浅析中性点经消弧线圈接地方式

发表时间：2018-10-22T16:02:21.103Z 来源：《电力设备》2018年第18期 作者： 廖苑晰

[导读] 摘要：电力系统的中性点指的是发电机或者是变压器的中性点，从电力系统运行的安全性、经济性、可靠性以及人身安全等层面来考虑，通常采取的是经消弧线圈接地的具体运行方式。

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摘要：电力系统的中性点指的是发电机或者是变压器的中性点，从电力系统运行的安全性、经济性、可靠性以及人身安全等层面来考虑，通常采取的是经消弧线圈接地的具体运行方式。所以，对于该种运行开展理论层面上的研究与分析就显得非常关键。 关键词：中性点；经消弧线圈；接地方式 1.引言

我国的配电网中性点重点采取三种接地方法：中性点不接地（对地绝缘）、中性点经电阻接地以及中性点经消弧线圈接地。配电网在以往大多数采用的是中性点不接地的运行方式，以往的供电网络结构比较简单，系统的容量也不大，输电线通过架空线为主，因为受到大风、树叶以及雷击等因素的影响，单相接地故障是配电网当中产生概率最高的一种故障，并且通常是可以恢复的故障。因为中性点不接地，即便是发生了单相金属性永久接地或者是稳定电弧接地，依然可以不间断进行供电，这是该种配电网的优势所在，这样能够很好的确保供电的可靠性。但是伴随着我国供电系统的改造，电缆线路在不断的增多，配电网的接地电容在到达一定的数值之后，配电网的供电可靠性将会受到一定的威胁。首先，在配电网产生单相接地的时候，接地电容的电流比较大，电弧难以熄灭，或许会发展成为相间短路；其次，在产生间歇性弧光接地的时候，容易产生弧光接地过电压，进而对整体配电网产生威胁。为了改善这些问题，配电网中性点经消弧线圈接地是一项非常科学的对策，通过消弧线圈带来的感性电流来补偿故障点的电容、电流，使得配电网在产生单相接地故障的时候电弧可以在瞬间熄灭。

2.中性点经消弧线圈接地特征

配电网中性点经消弧线圈接地是通过消弧线圈所带来的感性电流来对故障点的电容与电流进行补偿的，一定要采取过补偿的运行方式，即消弧线圈的感抗应该低于电网对地的容抗，这样可以利用调整消弧线圈分接头的方式实现。因为人为的加设一个比电网接地电容电流稍微大一些、相位差是180°的电感电流，电容电流就可以被电感电流所补偿，通过接地故障点的电流，仅仅是补偿之后数值很小的残存电流，具备下述的特征：

（1）配电网的运行可靠性较高。在产生单相接地故障的时候，单相接地故障的电流比较小，相间电压仍旧是对称的，不会影响到电网的继续运行。通常来说允许带故障运行2h，这样就能够强化供电的可靠性。

（2）对于瞬时性单相接地闪络可以自动熄弧。因为故障电流比较小，使得接地电弧无法维持而立刻自动熄灭，能够有效的防止瞬时性接地朝着永久性接地故障的转变。

（3）可以把单相接地的过电压控制在2.5倍相电压之下。补偿电网因为采取的是过补偿运行的对策，经过长时间的运行经验可以知道，脱谐度小于等于10%。

3.中性点经消弧线圈接地系统的设备选择 3.1消弧线圈容量以及分接头的选取

消弧线圈的容量需要结合系统单相接地故障时候电容电流的大小来明确，并且应该留有一定的裕度，进而适应系统将来的发展以及迎合设备裕度的规定等，消弧线圈应该防止在谐振点运行。通常应该把分接头调谐至接近谐振点的位置，进而来提升补偿的成功率。为了方便运行谐振，选取的容量应该接近于计算数值。消弧线圈的分接头数目应该符合调节脱谐度的规定，接在变压器中性点的消弧线圈分接头数目通常不能小于5个，接在发电机中性点的最好不小于9个。 3.2中性点位移电压校验

中性点的位移电压跟电网的不对称电压、电网的阻尼率、消弧线圈的脱谐度相关联。在电网形成之后，其不对称的电压基本上就是固定值，为了确保在单相接地的时候能够有效的抑制弧光过电压的产生，规定消弧线圈的脱谐度应该在 ±5%的范围当中，这样以来就只有改变阻尼率进而改变位移电压，所以应该在消弧线圈当中串入电阻，进而确保阻尼率，控制好中性点的位移电压。在低压电网当中因为中性点不对称电压比较小，为了提升测量的精准度，可以使用特制的中性点专用互感器进而提升检测的灵敏度。 3.3接地变压器的选择

