配电网中性点接地方式的几个问题的讨论

1、配电网中性点接地方式的几个问题的讨论荐浅谈10KV配电网中性点接地方式摘要本文通过对三种不同接地方式的比较，阐述了不同接地方式的特点，提出了应结合实际电网结构和发展来选择合理中性点的接地方式。关键词10kV配电网中性点接地方式 1.三种不同接地方式在我国的10kV配电系统中，中性点的接地方式基本上有三种：中性点绝缘接地方式、中性点经小电阻接地方式和中性点经消弧线圈接地方式。这三种接地方式各有优缺点，特别对于小电阻接地和消弧线圈接地方式孰优孰劣问题，一直存在不同的观点。1.1中性点不接地中性点不接地方式是我国10KV配电网采用得比较多的一种方式。这种接地方式在运行当中如发生了单相接地故障，由于流

2、过故障点的电流仅为电网对地的电容电流，当10kV配电系统Ijd限制在10A以下时，接地电弧一般能够自动熄灭，此时虽然健全相电压升高，但系统还是对称的，故可允许带故障连续供电一段时间（规程规定为2小时），相对地提高了供电可靠性。这种接地方式不需任何附加设备，只要装设绝缘监察装置，以便发现单相接地故障后能迅速处理，避免单相故障长期存在发展为相间短路故障。由于中性点不接地方式中性点对地是绝缘的，当发生弧光接地时，由于对地电容中的能量不能释放，因此会产生弧光接地过电压或谐振过电压，其值一般可达23.5Uxg，会对设备绝缘造成威胁。另一方面，由于目前普遍使用的小电流接地系统选线装置的选线准确率比较低，还

3、未能够准确地检测出发生接地故障的线路。发生单相接地故障后，一般采用人工试拉的方法寻找接地点，因此会造成非故障线路的不必要停电。 1.2中性点经小电阻接地中性点经小电阻接地方式，即在中性点与大地之间接入一定阻值的电阻，该方式可认为是介于中性点不接地和中性点直接接地之间的一种接地方式，世界上以美国为主的部分国家采用中性点经小电阻接地方式。采用此种方式，用以泄放线路上的过剩电荷，来限制弧光接地过电压。中性点经小电阻接地方式中，一般选择电阻的值较小（工程上一般选取1020）。在系统单相接地时，控制流过接地点的电流在10A500A之间，通过流过接地点的电流来启动零序保护动作，因此可快速切除线路单相故障。

4、中性点经小电阻接地的特点有：中性点经小电阻接地系统可以配置零序过流或限流速断保护。当系统发生单相接地故障时，故障线路的零序保护可在（0.52.0）sec切除故障。根据北京、上海等地的运行经验，零序保护动作准确率在95%以上，可及时切除故障线路。由于电阻是耗能元件同时也是阻尼元件，相当于在谐振回路中串接一个阻尼电阻，由于电阻的阻尼作用，可以限制谐振过电压的形成。试验表明，当接地电阻值R1500，基本上可以消除系统内的各种谐振过电压。在中性点不接地和经消弧线圈接地的系统中，健全相的过电压水平可超过3倍相电压，对设备的的绝缘水平造成一定的危害。在小电阻接地系统中，当接地电弧第一次自动熄灭后，系统的对

5、地电容的残余电荷将通过小电阻及时泄放，因此过电压幅值不高，不会产生很高的过电压，健全相的过电压低于3倍相电压，因此一般不会危及设备的绝缘。 有利于降低操作过电压，中性点经小电阻接地的配电网发生单相故障时，零序保护动作，可准确并迅速地切除线路的故障。如果发生接地故障的线路是电缆线路，由于电缆线路故障一般是永久性故障，可对电缆线路不投线路重合闸，不会引起操作过电压；如果发生单相接地故障的线路是架空线路，由于架空线路发生单相接地故障较多，在故障跳闸后，线路还将重合一次，根据运行经验和实测表明，无论重合闸是否成功，线路重合过程中不会引起明显的操作过电压。采用中性点经小电阻接地，当系统发生单相故障时，无

6、论故障是永久性还是非永久性的，故障线路均跳闸，因此线路跳闸次数较多；当架空绝缘导线断线，裸导线断线接触的是沙砾、沥青、混凝土等干燥地面时，由于接地电流小，零序保护由于灵敏度原因可能不动作，会导致一定程度的安全事故。1.3中性点经消弧线圈接地消弧线圈是一个装设于配电网中性点的可调电感线圈，当电网发生单相接地故障时，其作用是提供一个感性电流，用来补偿单相接地的容性电流。采用中性点经消弧线圈接地方式，在系统发生单相接地时，利用消弧线圈的电感电流对接地电容电流进行补偿，使流过接地点的电流减小（10A以下）到能自行熄弧范围，因接地电流电容电流得到补偿，单相接地故障并不发展为相间故障，按规程规定系统可带单

7、相接地故障运行2h。因此中性点经消弧线圈接地方式的供电可靠性，高于中性点经小电阻接地方式。中性点经消弧线圈接地的特点有： 故障点接地电弧可自行熄灭，提高了供电可靠性。由于消弧线圈的感性电流对故障容性电流的补偿，使单相故障接地容性电流在10A以下，因此接地电弧可以自行熄灭并避免重燃。可降低了接地工频电流(即残流)和地电位升高，减少了跨步电压和接地电位差，减少了对低压设备的反击以及对信息系统的干扰。传统的消弧线圈需要人工进行调谐，不仅会使电网短时失去补偿，而且不能有效地控制单相接地的故障电流。自动跟踪补偿消弧线圈装置则能够随电网运行方式的变化，及时、快速地调节消弧线圈的电感值，当系统发生单相接地时

