配电网中性点不同接地方式的优缺点
关于配电网中性点不同接地方式的优点及可靠性探讨
关于配 电网中性 点不 同接地 方式的优 点及可靠性探 讨
．
王 云 霞
（ 坊 供 电 公 司 ， 北 廊 坊 ０５ ０ ） 廊 河 ６ ００
摘
要： 城市配 电网中性点不 同接地 方式的选择关系 到电网的安全可靠运 行。针对 中压 电网中性点不接地供 电网系 统的不断扩大 ， 合
障 。 为 此 ， 河 北 省 廊 坊 市 采 用 中性 点经 消弧 线 圈 接 地 方 式 在 在 我市 中压 电网 中广 泛应 用 。
（） 算 电容 电流 和 实 际 电容 电 流 误 差 较 大 ， 数 变 电 １计 多
站 是 电缆 和 架 空 线 混 合 的供 电 网络 ， 确 而及 时 的 掌 握 配 电 准 线 路 的长 度 是 很 难 做 到 的 ， 且 电 缆 型 号 繁 多 ， 位 长 度 的 而 单 电容 电流 也 不 尽 相 同 。 （） ２ 电缆 为主 配 电 网 的单 相 接 地 故 障 多 为 系 统 设 备 在 一 定 条 件 下 由于 自身 绝 缘 缺 陷 造 成 的 击 穿 ， 而 且 接 地 残 流 较 大 ， 其 是 当 接 地 点 在 电 缆 时 ， 地 电弧 为 尤 接 封 闭 性 电 弧 ， 弧 更 加 不 易 自行 熄 灭 ， 以 电 缆 配 电 网 的单 电 所 相 接地 故 障 多为 永 久 性 故 障 。
廊 坊 市 配 电 网供 电方 式 的实 际 情 况 看双 电源 供 电 方 式 ， 架 空 绝 缘 线 的 采 用 ， 网布 置 ， 环 运 行 方 式 ， 环 开 电缆 线 路 所 占 比 重 等 因 素造 成 了采 用 中 性 点 不 接 地 或 经 消 弧 线 接 地 方 式 的优 点不 突 出 。 目前 已改 小 电 阻 接地 方 式 的变 电站 实 际 从 运 行 情 况 分 析 ； 护 配 置 得 当 ， 不 降 低 供 电 可靠 性 。 保 可 影 响 供 电可 靠 性 的 因 素 有 很 多 ， 断 供 电可 靠 性 高 低 主 判 要 有 ３ 指标 ： 电频 率 、 电持 续 时 间及 少 供 电量 。 个 停 停 电缆 故 障 的 原 因 ， 从统 计 情 况 看 ， 要 是 绝 缘 老 化 、 主 电缆 质 量 、 力 破 坏 等 ， 般 都 是永 久性 故 障 ， 外 一 当发 生 接 地 故 障 时 不 应 带 故 障运 行 。从 实 际运 行 情 况 看 ， 以 电缆 为 主 的 配 电 在 网 中 ， 性 点 不 接 地 或 经 消 弧 线 较 接 地 方 式 下 ， 相 接 地 中 单 故 障 引发 的相 间 短 路 故 障较 多 。
中性点接地方式
1 中性点直接接地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。
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。
2 中性点不接地中性点不接地方式，即是中性点对地绝缘，结构简单，运行方便，不需任何附加设备，投资省。
适用于农村10kV架空线路为主的辐射形或树状形的供电网络。
该接地方式在运行中，若发生单相接地故障，其流过故障点电流仅为电网对地的电容电流，其值很小称为小电流接地系统，需装设绝缘监察装置，以便及时发现单相接地故障，迅速处理，以免故障发展为两相短路，而造成停电事故。
中性点不接地系统发生单相接地故障时，其接地电流很小，若是瞬时故障，一般能自动熄弧，非故障相电压升高不大，不会破坏系统的对称性，故可带故障连续供电2h，从而获得排除故障时间，相对地提高了供电的可靠性。
中性点不接地方式因其中性点是绝缘的，电网对地电容中储存的能量没有释放通路。
在发生弧光接地时，电弧的反复熄灭与重燃，也是向电容反复充电过程。
由于对地电容中的能量不能释放，造成电压升高，从而产生弧光接地过电压或谐振过电压，其值可达很高的倍数，对设备绝缘造成威胁。
中性点经电阻接地方式的适用范围及优缺点
中性点经电阻接地方式的适用范围及优缺点中性点经电阻接地方式，即是中性点与大地之间接人一定电阻值的电阻。
该电阻与系统对地电容构成并联回路，由于电阻是耗能元件，也是电容电荷释放元件和谐振的阻压元件，对防止谐振过电压和间歇性电弧接地过电压，有一定优越性。
中性点经电阻接地的方式有高电阻接地、中电阻接地、低电阻接地等三种方式。
这三种电阻接地方式各有优缺点，要根据具体情况选定。
对于用电容量大且以电缆线路为主的电力系统，其电容电流往往大于30A，如果采用消弧线圈接地方式，不仅调谐工作繁琐困难，故障点不易寻找，而且消弧线圈补偿量增大，使得投资增加，占地面积也随之增大。
电缆线路不宜带故障运行，采用消弧线圈可以带故障运行的优点也不能发挥，因此这样的系统常采用电阻接地。
电阻接地根据系统电容电流的不同，分为高电阻接地和中电阻接地两种情况。
