路出线及下级接地方式没有改造或零序保护没有投入，那么将有可能造成越级跳闸。所有在投运前需进行相应的电气试验，确保接线及保护投入正确。
⑵ 小电阻接地其零序保护为一段跳母联，二段跳所有出线开关，三段跳主变，故在线路零序保护定值整定错误或开关拒动的情况下，接地变保护动作跳闸，将造成变电站母线失电现象。在投运前需检查各零序CT接线正确，保护试验正常。
⑶ 运行中如三相负荷不平衡，出现中性点偏移电压时，电阻消耗电能发热。当三相负荷不对称达到一定程度时，达到接地变压器零序电流保护的整定值，造成接地变压器零序电流保护误动。在小电阻装置运行时，要做好实时监测偏移电压，确认不大于相电压15%。
⑷ 改为小电阻接地后，使得变电所的接地故障电压由过去的百伏左右剧增到2000V至3000V，这被称为暂态过电压，这一过电压经变电所共用的接地系统沿低压线传导到低压设备上，低压设备的绝缘，特别时老旧设备的绝缘，因承受不了如此高的过电压很容易被击穿短路而导致起火危险，因而为防止电气火灾，需确保接地变压器中性点工作接地的主接地网接地良好，并单独与主接地网相连，或将低压系统的接地另打接地极分开设置，使上述的危险暂态过电压无法由此传导低压设备上。
四、结论
本文针对化工类企业供电系统的中性点接地方式进行了探讨，分析了各中性点接地方式的优缺点，其选择应结合化工企业供电网现状，综合考虑供电可靠性、网络结构、过电压保护、绝缘配合、继电保护、人身安全和运行经验等有关问题，从实际出发，对各种接地方式进行技术经济分析，权衡利弊，因地制宜。
参考文献：
[1] 杜松怀.电力系统接地技术. 中国电力出版社. 2011.
[2] 电力系统设计手册.电力工业部电力规划设计总院.中国电力出版社.1998.
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[4] 李颖峰. 配电网中性点经消弧线圈接地方式探讨【j】.电气开关，2008，46（6）:1-2,5.
论文作者:佘佳,闫松
论文发表刊物:《电力设备》2016年第19期
论文发表时间:2016/12/12
标签：过电压论文; 电阻论文; 弧线论文; 电流论文; 故障论文; 方式论文; 单相论文; 《电力设备》2016年第19期论文;