8、，消弧线圈的电感电流能有效地补偿接地点的电容电流，避免了间歇性弧光接地过电压的产生。2.中性点接地方式的选择中性点不接地系统具有供电可靠性高，对人身及设备有较好的安全性，通讯干扰小，投资少等优点。比较适合用于系统不大，网络结构比较简单，运行方式变化不大的系统。中性点经小电阻接地，主要优点是过电压小，系统电缆可以选择较低的绝缘水平，以节省投资。对于架空线路为主的系统，由于单相接地大多数为瞬时故障，而这种接地方式不分单相多相故障的性质一律跳闸；对以电缆为主的配电网，由于电缆很少发生单相接地瞬时故障，比较适宜采用经小电阻接地方式。 从限制单相接地故障电流的危害性角度出发，则中性点经消弧线圈（自动跟踪

9、补偿）接地方式较其他两种接地方式有一定的优越性。由于消弧线圈能够根据系统的电容电流实时进行补偿，避免发生间歇性弧光接地过电压，供电可靠性相对提高。但是自动跟踪消弧线圈的选线准确率还不高，在运行实践中，很多安装自动跟踪补偿消弧线圈的变电站由于装置的选线准确率不高，导致需要采用试拉馈线的办法寻找故障点。3.结语10KV配电网中性点接地方式是一个涉及到可靠供电、人身和设备安全、通讯干扰和过电压等方面的问题，应结合当地配电网的发展水平、电网结构特点，因地制宜地选择配电网中性点接地方式。参考文献：1要焕年,曹梅月.电力系统谐振接地M.中国电力出版社.2李福寿.中性点非有效接地电网的运行M.北京:水利电力

10、出版社,1993.3DI-/T613-1997,交流电气装置的过电压保护和绝缘配合.安庆城区10kV配电网中性点接地方式探讨（一）作者：佚名  来源：湖北安全生产信息网  发布时间：2006-9-19 12:24:18      摘要：本文综述了安庆市地区10kV配网中心点的运行现状，探讨了存在问题，对采用中性点经电阻接地方式进行较为详细阐述，在安庆城区配网实施是切实可行的。      关键词：城区；配电网；中性点接地方式；电阻器  &

11、#160;   1 引言      随着城网改造的深入发展，10kV配电网容量迅速增加，网络结构日趋完善，根据城市建设需要，架空裸导线路正逐渐被电缆和绝缘导线线路替代，与此同时，由于过电压引发的开关柜和家用电器烧坏等也屡见不鲜。因此，如何有效的经济的限制配电网过电压成为当前供用电工作的重点。      10kV配电网中性点通常可分为不接地系统、经电阻接地系统和经消弧线圈接地系统。由于选择接地方式是一个涉及线路和设备的绝缘水平、通讯干扰、继电保护和供电网络安

12、全可靠等等因素的综合性问题，所以我国配电网和大型工矿企业的供电系统做法各异，以前大都采用中性点不接地和经消弧线圈接地的运行方式。近年来一些城市电网大力推广电阻接地的运行方式。近年来一些城市电网大力推广电阻接地的运行方式。本文结合安庆城区10kV配电网的具体情况，对中性点接地方式问题进行探讨。      2 安庆10kV配电网中心点的运行方式      2.1 目前现状      安庆中心城区供电主要电源来自90年代中期投产的1

13、10kV湖滨变、城西变和即将投运的110kV中心变，电压等级都是110kV/10kV，主变容量都是2×40MVA，为屋内布置无人值守站。中心变是城网改造的重点项目，它的新建使市区按区域分片供电成为可能，完善了配电网架的结构调整，形成了城西变、湖滨变、东郊变、肖坑变、中心变和热电开闭所的10kV环形网络，初步形成了“手拉手”供电格局。安庆中心变的供电范围是菱湖南路以南，棋盘山路以西、龙山路以东、沿江中路以北的工商、居民密集的老城区，中心变建在靠近宜城路的安庆供电局后院，主变和进出线全部采用交联聚乙烯高压电缆，对人民路、华中路、沿江路、菱湖南路等4条主要街道实行首尾双电源自动投切供电，是

14、安庆市第一所全电缆型屋内所，该所10kV系统中性点采用KYN58-12-014(改)型柜式消弧及过电压装置，内装接地真空接触器，三相共体，分相操作，即任一相动作，则该相母线接地，另两相必须可靠锁定，不允许再闭合。其原理是当系统发生弧光接地时，应能在100ms内准确显示故障相别及接地故障属性，并发出弧光接地转变为金属性接地的指令，过电压保护是通过4只带有间隙的氧化锌避雷器，采用四星形接线来实现的，母线设备柜内装有微机小电流接地选线装置，从理论上讲也可达到消弧消压目的。110kV湖滨变的10kV系统采取中性点不接地系统。110kV城西变10kV系统中性点接入ZBXH-10/20-50自动跟踪消弧线

15、圈和微机检测小电流接地装置。      2.2 存在问题      （1）电缆一旦击穿即成为永久性故障，不可能自行恢复。若不及时跳闸则产生的电弧热量可使绝缘迅速烧损，直至发展成相间短路而跳闸，造成进一步扩大。安庆中心变的消弧装置是在单相接地故障时将10kV配电网不接地系统通过保护转变为中性点直接地系统，无疑是陡增了接地点电流，这样有利于促成相间短路的形成，但加速了电缆绝缘老化，应该说这不是我们期望的。      （2）这种不接地方式当发