消弧线圈接入到系统当中一定要有电源中性点，然后在其中性点上接入消弧线圈，在产生单相接地故障的时候，经过变压器的三相同方向的零序磁通，流过空气以及油箱壁绝缘油等介质进而形成闭合的回路，在邮箱铁芯等部位产生额外的损耗，该种损耗是不均匀的，一定会形成局部过热的情况，进而影响到变压器的正常运行以及使用期限。因此，接入到该种类型接地变压器的消弧线圈容量不应该超出变压器容量的20%；为了能够符合消弧线圈接地补偿的需求，同时也符合照明与动力混合负载的需求，可以采取Z型接线的变压器。因为变压器高压一侧采取Z型接线，每一相绕组是由2段所构成的，并且分别处在不同相的铁芯柱上，2段线圈通过反极性的方式连接，零序阻抗是十分小的，它的空载损耗会变低，变压器的容量有95%可以被采用，并且还可以调整电网的不对称电压。由此可以知道，使用Z型接线的电压器作为接地变压器是一种非常好的选择。接地变压器的容量需要跟消弧线圈的容量相互配合。在接地变压器只带有消弧线圈而没有二次负载的时候，接地变压器的容量跟消弧线圈的容量相同即可；如果接地变压器除了带消弧线圈之外，还作为所用变压器利用的时候，接地变压器的容量就应该大于消弧线圈的容量。 4.中性点经消弧线圈接地方式的作用探讨

中性点经消弧线圈接地的10kV配网系统，有时候也被称之为谐振接地系统，由于消弧线圈是一种补偿装置，所以又可以称其为补偿系统。补偿电网中性点设立消弧线圈，重点的目的就是使得电网在产生单相接地故障的时候接地电弧可以自动瞬间熄灭。而消弧线圈能够发挥这个作用，重点是从下面两点进行考虑： 4.1降低接地故障电流

消弧线圈的电感电流补偿电网当中的接地电容电流，导致故障点的接地电流变成了数值明显降低的残余电流，这样就制约了接地故障电流的破坏效果。在残流过零的时候电弧就可以熄灭，使得残余电流的接地电弧容易熄灭，防止故障的扩大。

4.2降低故障相恢复电压的幅值以及初速度

因为消弧线圈的效果，在残流过零熄弧之后，减小了恢复电压的幅值以及初速度，增加了故障相电压的恢复所需时间，并且制约了恢复电压的最大值，进而能够防止接地电弧发生重燃，进而实现彻底熄弧的目标。因为接地故障电流的降低，有效的制约了接地电流以及电弧的空气游离、热效应等毁坏效果，使得故障点介质绝缘的恢复速度极易超出故障相电压的恢复速度。所以，接地电弧就能够彻底熄灭，补偿电网也就可以在瞬间恢复正常运行。为了使得接地电弧可以在瞬间熄灭，消弧线圈一定要具备良好的调节性能。 5.中性点经消弧线圈接地方式的实效

当前，南海区电网的36座变电站已经有16座变电站的消弧设置采取了中性点经消弧线圈的方式进行接地。实际的运行效果表明，不论系统是高阻接地、母线接地还是金属性接地，消弧装置都可以正确动作，并且补偿时间短、残流比较小，选线正确能够很好的控制配电网线路单相故障朝着相间故障发展，能够有效避免故障扩展。同时，还可以结合具体需要对于故障线路开展跳闸处理。 6.结语

综上所述，伴随着配电网改造以及建设的加快，配电线路尤其是电缆线路的长度在增加，配电网的接地电容以及单相接地电流也在不断在增大。采取自动跟踪补偿的消弧线圈，能够有效的限制接地电容电流，使得瞬时接地故障能够自动消除而不会干扰供电。假如配备有自动选线装置，针对永久性的故障，可以正确选取出故障线路，并进行跳闸，可以不影响到其他非故障线路的正常运行。 参考文献

[1]刘明岩.配电网中性点接地方式的选择[J].电网技术，2004（16）.

[2]平绍勋,石健.10kV配网小电阻接地运行分析[J].高电压技术，2002（09）. [3]徐纪法.城市中低压配电网及其发展理念[J].中国电力，2001（12）. 作者简介：

廖苑晰(1985-)男，汉族，硕士研究生，工程师，主要从事电力系统变电检修工作。