中性点接地方式

三、10kV系统中性点小电阻接地可以有效解决不接地或经消弧线圈接地系统的问题
电力系统过电压分为暂态过电压、操作过电压和雷电过电压3类。引起10kV系统过电压的原因有单相接地故障、铁磁谐振、电网开关操作等。其中，单相接地故障的概率最大。
为了说明问题，分别对10kV系统中性点不接地、经消弧线圈接地、小电阻接地的正常工作及单相接地时的工作状态进行定性分析。
2.采用中性点经消弧线圈接地的方法较难抑制电容电流。为了抑制电容电流，往往采取中性点安装消弧线圈的方法。其基本原理是利用单相接地产生的零序电压，使消弧线圈出现电感电流，与线路电容电流的相位相反，来抵消电容电流。电容电流是采用消弧线圈来补偿的，使残余电流<10A，但实际很难做到，其原因主要有：
1.10 kV系统中性点不接地系统在正常状态下的电压参量如图1(a)、(b)所示。L3发生接地故障时的电压参量如图1(c)、(d)所示。从图中可得到如下结论：(1)正常工作时，线间的电压Um=10√2kV，每相的对地电压在不考虑泄漏电流及对地电容电流基本平衡时，可认为处于对地悬浮状态。(2)假设某一相发生接地故障时，其他两相的对地电压值亦达到Um。经测定，10kV中性点不接地系统中，单相接地的过电压值可达到4.76～8.13Um；在切除单相接地故障时，产生的过电压数值也很高，超过4.1Um。
(1)消弧线圈的过补偿应为10％。若电容电流为150A，则残余电流为150×10％=15A，该电流>10A，不能熄灭电容电流。若脱谐度为3％，则残余电流为150×3％=4.5A，这样电容电流能自动熄灭。但此时脱谐度过小，中性点位移电压超过了安全电压的15％。
(2)电缆长度在不断变化，很难及时调整消弧线圈的参数，以达到计算要求的配合度。
(2—1)
K=(95+1.44S)／(2200+0.23S)
式中：UN——电缆线额定电压；
L——电缆长度；
S——电缆芯线截面面积(mm2)。
10kV电缆线路的单相接地电容电流每km为1.0～1.5 A，而架空线的电容电流仅为电缆的3％。电缆线路代替架空线，使得电容电流剧增，造成了单相接地故障的电弧电流过大。电缆的接地故障是非自复性故障，如不切除故障点，只能使电缆损坏加大，事故扩大。因此，在中性点不接地系统中，不允许单相接地故障持续2h以上。在小电阻接地系统发生接地故障时，零序保护可以在0.2～2.0S内动作，将电源切除，对防止电缆故障的扩大是很有利的。同时还大大降低了接触故障部位的机会，从而减少了人身触电伤亡的机会。

3.小电阻接地系统在正常状态下的电压参量，如图3(a)、(b)所示。L3发生接地故障时的电压参量如图3(c)、(d)所示。从图3中可得出如下结论：(1)在正常工作状态下，线间的电压值为Um。每相的对地电压值为Um。(2)在单相接地时，其他两相的对地电压不变，均为Um。
4.10kV系统中性点小电阻接地系统具有有效抑制各种过电压、提高系统安全水平和降低人身伤亡事故等优点，比较适用于单相接地故障电容电流IC>30A、瞬时性单相接地故障较少、以电缆线路为主的配电网。
四、结 语
正确选择中性点的接地方式，是优化电力系统运行特性的前提。随着城市配电网中电缆线路的发展和线路保护的日益完善，城市中配电网逐渐推广采用小电阻接地方式。中山供电局变电站10kV系统目前全部采用消弧线圈接地方式。经过城网改造后，中山供电局城区变电站出线大多以电缆为主。根据调度运行经验，瞬时性单相接地故障也比较少。应用10kV系统中性点小电阻接地系统可有效解决经消弧线圈接地系统存在的问题。
二、10kV系统中性点不接地或经消弧线圈接地应注意的问题
1.线路电容电流过大不能自熄时，必须切断电源。电网的单相接地电容电流主要由线路和电力设备两部分的电容电流组成。由于电力设备的电容电流远小于线路的电容电流，往往忽略不计，故10kV电缆线路的单相接地电容电流约为：
IC=KUNL