16、生一相接地故障时，产生的过电压倍数比较高，由于弧光和铁磁谐振过电压使健全相的相电压升高4-7倍，这对电缆、开关柜的绝缘和热稳定都构成较大威胁。例如：1999年春节期间人民路中段10kV、240m/m2电力电缆因短路故障综合损失达10万元左右。      （3）电缆线路的单相接地电容电流较大。中心变10kV高压电缆线主干线电缆用3×240m/m2，支线电缆采用3×70m/m2，接入10kVI、II段母线，根据资料统计共接入67KM电缆，利用公式近似计算，两段母线电容电流总计达70A，待城网改造完善后，电缆线路将会进一步延伸，电

17、容电流还将随之增加。在接地电流较大的系统，若选用消弧线圈接地方式，必须增加容量，可达300400kVA，加大了投资成本，而且在自动跟踪调谐上也难以满足各种频繁调节限位的需要，因此，在技术、经济上都是不可取的。现在中心变采用的是不接地定时转变为直接接地系统，完全丧失了小电流接地系统不间断供电的优点，这样只好由配电网结构和自动化补救。      鉴于上述原因，根据兄弟省市配电网经电阻接地运行的成功经验，我们认为安庆城区10kV配网可采用经中性点电阻接地方式比较适宜。      3 10kV

18、中性点经电阻接地方式      3.1 中性点阻接地系统单相接地故障简单分析      当系统A相发生非金属性接地时，设故障点的过渡电阻为Rg，中性点接地电阻Rn,系统对地电容为Co，实际中的正序阻抗Z1、负序阻抗Z2都远远小于零序阻抗Z0，因此可以忽略不计。Z0近似认为3Rn和Xc并联之值，其等值电路见图1。               

19、0;                图1 A相单相接地等值电路图 安庆城区10kV配电网中性点接地方式探讨（二）作者：佚名  来源：湖北安全生产信息网  发布时间：2006-9-19 12:24:16      当发生单相接地时，中性点经电阻接地系统的零序电压为：     流过系统单相接地点故障电流

20、为：      n×(IR+jIc)= ×g      式中 n：流经中性点电阻有功电流      Ic：流经中性点电阻无功电流      ：“接地系数”，其概念是：当系统发生有过渡电阻的单相接地时，产生零序电压和接地故障电流是金属性接地时的倍，反映了过渡电阻Rg大小对接地电流、电压的影响。值为：     &

21、#160;3.2设备配置      综合考虑过电压绝缘配合、继电保护和通讯干扰的要求，借鉴于其它城市10kV配电网中性点经电阻接地运行的经验，认为安庆110kV中心所10kV配电系统采用中性点经电阻接地方式，阻值为100，单相接地时，保护立即跳闸。由于主为Y/-11接线组别，在侧无中性点，故利用Z型接地形成一个人为中性点，加装接地电阻。      110kV安庆中心变为2×40MVA主变向两段10kV母线送电，受电用户为双电源供电，10kV电缆出线间隔为18回，应送出10回，8回备用。

22、10kV配电系统中性点经电阻接地接线图见图2(图2因故未画)。      （1）接地      所用为80kVA，考虑到单相接地的零序电流，选用DKSC8-200/10.5型干式接地变，容量为200/80kVA，10s，能承受120A的单相电流，中性点持续电流不小于24A。      （2）电阻器      选用象山制造的不锈钢电阻，阻值100，额定电压10kV，额定电流24A，允许短时(10s)

23、电流110A。      （3）继电保护      线路零序保护选用南自院生产的ISA351D型零序功率方向保护，整定电流范围在80mA10A。      小电流接地系统发生单接地故障时，故障线路和非故障线路零序电流方向相差180°，零序功率方向设计依据零序电压和电流的相位、大小来动作，设定当系统单相接地故障时故障线路零序电流超前于零序电压，而此时正常线路中的零序电流滞后于零序电压。     &#

24、160;线路零序CT选择1A的速饱和CT，二次电流为200mA，所有出线单相接地保护由线路零序CT启动，按时间0.5s电流0.1A跳闸或投信号整定。      接地电阻回路选择变比是100/5CT的零序电流保护作为10kV馈线的后备保护、母线保护和电阻器的保护。      4 结束语      采用10kV配电网经电阻接地方式的所当发生单相金属性接地后，健全相电压上升至系统电压，接地跳开后，三相电压迅速恢复到正常值，接地点电流值由系统电

25、容电流的大小和中性点电阻值共同决定。当发生非金属性接地时，受接地点电阻的影响，流过接地点和中性点的电流比金属性接地时有显著降低，同时，健全相电压上升也显著降低，零序电压值约为单相金属性接地的一半。由此可见，采用中性点经电阻接地有在上接地故障时产生限流降压作用。有试验表明，由于中性点电阻能吸附大量的谐振能量，在有电阻器的接地方式中，从根本上抑制了系统谐振过电压。因此我们认为在10kV城网接地方式中，中性点经电阻器接地应是优选方案。      城网采用中性点电阻接地运行方式，国外早已成功运行，如日本采用高阻抗接地方式，美国主要采用中性点经电阻接地方

26、式，法国以低电阻接地方式居多，俄国最新版本1999过电压保护导则对635kV电网中性点接地方式认为经电阻器接地和最小时延切除“接地故障点”是最合适的。我国九十年代初已开始因地制宜在10kV城网中推广中性点经电阻器接地方式，如今在上海、南京、广州、深圳等一批城市得到广泛应用和发展。因此，在安庆城区10kV配电网采用中性点经电阻器接地方式是切实可行的。配电网中性点接地方式分析及其选择摘 要文章对配电网各种不同的中性点接地方式作了比较，并对近年来发展较快的自动跟踪补偿消弧线圈作了概要绍，综合考虑了各种因素，对配电网中性点接地方式的选择提出了建设性意见。关键词 配电网 中性点接地方式 自动跟踪补偿 选

