浅析电力系统中性点接地方式

长城电工

浅析电力系统中性点接地方式

前言
接地，一个耳熟能详的词语，虽然很普通，可其中蕴含丰富的知识。中性点接地，生活中无处不在，但伸出手来，却仿佛感受不到，知其然更需知其所以然。今天让我们一起来探寻电力系统中性点接地的秘密。


一、基本概念
电力系统中性点是指三相绕组作星形连接的变压器和发电机的中性点。
三相交流电力系统中性点与大地之间的电气连接方式，称为电网中性点接地方式。
中性点接地方式涉及电网的安全可靠性、经济性；同时直接影响系统设备绝缘水平的选择，过电压水平及继电保护方式，通讯干扰等。

二、基本接地方式
我国电力系统广泛采用的中性点接地方式主要有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地及中性点直接接地三种。
1.中性点不接地
当中性点不接地系统发生单相接地故障时，故障相电压为零。非故障相相电压上升为线电压，为原来的 1.732 倍。但线电压不变，对电力用户没有影响，系统还可以继续供电，一般可允许继续运行两个小时，此期间应发出信号，由工作人员尽快查清原因并解除故障，使系统正常运行。

故当线路不长、电压不高时，接地电流较小，电弧一般能自动熄灭，特别是35kV及以下的系统中，绝缘方面的投资增加不多，而供电可靠性较高的优点突出，所以中性点宜采用不接地的运行方式。
当电压高、线路长时，接地电流较大。可能产生稳定电弧或间歇性电弧，而且电压等级较高时，整个系统绝缘方面的投资大为增加，上述优点便不存在了。
2.中性点经消弧线圈接地
单相接地时，当接地电流大于 10A 而小于 30A 时，有可能产生不稳定的间歇性电弧，随着间歇性电弧的产生将引起幅值较高的弧光接地过电压。该方式就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补偿线路接地的电容电流，使流过接地点的电流减小到能自行熄灭的范围。

中性点经消弧线圈接地，保留了中性点不接地方式的全部优点。由于消弧线圈的电感电流补偿了电网接地电容电流，使得接地点残流减少到 5A 及以下，降低了故障相接地电弧恢复电压的上升速度，以致电弧能够自行熄灭，从而提高供电可靠性。
3.中性点直接接地
对于高压系统，如 110kV及以上的供电系统，电压高，考虑成本的条件下，设备绝缘不会设计得很大。如果中性点不接地，当单相接地时，未接地的两相就要能够承受1.732倍的过电压，瓷绝缘子体积就要增大近一倍，原来1米长的绝缘子就要增加到1.732米以上，不但制造起来很难，安装也是问题，会使成本大大增加；另外110kV及以上系统由于电压高，杆塔的高度同样也高，出现单相接地的概率较小，即使出现了接地跳闸，也不会影响多少供电可靠性，因而从投资的经济性考虑，在 110kV及以上供电系统，我们多采用中性点直接接地。

在低压 380/220V 系统中，有许多单相用电设备，如果中性点不接地运行，则发生单相接地后，有可能未接地相电压升高，会因过电压烧毁家用电器，从安全性考虑，我们必须采用中性点直接接地系统，将中性点的对地电位固定为零，这样也可以很容易地取得相电压。
三、总结
1.中性点不接地
∨
适于3~60kV系统中使用
优点：这种系统发生单相接地时，三相用电设备能正常工作，允许暂时继续运行两小时，因此可靠性高。
缺点：这种系统发生单相接地时，其它两条完好相对地电压升到线电压，因此绝缘要求高，增加绝缘费用。
2.中性点经消弧线圈接地
∨
适于3~60kV系统，可避免电弧过电压的产生
优点：除有中性点不接地系统的优点外，还可以减少接地电流；
缺点：类似中性点不接地系统。
3.中性点直接接地
∨
适于110kV及以上或380V以下低压系统
优点：发生单相接地时，其它两完好相对地电压不升高，因此可降低绝缘费用，保证安全。
缺点：发生单相接地短路时，短路电流大，要迅速切除故障部分，降低了供电可靠性。