在我国的10kV配电系统中，中性点接地方式主要有：不接地方式(小电流接地)、经消弧线圈接地方式(大电流接地)和小电阻接地方式(大电流接地)。当接地故障电容电流<10A时，采用中性点不接地系统；当接地故障电容电流>10A时，采用经消弧线圈接地或小电阻接地电地系统。不同中性点接地方式的综合评价如表1所示。
一、中性点接地方式 中性点直接接地系统，如果人触到了一根相线，人就会造成单相触电。这个时候人就相当于一个负载，电流从火线经人体（负载）经大地流回变压器中性点。这样的触电是相当危险的，就算人触死了断路器也不会跳闸，因为断路器对人身发生的触电将不能进行保护，关于这一条，断路器说明书上讲的很清楚。如果人触电断路器能跳闸，人还装漏电保护开关干嘛？就是装了漏电开关，人触电也不一定会跳闸，漏电开关对两线引起的触电事故是不能进行保护的。这个可能你们不会知道吧。将电源变压器或者发电机的中心点引出后与电网连接，而电网的接地电阻有保持在符合设计规定的范围内，就是中心点直接接地系统。目前380/220V供电系统、110KV以上电压的输电系统，基本都是中心点直接接地系统。在380/220V中采用中心点直接接地，是为了保证任意一根火线在故障时，对地的电压都是220V，从而保证人身安全。而不会像不接地系统那样，一旦一根火线接地，其他两根火线对地电压就上升到380V了。而在110KV及以上的高压、超高压输电系统中采用中心点直接接地，可以将电气设备的对地绝缘电压固化在相电压，而不是线电压，从而降低电气设备的制造难度和造价。中性点直接接地方式，即是将中性点直接接入大地。该系统运行中若发生一相接地时，就形成单相短路，其接地电流很大，使断路器跳闸切除故障。这种大电流接地系统，不装设绝缘监察装置。
2.经消弧线圈补偿的接地方式，如图2(a)、(b)、(c)所示。图2中C1、C2是L1、L2相的对地电容，L3通过R发生接地故障。假设消弧线圈自身电抗很大，通过它的电流滞后于加在线圈的电流，相位相差近90°。这样，IN就与IC1、IC2相量的矢量合相抵消。理想的结果是：IN+IC1+IC2=0。那么，在R上将没有C1、C2电容电流通过，IR将会很小。
(3)无法抑制线路电容中的谐波分量。有些城市电网谐波电流占的比例达5％～15％，仅谐波电流就可能远大于10A。
(4)过电压击穿事故频发，危及供电安全。在10kV中性点不接地系统中，如果发生单相接地故障，会产生弧光重燃过电压，这将造成电气设备的绝缘损坏，或开关柜绝缘子闪络，电缆绝缘击穿。这种现象在10kV电网中会频频发生，危及供电安全。
中性点直接接地系统产生的内过电压最低，而过电压是电网绝缘配合的基础，电网选用的绝缘水平高低，反映的是风险率不同，绝缘配合归根到底是个经济问题。
中性点直接接地系统产生的接地电流大，故对通讯系统的干扰影响也大。当电力线路与通讯线路平行走向时，由于耦合产生感应电压，对通讯造成干扰。
中性点直接接地系统在运行中若发生单相接地故障时，其接地点还会产生较大的跨步电压与接触电压。此时，若工作人员误登杆或误碰带电导体，容易发生触电伤害事故。对此只有加强安全教育和正确配置继电保护及严格的安全措施，事故也是可以避免的。其办法是：①尽量使电杆接地电阻降至最小；②对电杆的拉线或附装在电杆上的接地引下线的裸露部分加护套；③倒闸操作人员应严格执行电业安全工作规程。我国110kV及以上电网一般采用大电流接地方式，即中性点有效接地方式（在实际运行中，为降低单相接地电流，可使部分变压器采用不接地方式），这样中性点电位固定为地电位，发生单相接地故障时，非故障相电压升高不会超过1.4倍运行相电压；暂态过电压水平也较低；故障电流很大，继电保护能迅速动作于跳闸，切除故障，系统设备承受过电压时间较短。因此，大电流接地系统可使整个系统设备绝缘水平降低，从而大幅降低造价。 6～35kV配电网一般采用小电流接地方式，即中性点非有效接地方式。近几年来两网改造，使中、小城市6～35kV配电网电容电流有很大的增加，如不采取有效措施，将危及配电网的安全运行。 中性点非有效接地方式主要可分为以下三种：不接地、经消弧线圈接地及经电阻接地。