27、择1 问题的提出电力系统中性点接地方式是一个涉及电力系统许多方面的综合性技术课题，它不仅涉及到电网本身的安全可靠性、过电压绝缘水平的选择，而且对通讯干扰、人身安全有重要影响。配电网主要指10kV、35kV、66kV三个电压等级的电网，在电力系统中量大面广，占有重要的地位。在过去，由于配电网比较小，主要采用不接地或经消弧线圈接地，在80年代中后期，一些城市和地区配电网的中性点采用了经低电阻接地方式，近年来各种不同形式的自动跟踪补偿的消弧线圈开始在配电系统中运行。配电网的中性点接地方式是一个涉及面广,与诸多因素有关的综合问题，在不同地区具有不同特点的配电网，在不同的发展阶段，这些因素及要求都是不一

28、样的，而各种中性点接地方式和装置都有一定的适用范围和使用条件，为此，采用不同的中性点接地方式是很正常的。2 中性点不同接地方式的比较2.1 中性点不接地的配电网中性点不接地方式，即是中性点对地绝缘, 结构简单，运行方便，不需任何附加设备，投资省, 适用于农村10kV架空线路为主的辐射形或树状形的供电网络。该接地方式在运行中若发生单相接地故障，其流过故障点电流仅为电网对地的电容电流，其值很小，需装设绝缘监察装置，以便及时发现单相接地故障，迅速处理，以免故障发展为两相短路，而造成停电事故。中性点不接地系统发生单相接地故障时，其接地电流很小，若是瞬时故障，一般能自动熄弧，非故障相电压升高不大，不会破

29、坏系统的对称性，故可带故障连续供电2h，从而获得排除故障时间，相对地提高了供电的可靠性。中性点不接地方式因其中性点是绝缘的，电网对地电容中储存的能量没有释放通路。在发生弧光接地时，电弧的反复熄灭与重燃，也是向电容反复充电过程。由于对地电容中的能量不能释放，造成电压升高，从而产生弧光接地过电压或谐振过电压，其值可达很高的倍数，对设备绝缘造成威胁。此外，由于电网存在电容和电感元件，在一定条件下，因倒闸操作或故障，容易引发线性谐振或铁磁谐振，这时馈线较短的电网会激发高频谐振，产生较高谐振过电压，导致电压互感器击穿。对馈线较长的电网却易激发起分频铁磁谐振，在分频谐振时，电压互感器呈较小阻抗，其通过电流

30、将成倍增加，引起熔丝熔断或电压互感器过热而损坏。2.2 中性点经传统消弧线圈接地采用中性点经消弧线圈接地方式，即是在中性点和大地之间接入一个电感消弧线圈，在系统发生单相接地故障时，利用消弧线圈的电感电流对接地电容电流进行补偿，使流过接地点的电流减小到能自行息弧范围。其特点是线路发生单相接地时，可不立即跳闸，按规程规定电网可带单相接地故障运行2小时。对于中压电网，因接地电流得到补偿，单相接地故障并不发展为相间故障。因此中性点经消弧线圈接地方式的供电可靠性，大大的高于中性点经小电阻接地方式，但中性点经传统消弧线圈接地方式也存在着以下问题: 由于传统消弧线圈没有自动测量系统，不能实时测量电网对地电容

31、和位移电压，当电网运行方式获电网参数变化后靠人工估算电容电流，误差很大，不能及时有效地控制残流和抑制弧光过电压，不易达到最佳补偿。调谐需要停电退出消弧线圈，失去了消弧补偿的连续性，相应速度太慢，隐患较大，只能适应正常线路的投切。如果遇到系统异常或事故情况，如系统故障低周低压减载切除线路等，来不及进行调整，易造成失控。若此时正碰上电网单相接地残流大，正需要补偿而跟不上，容易产生过电压而损坏电力系统绝缘薄弱的电气设备，引起事故扩大。单相接地时，由于补偿方式、残流大小不明确，用于选择接地回路的微机选线装置更加难以工作。此时不能根据残流大小和方向或采用及时改变补偿方式或调档变更残流的方法来准确选线，只

32、能依靠含量极低的高次谐波（小于5）的大小和方向来判别，准确率很低。随着电网规模的扩大，如果电网运行方式经常变化，要求变电站实行无人值班，传统的消弧线圈不可能始终运行在最佳档位，消弧线圈的补偿作用不能得到充分发挥，也不能总保持在过补偿状态下运行。2.3 中性点经电阻接地中性点经电阻接地方式，即是中性点与大地之间接入一定电阻值的电阻。该电阻与系统对地电容构成并联回路，由于电阻是耗能元件，也是电容电荷释放元件和谐振的阻压元件，对防止谐振过电压和间歇性电弧接地过电压，有一定优越性。中性点经电阻接地方式中，一般选择电阻的值较小。在系统单相接地时，控制流过接地点的电流在500A左右，也有的控制在100A左

33、右，通过流过接地点的电流来启动零序保护动作，切除故障线路。其优点是: 系统单相接地时，健全相电压不升高或升幅较小，对设备绝缘等级要求较低，其耐压水平可以按相电压来选择。接地时,由于流过故障线路的电流较大,零序过流保护有较好的灵敏度,可以比较容易检除接地线路。其缺点是: 由于接地点的电流较大,当零序保护动作不及时或拒动时,将使接地点及附近的绝缘受到更大的危害,导致相间故障发生。当发生单相接地故障时,无论是永久性的还是非永久性的,均作用与跳闸,使线路的跳闸次数大大增加,严重影响了用户的正常供电,使其供电的可靠性下降。3 自动跟踪补偿消弧线圈自动跟踪补偿消弧线圈装置可以自动适时地监测跟踪电网运行方式

