电力系统10kV配电网接地方式探讨

电力系统10kV配电网接地方式探讨
摘要：在电力系统中，10kV配电网中性点接地是一个综合性的问题，它涉及到
的范围非常之广，而且在电力系统的设计与运行中，扮演着非常重要的角色。

目前，我国主要采用三种中性点接地方式：中性点不接地、经消弧线圈接地、经小
电阻接地。

关键词：电力系统；10kV；配电网；接地方式
引言
中性点不接地方式的主要特点是结构简单、投资较少。

发生单相接地故障时，故障相电
压降为零，非故障相电压升高1.732倍，流经故障点的电流是全系统对地电容电流。

系统对
地电容较小时，故障电流较小，系统可继续运行1～2h。

中性点不接地系统的根本弱点在于
中性点绝缘，电网对地电容储存的能量没有释放通道，弧光接地时易产生间歇性电弧过电压，对绝缘危害很大，同时容易引发铁磁谐振。

因此该方式不能适应配电网发展，已逐渐被经消
弧线圈接地和经小电阻接地方式取代。

经消弧线圈接地方式需要通过接地变压器提供中性点。

为避免出现谐振过电压，消弧线圈一般运行在过补偿状态。

发生单相接地故障时，故障电流
仅为补偿后的残余电流，可抑制电弧重燃，减少间歇性电弧过电压出现概率。

故障后可持续
运行一段时间，但在接地期间绝缘薄弱环节可能被击穿。

目前，我国大部分地区10kV配电
网均采用经消弧线圈接地方式。

1经消弧线圈接地系统中的主要问题
在市区供电公司10kV配电网中，约有80%为中性点经消弧线圈接地系统，20%为中性点
不接地系统，未来将全部改造为中性点经消弧线圈接地系统。

在经消弧线圈接地系统的运行
维护中，主要面临以下几方面的问题：第一，少数变电站10kV母线电容电流过大，超过
100A，消弧线圈长期欠补偿运行，发生线路单相接地后消弧线圈容量无法完全补偿电容电流；第二，部分10kV母线全部为电缆出线或以电缆出线为主，且电缆沟运行环境普遍恶劣，电
缆绝缘水平降低。

线路单相接地后系统中性点电压升高，容易引起电缆沟内电缆绝缘击穿，
甚至演变成同沟多起电缆事故，扩大事故范围；第三，部分变电站接地选线装置应用效果不
理想，仍然要依靠线路轮切查找接地线路。

由于城市内重要用户较多，用户停电协调较困难，系统接地时间比较长，设备长时间经受过电压，薄弱环节易击穿。

就有出现过10kV系统接
地过程中发生设备损坏、线路跳闸以及多条线路故障跳闸等情况。

2经小电阻接地系统存在的问题
经小电阻接地系统能快速切断故障，瞬时故障下能通过重合闸快速恢复供电，但是无论
发生瞬时接地故障还是永久接地故障，只要故障电流和故障时间达到零序保护整定值，保护
都会出口跳闸，因此会降低供电可靠性。

在经小电阻接地的情况下，运行人员需要了解小电
阻接地系统原理特点，对可能出现的零序保护误动、拒动等问题有清醒的认识，在正常情况
下调整运行方式时注意接地电阻的调节，在零线保护越级跳闸时能快速、合理处理。

2.1防止零序保护误动、拒动
在经小电阻接地方式下，发生接地故障时，流过线路的电流较大，此时如果保护拒动，
那么容易击穿线路的绝缘薄弱部分，对设备造成损坏，扩大事故范围。

如果配电网络线路有
轻微的接地故障（如电缆绝缘损坏、异物触碰架空线、线路避雷器有故障等），接地电流达
不到零序保护的整定值，故障不能靠保护切除，而需要人工轮切线路来排除，这样就扩大了
停电范围，降低了供电可靠性，同时也延长了切除故障的时间，增大了单相接地故障发展成
为相间短路的可能性。

