电力系统中性点接地方式

二、电力系统中性点接地方式

电力系统中性点接地属于工作接地，是保证电力系统安全可靠运行的重要条件，假如不接地就不能保证电气设备安全可靠工作，电力系统安全运行也就不能得到保障。

我国对电力系统中性点接地方式规定如下：110kV及以上系统采用中性点直接接地方式；35kV及以下系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式，但380/220V配电系统采用中性点直接接地方式。

1．中性点直接接地系统

三相交流电的三相绕组接成星形接线时，它的公共点称为中性点，中性点引出的线称为中性线。中性点有两种运行方式，一种是中性点运行中接地，这时中性点称为零点，零点引出的线称为零线。所以平时对380/220V配电系统中常称火线（相线）和零线，这没有错，因为配电系统中配电变压器中性点是接地的，火线与零线之间电压是220V，火线与火线之间电压是380V。中性点接地后其电位便是零电位，无论哪一相断线，其他两相永远是相电压，不会变为线电压，这样每相绝缘就可按相电压考虑，不必按线电压考虑。这对110kV及以上电力系统的经济意义是十分重大的，因为110kV以上电力系统有数量极多的电气设备，这些设备的绝缘都只要按相电压考虑，就使生产制造设备的成本大大下降，而且系统绝缘水平也只要按相电压考虑，所以从经济角度考虑决定，110kV及以上电力系统采用中性点直接接地方式，接地点数量可根据系统运行情况及接地短路电流情况确定。但是采用中性点直接接地方式后，运行中有一相接地时就构成单相接地短路，线路会自动跳闸，对供电可靠性就有影响，为此，在线路上一般都装有自动重合闸装置，线路接地等故障往往都是瞬时性的，例如：飞鸟、树枝、刮风及其他小动物等引起线路故障，但很快线路又恢复正常，所以装了自动重合闸装置后，断路器自动跳闸马上又自动重合一次，往往就可立即恢复送电。据运行统计，重合闸重合成功率达80%以上，这样对改善供电可靠性起到了很大作用。

中性点直接接地系统因为发生接地时构成单相接地短路，短路电流很大，所以中性点直接接地系统又称大接地电流系统。

目前世界各国对U_N＞220kV的电力系统，中性点均采用直接接地方式。美国、俄罗斯等国110～154kV系统也采用直接接地。

2．中性点不接地系统

电力系统中性点对地绝缘，这就是典型的不接地系统，如果发生单相接地，若不计元件对地的电容，则接地电流为零。实际上各元件对地都存在电容，特别是各相导体之间及相对地之间都存在沿全长均匀分布的电容，所以在不接地系统中发生单相接地时，会有电容电流存在，电容电流的大小决定于系统规模。一般在不接地系统中发生单相接地故障时，线路不会跳闸，不会影响送电。所以不接地系统最大的优点是供电可靠性相对较高。但不接地系统对绝缘水平的要求高，因为在不接地系统中发生单相接地后，相对地电压升高倍，所以系统的绝缘及电气设备绝缘都要按线电压考虑，在绝缘上的投资相应要增加。另外，系统网络规模比较大时，单相接地电容电流会很大，在接地点会产生很大的间歇电弧，会引起系统发生谐振过电压，损坏电气设备。所以当系统接地电容电流大到一定数值时，需装消弧线圈，中性点经消弧线圈接地。

3．中性点经消弧线圈接地系统

如上所述，在中性点不接地系统中，当电网规模较大时，发生单相接地时其接地电容电流较大，会产生严重的间歇电弧，引发系统产生很高的谐振过电压。为避免发生这种情况，应采取措施，通常是采用中性点经消弧线圈接地。消弧线圈是带铁心的电感线圈，用它补偿接地电容电流，达到减小接地电流、防止产生间歇电弧、避免发生谐振过电压、保护系统运行安全的目的。选择和装设消弧线圈时，一般采用过补偿方式。所谓过补偿方式就是使电感电流大于电容电流，只有这样才能在运行线路减少、线路对地电容减小、使电容电流减小的情况下也不会发生系统谐振。

一般在下列情况时，应装设消弧线圈，即中性点应经消弧线圈接地：

（1）发电机直配系统的接地电容电流大于5A时；

（2）20～60kV系统的接地电容电流大于10A时；

（3）6～10kV系统的接地电容电流大于30A时。

消弧线圈在电网中装设地点应符合下列要求：

（1）应保证电网在任何运行方式下，断开一两条线路时，大部分电网不致失去补偿。

（2）不应将多台消弧线圈集中安装在电网中一处，并应尽量避免电网中只装一台消弧线圈。

（3）消弧线圈宜接在Y/d或Y/Y/d接线的变压器中性点上。消弧线圈容量不应超过变压器三相总容量的50%，并不得大于三绕组变压器的任一绕组的容量。如果需将消弧线圈接于Y/Y接线的变压器中性点，消弧线圈的容量不应超过变压器三相总容量的20%。但不应将消弧线圈接于零序磁通经铁心闭路的Y/Y接线的变压器。消弧线圈选择时，其额定电压、补偿容量、分接头允许电流以及中性点位移电压都应符合要求。