34、的变化，快速地调节消弧线圈的电感值，以跟踪补偿变化的电容电流，使失谐度始终处于规定的范围内。大多数自动跟踪消弧装置在可调的电感线圈下串有阻尼电阻，它可以限制在调节电感量的过程中可能出现的中性点电压升高，以满足规程要求不超过电压的15%。当电网发生永久性单相接地故障时，阻尼电阻可由控制器将其短路，以防止损坏。自动跟踪补偿消弧线圈按改变电感方法的不同，大致可分为调匝式、调气隙式、调容式、调直流偏磁式、可控硅调节式等。3.1调匝式自动跟踪补偿消弧线圈调匝式消弧线圈是将绕组按不同的匝数抽出若干个分接头，用有载分接开关进行切换，改变接入的匝数，从而改变电感量。调匝式因调节速度慢，只能工作在预调谐方式（即

35、在系统正常运行无接地发生时，消弧线圈跟踪到最佳补偿位置，接地后不再调节），为保证较小的残流，必须在谐振点附近运行。这将导致中性点位移电压升高，因此需加装阻尼电阻进行限压，保证中性点的位移电压不超过15%相电压。为避免阻尼电阻上的有功电流使接地残流增大，在发生单相接地时，必须将阻尼电阻延时0.5秒后短接（为与选线装置配合），其原理如下图: JJ为交流接触器的触点;JC为直流接触器的触点，当系统发生单相接地时，中性点电压升高，电流增大，同时母线PT开口三角输出电压。如其值超过设定值时会启动JC或JJ将阻尼电阻短接。延时由时间继电器控制。3.2 调气隙式自动跟踪补偿消弧线圈调气隙式电感是将铁芯分成上

36、下两部分，下部分铁芯同线圈固定在框架上，上部分铁芯用电动机带动传动机构可调，通过调节气隙的大小达到改变电抗值的目的。它能够自动跟踪无级连续可调，安全可靠。其缺点是振动和噪声比较大，在结构设计中应采取措施控制噪声。这类装置也可以将接地变压器和可调电感共箱，使结构更为紧凑。3.3 调容式消弧补偿装置通过调节消弧线圈二次侧电容量大小来调节消弧线圈的电感电流。其结构如图所示: 二次绕组连接电容调节柜，当二次电容全部断开时，主绕组感抗最小，电感电流最大。二次绕组有电容接入后，根据阻抗折算原理，相当于主绕组两端并接了相同功率、阻抗为2倍的电容，使主绕组感抗增大，电感电流减小。因此通过调节二次电容的容量即可

37、控制主绕组的感抗及电感电流的大小。电容器的内部或外部装有限流线圈，以限制合闸涌流。电容器内部还装有放电电阻。因调容式调节速度快，可实现接地后调节（即系统正常运行时，消弧线圈工作在远离谐振点的位置，满足中性点位移电压不大于15%相电压的要求。当发生接地故障后，再将消弧线圈调至满足残流要求的合适位置），可不加阻尼电阻。3.4 调直流偏磁式自动跟踪补偿消弧线圈交流工作线圈内布置一个铁芯磁化段，通过改变铁芯磁化段磁路上的直流励磁磁通大小来调节交流等值磁导，实现电感连续可调。其基本结构如图所示:直流励磁绕组采取反串连接方式，使整个绕组上感应的工频电压相互抵消。通过对三相全控整流电路输出电流的闭环调节，实

38、现消弧线圈励磁电流的控制，利用微机的数据处理能力，对这类消弧线圈伏安特性上固有的不大的非线性实施动态校正。3.5可控硅调节式自动跟踪补偿消弧线圈该消弧系统主要由高短路阻抗变压器式消弧线圈和控制器组成，同时采用小电流接地选线装置为配套设备,其基本结构和等效电路如下图所示: 变压器的一次绕组作为工作绕组(Nw)接入配电网中性点，二次绕组作为控制绕组(Cw)由2个反向连接的可控硅(SCR)短路，可控硅的导通角由触发控制器控制，调节可控硅的导通角由0180度之间变化，使可控硅的等效阻抗Zscr在无穷大至零之间变化，则Nw两端的等效阻抗Zeq就在无穷大至变压器的短路阻抗Zsc之间变化，输出的补偿电流就可

39、在零至额定值之间得到连续无极调节。可控硅工作在与电感串联的无电容电路中，其工况既无反峰电压的威胁。又无电流突变的冲击，因此可靠性得到保障。自动消谐装置具有以下特点:响应速度极快; 伏安特性在0110%额定电压范围内保持极佳的线形度; 输出的补偿电流在0100%额定电流范围内可连续无级调节; 接地点残流小; 无需设置阻尼电阻; 消弧线圈无传动、转动机构，可靠性高，噪音小，维护简单。4 中性点接地方式的选择电力系统中性点接地方式是一个涉及到供电的可靠性、过电压与绝缘配合、继电保护、通信干扰、系统稳定诸多方面的综合技术问题，这个问题在不同的国家和地区，不同的发展水平可以有不同的选择。4.1 配电网中

40、性点采用传统的小电流接地方式传统的小电流接地方式主要是指中性点不接地或经手动调整的消弧线圈接地2种方式。当系统不大，线路主要是架空线路，网络结构相对比较简单，运行方式变化范围不很大，采用传统的小电流接地方式有明显的优点。首先是供电可靠性高，由于接地故障电流很小，其电弧可以瞬间自行熄灭。对单相永久性接地故障，允许一定时间内带故障运行，避免了过多的跳闸现象。其次是人身及设备的安全性较好，由于单相接地时故障点电流很小，跨步电压和接触电压都较低，使人身伤亡和弱电设备的损坏率都显著降低。第三是通信干扰小。配电网采用小电流接地方式应认真地按交流电气装置的过电压保护和绝缘配合(DL/T620-1997)标准