如果保护定值设置不合理或零序CT选用不当，也可能引起零序保护误动或拒动。

零序电流互感器的质量、精度和安装是否正确，对于零序保护的可靠性和选择性具有决定性的意义。

保护级零序电流互感器的选择应在相应的保护配置下满足一定的测量精度要求，并具有一定
裕度，以保证保护装置运行的可靠性。

2.2快速合理处理越级跳闸事件
在难以预防越级跳闸的情况下，必须快速、合理处理越级跳闸事件，尽快排除故障，缩
短停电时间。

经小电阻接地系统的越级跳闸，一般是接地变零序保护启动的主变低压侧开关
跳闸。

此时，通常存在接地变零序保护启动、备自投闭锁、馈线和电容器零序保护启动等，
如果馈线和电容器等保护都没有启动，那么就要注意母线是否存在故障，在确定故障原因后
要尽快隔离故障点，恢复其它无故障设备的运行。

2.3调整运行方式时应注意接地电阻调整
调整10kV负荷时应考虑接地变的装设位置，防止母线失去中性点接地，或因方式变化而使接地电阻值发生大的变化。

一般２台中性点经小电阻接地的接地变不能长时间并列，只有
在倒闸操作的过程中才允许短时间并列，如果操作时因设备、天气等原因造成操作中断或大
幅延长操作时间，那么就要考虑接地点调整。

在系统发生故障时，10kV备自投动作，需要考
虑10kV中性点是否合理，是否需要手动退出中性点，以防止接地电阻过小造成保护误动或
故障电流过大损坏设备。

3如何对中性点的接地方式进行选择
3.1分析配电网的结果，因地而异
对于在选择10kV配电网中性点的接地方式时，并没有一个万能的方案，这需要我们具体问题具体分析，即在进行选择之前，应该对当地的配电网结构做一个深入了解及分析，尤其
要格外留意电网的规模以及其他参数，包括电流峰值、电压等等，我们只有参照这些数据，
才能选择出最合适的中性点接地方式。

我们所选择的接地方式在电网运行中不会产生接地故障，防止给电网带来严重的损害，并且还能自动对其他一些故障情况进行避免。

我们在对电
力系统进行设计之前，要将电力系统的实际运行状况考虑到其中，对接地方式作出合理的选择。

3.2要及时总结故障原因，避免要害
从我国目前的情况来看，很多大城市所应用的10kV配电网结构，已经能够满足人们在日常生产生活中的需要了，这些结构很少会出现严重的电网故障问题，但是在电网发展的进程中，对于出现的某些较为严重的故障问题，我们应该及时分析其发生问题的原因，并制定出
相应的解决办法，做好记录，以免下次出现同样的故障。

特别是当我们在现有的基础上，进
一步扩建或者改造电网时，更要重视导致故障出现的原因。

在接地方面，我们要对产生接地
故障的原因格外重视。

因为这些故障的存在很可能与我们选择的接地方式有关，假如在配电
网的运行中，某种接地方式出现了故障，我们就需要对其进行改进，或者选择其他合适的接
地方式，避免重蹈覆辙的情况发生。

4结语
总之，中性点接地方式选择关系到调度、变电、配网的各个方面，是涉及到配电网规划
设计和运行管理过程的基础性问题，对供电质量、继电保护、运行管理方式有根本性的影响。

中性点接地方式选择需要综合考虑技术和经济两方面的问题，应结合系统现状和发展规划进
行技术经济比较、全面考虑。

参考文献：
[1]黄海波.电力系统10kV配电网接地方式探讨[J].工程技术：引文版，2017（2）：00175-00175
[2]刘方，王勇.电力系统10kV配电网接地方式探讨[J].电气时代，2016（9）：58-60
[3]陈文浩，刘艳，刘方.电力系统10kV配电网接地方式探讨[J].电工技术，2015（12）：69-70
作者简介：
陈钊（1978.11.17-）；男；福建福州；汉；大学本科；工程师；电力系统自动化；国网
福州供电公司。