41、的要求执行，对架空线路电容电流在10A以下可以采用不接地方式，而大于10A时，应采用消弧线圈接地方式。采用消弧线圈时应按要求调整好，使中性点位移电压不超过相电压的15%，残余电流不宜超过10A; 消弧线圈宜保持过补偿运行。这样，基本上可以使配电网安全可靠运行。4.2 配电网中性点经低电阻接地在配电网中选用中性点经低电阻接地，可以降低单相接地时非故障相的过电压，抑制弧光接地过电压，消除谐振过电压和大部分断线过电压，避免使单相接地发展为相间故障，接地保护方式比较简单，对电缆为主的系统可以选择较低的绝缘水平，以利节约投资，但是对以架空线为主的配电网因单相接地而引起的跳闸次数则会大大增加。对以电缆为主

42、的配电网，其电容电流达到150A以上，故障电流水平为4001000A，经综合比较后可以采用这种接地方式。采用低电阻方式时，对中性点接地电阻的动热稳定应给以充分的重视，以保证运行的安全可靠。4.3 配电网采用自动跟踪补偿装置随着城市配电网的迅速发展，电缆大量增多，电容电流达到很大值(>300A)，而且由于运行方式经常变化，特别是电容电流变化的范围比较大，用手动的消弧线圈已很难适应要求，采用自动快速跟踪补偿的消弧线圈，并配合可靠的自动选线跳闸装置，可以将电容电流补偿到残流很小，使瞬时性接地故障自动消除而不影响供电，而对于系统中永久性的接地故障，一方面通过消弧系统的补偿来降低接地点电流，防止发

43、生多相短路，另一方面，通过选线装置正确选出接地线路并在设定的时间内跳闸，避免了系统设备长时间承受工频过压，因此，该接地方式综合了传统消弧线圈接地方式跳闸率低、接地故障电流小的优点和小电阻接地方式对系统绝缘水平要求低、容易选出接地故障线路的优点，是比较合理和很有发展前景的中性点接地方式。5 结语各地区应该根据当地配电网的发展水平、电网结构特点，从长远的发展观点，因地制宜地确定配电网中性点接地方式。低压配电网中性点接地与否的利弊探讨上海市电力公司超高压输变电公司 王润华0 引 言 低压配电网融贯于各行各业、社会各界，担负着电力能源供销交接、消耗转化的重任。比较高压电网，其线路长、分布广、布局乱&#

44、183;变动大、涉人多、管理难、损耗大、事故多、可改进、提高的空间要大得多。其中低压配电网接地引起的问题最多，最严重，争议也最大，很有必要进一步探讨、研究和澄清。1 低压配电网的故障接地1.1 客观原因 故障接地的必然性和多发性，是指自然形成的，非故意的配电网接地故障。主要原因有， (1)低压配电网线路长、分布厂，供用电设备的带电体都是通过绝缘物件固定在大地上，且相对规范性差，变动性、移动性、随意性大，大地和带电体二者相近相随，接地故障的机会很多。 (2)许多低压配电网的产权、管理 任归用户，涉电非专业人员太多，因而管理薄弱，私拉乱撤，违规用电现象较多，会加剧接地故障的发生。 (3)低压配电网

45、运行年久。由于老化、磨损、污染等原因造成的绝缘失效，也不可避免的形成接地故障。通过对独立配电变压器的城乡用户 (村)配电网的调查 (断开中性点接地线，测量配电网与地之间的绝缘)，证实75%以上的配电网有接地故障，多数有多处接地，有的因对地漏电烧残，甚至烧断导线。 (4)现有法规、规范对新产生的门窗接地、路灯照明接地、屏蔽接地等没有或不明确。 (5)对低压配电网供电设制的选用随意性较大，特别是PE线概念不清。1·2 故障接地的电气特征由于故障接地是非故意接地，因此是不可靠接地，有较大的接地电阻，不稳定，接地电流一般不会太大，小于或接近负载电流。接地介质大多是土壤、金属、木头、水泥、砖百

46、等，这些物质直接与潮湿的泥土相连接，接地电阻受潮湿程度影响，同时也受接地电流所产生温度的影响而调节变化，其电流往往能稳定在某一水平上，具有容易发生不是太大、很难发现、不知所措、长期存在的特点。其循环规律是: 接地电流增大接地处加温变干接地电阻变大， 接地电阻变小接地处降温侵湿接地电流变小。 又由于过流保护装置的整定值，比接地故障电流值大得多，所以对绝大多数接地故障往往不起作用。因此说故障接地具有隐蔽性。2 低压配电网的人为接地2·1主观目的 人为接地，是指为了达到预期目的，故意将配电网接地，主要指配电变压器低压侧中性点接地。有关资料和人们的传统认识泰明，中性点接地的目的通常是: (1

47、)为了将配电网相线对地电压衡定为相电压，称稳定配电网。 (2)为了增大故障电流，用过流保护装置检查配电网接地故障。 (3)为了使用漏电保护器。 (4)为了防止低压配电网中性点偏移。 (5)为了一相一地用电。2·2 电气特征 人为接地，必然是可靠接地，接地电阻小，载流大，具有极大的破坏性: (1)为发生触电漏电事故刨造了条件: 由于中性点接地，地就戊为电源的一极，地与人、畜密切相关，一旦触电，会立即造成严重后果。配电网出现接地故障，接地电流大，容易引发漏电火灾事故。可见，配电网中性点接地本身就是严重的事故隐患。 (2)人为接地掩盖故障接地: 配电网中性点接地，相当于全电网 (通过变压器

48、线圈和配电网负载)都接地，即由于中性点接地，使本来已经具有隐蔽性的接地故障，更难判别、查找和排除，因此说，人为接地掩盖故障接地，形成接地故障积累，加速配电网劣化。 (3)招引雷灾:配电网中性点接地，就是零地合一，当发生直击 (空地)雷时，配电网相、地 (即零)之间电压突升，把雷电压引人配电网相、零线之间，损坏用电设备，尤其是电子设备。 (4)人为接地，使漏电保护器起不到应有作用。 (5)由很多人为接地和故障接地组成了一个巨大的 "共地电系统"，会带来 "多电源共地"的后果既存在大量同系统异线同时接地，后果是: 1造成巨大的电能浪费: 不管是人为接地还是故

49、障接地，必然造成巨大的电能浪费。具了解配电网的电能损耗情况中公用低压线路损耗约20%(其中接地损耗约5%)，从用户缴费可以看出，对低压配电网的接地损耗，虽然还无法准确统计，但可以通过供电公司的低压供电考核计量与低压用户的缴费计量的比较来统计。通过中性点接地与否，以及使用监控器与否的比较，证实在配电网中性点不接地并使用监控器情况下，可减少电能损耗约5%-8% ，如把用户段的接地损耗都考虑在内，整个低压配电网的接地损耗应该不会小于5% 。以此推算，全国每年的接地损耗可达几百、甚至上千亿千瓦时。拆除低压配电网中性点的接地线，监控和及时排除接地故障，就可以避免大量的电能浪费。可见，解决低压电网的接地问

50、题，是一个很值得关注的节电举措。 2带来安全问题: 多年来，在预防触电漏电事故方面，尽管作了大量工作，但触电伤亡·漏电火灾等事故在低压配电网中仍居高不下已是不争的事实。 3产生电污染: 由于人为接地和故障接地，把共地的各电源联成闭合回路。各接地点间的连接阻抗的大小、性质很复杂。系统内各电源的频率、振幅、初相、波形也千差万别。总之，只要有电位差，就会有电流，首先会对大地造成电、磁、热污染。同时，在一定条件下，还可能引起电源波形奇变，产生谐波干扰，造戊配电网监控装置的误测、误判、误报、误动、甚至谐振事故。由此看来，很多难以解释的电污染现像。与配电网接地密切相关。 4增加配电网管理难度:

51、由于大量的人为接地和故障接地并存于同一个 "共地电"系统中，接地故障、配电变压器低压线圈、配电网负载等相并联，构成了闭合回路，使配电网故障现象复杂化，很难检测、判别、查找和排除，大大增加了配电网技术管理难度。在实践中，接地故障现象非常怪异，很难判别、查找的配电网故障，往往与接地有关。看来，这种 "电源共地"现象不容忽视，而消除 "电源共地"现象的主要办法是加强监控和排除配电网接地。3 漏屯保护器 漏电保护器有三个技术特征:一是使用保护器时，配电网中性点必须接地，以形成检测通道。二是用电流互感器作为传感器，检测配电网接地信息。三是配电网

52、N线接地，保护器不动作。经调研发现，就是因为这三个技术特征 (主要是配电网中性点接地)，使漏电保护器产生了严重的频动、拒动，最终导致大多数失效。3，1频动 是指漏电保护器动作太频繁。频动包含该动、误动两个万面: 该动是指配电网出现了接地，漏电保护器应该动作。该动有两种情况:一是人畜触电动作，占极少数<10%。二是配电网出现接地故障动作，占大多数卜90%。由于配电网中性点人为接地和故障接地的必然性、多发性、隐蔽性，使漏电保护器动作的机会很多。 误动是指本来配电网没有接地，漏电保护器不该动而动作了。误动也有两种情况:一是电磁干扰可以使检测互感器产生非漏电信号，造成电磁干扰误动，约50%。二是

53、由于配电网中性点接地、配电网对地分布电容和电源开关断口不同步等原因，在电源投切时，通过分布电容的人地电流，使检测电流相量 (应为零)瞬间偏移约50%，造成误动。 可见，配电网中性点人为接地和故障接地的电气特征，决定了漏电保护器必然频动。由于配电网中性点接地，必然加剧电磁干扰和检测电流相量瞬间偏移误动。显然，配电网中性点接地是引起漏电保护器频动的根本原因。3。2拒动 是指配电网出现接地故障了，漏电保护器该动而不动。拒动有两种: 首先是剩余电流分流拒动。 即当漏电保护器以下的配电网中性线发生接地故障时，保护器不动作，接地故障很难被发现和排除，这时，如果相线再出现接地故障，接地电流会通过中性线的接地

54、故障点回零，减少检测互感器的剩余电流，造成分流拒动。 其次是失效拒动，有两种情况: 一是人为失效，即由于漏电保护器的频动，严重影响正常用电，用户不耐烦，将漏电保护器解除运行或者损坏，由此造成的漏电保护器失效达50%以上，这是漏电保护器存在的主要问题之一。 二是自然损坏失效，主要是由于配电网中性点接地，将雷电引人到配电网相、零线之间，击坏漏电保护器电路板，致使漏电保护器损坏。拒动失效的分解如下:拒动剩余电流分流拒动约30%保护器失效，人为损坏退出拒动约70%。运行约70%，自然损坏约30%。 拒动失效的原因: 配电网中性点接地，掩盖中性线接地，导致漏电保护器剩余电流分流拒动，形成潜在危险;中性点

55、接地，把雷电引人电网，造成漏电保护器损坏失效;中性点接地，引起频动，导致人为解除运行、损坏失效。这些都证明，中性点接地，是道成漏电保护器拒动、失效的根本原因。 几十年来，为了安全用电，在工厂等重要场合，由于漏电保护器频动，基本没有使用。在农村，由于严重影响正常用电、雷击和仍然经常发生触、漏电事故等原因，大多数漏电保护器被解除运行或损坏，名存实亡。3·3漏电保护器在应用中的技术问题 现实说明漏电保护器在过于强调配中性点接地的低压配电网中，在技术上是有问题的: (1)使用漏电保护器的配电网中性点必须接地，而中性点接地，又必然造成漏电保护器频动、拒动、失效，这样就把漏电保护器陷入到一个自相

56、矛盾，不能自拔的怪圈。 (2)由于配电网中性点接地，既使用上漏电保护器，也是先电人，后保护，可见，该技术在严密性、可靠性方面是有缺陷的，使用实践证实，其适用范围是有限的。 (3)由于配电网中性线接地 (很难避免)，造成剩余电流分流拒动，使看来不"频动"的漏电保护器早已"失效"，潜伏了更大的危险。越在需要保护 (如潮湿)的场所，漏电保护器的频动、拒动、失效会越严重，看来其实用价值也是有限的，应予以重新评估。4 配屯网中性点接地的目的是否合理。能否实现 (1)将配电网中性点接地，相线对地电压就一定是相电压，可以防止震荡，配电网稳定。追求配电网稳定是对的。不过

57、，所谓配电网稳定，应当是配电网电压稳定，而不是配电网对地电压稳定。很明显，中性点接了地的配电网，无论是相电压、线电压还是配电网对地电压，都很容易因受低阻抗接地故障的影响或直击 (空地)雷的袭击而波动。而中性点不接地的配电网，不存在上述情况。当中性点不接地的配电网出现相线接地时，另外两相对地电压就升高为线电压，对安全不利。但，如果能保持配电网不接地，配电网地电压则低于相电压，更有利于绝缘和安全。 再者，标准规定的绝缘水平 (低压配电网的线间、对地都是卜20OOV)，完全能够满足线电压的需要。无疑，中性点不接地的配电网要稳定得多。 (2)认为配电网中性点接地，可以增大相线接地故障电流，保证过流保护

58、装置可靠工作，及时切断电源，保证安全。既使在中性点接地情况下，绝大多数接地故障电流仍然远小于过流保护装置的整定值 (几十安培以上)而大于30mA电流就可能把人电死，几百毫安的电流就可以造成火灾，所以，过流保护装置对绝大多数接地故障不起作用，反而由于配电网中性点接地，增大了故障电流，更不安全。 (3)如果配电网中性点接地，同时使用漏电保护器，能解决低压配电网的接地保护和接地损耗问题，当然好，但理论分析和多年大面积的使用实践证实，中性点接地使大多数漏电保护器失效，那么，为此的配电网中性点接地的意义也就不复存在了 (4)凡间起低压配电网中性点为什么要接地，不少业内人士随口就解释说:为了防止配电网中性

59、点偏移，为了稳定电网。似乎已成为常识。 其实，这是误解。%解决配电网中性点偏移问题，主要靠电网三相负载尽量相等，其次是配电网中性线电阻要尽量小。电网稳不稳定，中性点偏不偏移与配电网中性点接不接地没有直接关系。 还有的认为，中性点接了地，可以防止因断中性线造戊负载电压转移，损坏用电设备。这也是误解，事实上，它与中性点接不接地没有关系，只要断中性线，中性点接不接地都可能发生损坏用电设备事故。为了避免这种事故的发生，有些低压配电网将中性线多点接地或增加PE线，这实际上是把大地作为第二导线，使配电网减少失去中性线的机会，这种办法确实有效。但，会因此使配电网无法进行接地监控和保护，况且标准中也没有中性线

60、重复接地这种型式。 在容量很小，线路细长的过去，用中性线重复接地的办法来防止断中性线带来的事故，是可以理解的。但在大容量、大线径、短距离线路，过压、过流保护装置齐全有效，发生断中性线的机率很低的今天，如果因此失去接地监控和保护，给配电网带来不安全、电能损耗。难管理、电污染等问题，就太不划算了。 (5)在上世纪五、六十年代，为了节约配电网建设投资，曾采用-火一地供电万式，由于损耗大、不安全，早就不用了。却因此给人们留下一个习惯认识，认为配电网接地是必须的，这也是人们习惯于中性点接地的原因之一。至今还有人-火一地用电，例如在池塘里电鱼，在公用线上偷电、放电等。低压配电网中性点接地给这些不法行为提供

61、了方便。可见，强调低压配电网中性点一定要接地的理由是不充份的，上述中性点接地的目的也是不能实现的。5 低压配电网中性点接线方式可迅速判断、查找和排除配电网接地故障，保持配电网N、A·B、C都不接地。可见中性点不接地的配电网好管埋。 当配电网偶然出现接地故障时，只是形成配电网事故隐患，尚禾形成事故，还可以运行，可以在配电网运行情况下判断、查寻接地故障的位置，减少停电时间。 偶然发生触、漏电，形不成大电流，可以大幅度降低人身触电伤害程度和产生漏电火灾的可能性。可以大幅度减少配电网接地损耗，使配电网更节电。 各配电网间没有低阻抗连接，相互独立，互不干扰，净化配电网，可大幅度减轻配电网间的相互污染和配电网对大地的污染。 当配电网偶然出现接地故障或遭到直击 (空地)雷袭击时，配电网电压不会出现大的波动，供电更稳定。由于中性点不接地，绝缘件承受电压低，对防污闪，延长配电网寿命有好处。 国家标准B13955中，规定低压配电网可采用的接线形式有五种，其中有两种 (TN-S、IT)中性点不接地;1978年电力部颁发的农村低压电力技术规程第124条，19