(1)高电阻接地高电阻接地多用于电容电流为10A或稍大的系统内。
接地电阻的电阻值按照流经该电阻上的电流稍大于系统的接地电容电流的原则来选择。
由于接地故障时总的接地电流比较小，对电气设备和线路所产生的机械应力和热效应也比较小，同样也减少人身遭受电击的危险和靠近接地故障点的人员遭受到电弧和闪络的危险，还可以带故障继续运行2h，以便利用这段时间消除接地故障，保持系统运行的可靠性。
(2)中电阻接地中电阻接地多用于电容电流比10A大得多的系统。
接地电阻值的选择要保证继电保护有足够的灵敏度，故障时不致引起过高的过电压，也不要造成对通信线路的干扰。
有些国家对接地电阻值有较明确的规定，例如德国规定在中压电网中，该电阻值按单相接地电流Io为1000～2000A来考虑；法国则规定：以电缆为主的城市电网，按Io为1000A考虑，以架空线为主的郊区电网，则按300A 考虑。
在工业与民用的电力系统中，Io在100A及其以上者，一般可满足继电保护的要求，而且在厂区和建筑小区内，高压电力线和通信线很少会有数千米的平行线路，所以干扰问题一般不予考虑。
10kV系统不同接地方式的优缺点比较
10kV系统不同接地方式的优缺点比较摘要：本文简要研究比较了10kV系统不同接地方式之间的优缺点，主要研究比较中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经小电阻接地和中性点经消弧线圈并联小电阻接地四种方式。
关键词：10kV系统；接地方式；优缺点一、前言本文针对工作中遇到的多个变电站10kV系统由中性点不接地系统或经消弧线圈接地系统改造为中性点经小电阻接地系统。
简要研究了10kV系统的不同接地方式的优缺点比较，主要研究比较中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经小电阻接地和中性点经消弧线圈并联小电阻接地四种方式。
中性点接地的方式对电力系统稳定运行会产生影响，考虑供电的可靠性和连续性、设备安全和人身安全、过电压和设备绝缘水平、继电保护和是否准确跳闸等因素。
近年来，10kV配电网中的接地故障或者线路断线造成的社会人员伤亡等事故时有发生。
10kV配电网中，中性点接地方式不同，有的线路接地故障发生时，该线路未能及时切除，故障点未能及时与电源断开。
二、10kV系统的不同接地方式的优缺点比较1、中性点不接地方式主要优点：（1）在单相接地故障发生时，故障点流过的电流只是系统等值的电容电流。
在接地故障电流小于10A的情况下，一般息弧能自动发生。
（2）故障发生时，该相电压将降低至零，非故障相线电压将保持不变，相电压升为原来的倍，故障线路可保持1~2小时运行状态，供电的可靠性相对地提高了。
主要缺点：（1）在单相接地故障发生时，非故障相的电压会上升到线电压，且因为过电压会保持较长的一段时间，在选择设备的耐压水平时需要按线电压的电压水平考虑，提高了设备绝缘水平要求。
（2）因为线路对地的电容中积蓄的能量得不到释放，电容电压伴随每个循环会升高，因而在弧光接地过程中，中性点不接地系统的电压能达到比较高的倍数，极大地危害了系统设备的绝缘。
（3）在一定条件下，由于故障或者倒闸操作，线性谐振或铁磁谐振可能引起谐振过电压，电压互感器的绝缘容易被击穿。
中性点非有效接地方式的比较分析
中性点非有效接地方式的比较分析摘要：三相交流配电网中性点与大地间电气连接的方式，称为电网中性点接地方式，也可以被称作为电网中性点系统运行模式。
在此过程中我们主要是分析中性点不接地、经消弧线圈接地及经小电阻接地三种接地方式，通过对比分析不同的接地方式对三相交流配电网的影响。
关键词：三相交流配电网不接地消弧线圈接地小电阻接地我国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；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。
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小电阻接地方式，下面对三种种中性点非有效接地方式展开分析：一、中性点不接地方式的特点与优劣中性点不接地方式，其实可以看作是一种经容抗接地系统，而且内容抗是由电网中多样的线路组合而成，其中包括架空、电缆线路以及电动机等多项设备一起运行。
由于发生单相接地故障时，流过故障点电流是系统中所有非故障线路电容电流之和，而这里故障电流在不同类型线路中大小不同，比如在架空电路中它的数值仅仅只是几安到几十安而已，这种接地方式所产生的故障电流并不会引起过流类保护动作跳闸。
中性点不接地方式它的最大优点就是运行简单不需要辅助设备，并且投资少，适用于农村的供电，当不接地方式单相接地故障时，并不破坏线电压的对称性，因此可以继续供给用户，但在发生故障时非故障相电压将会上升为线电压，为避免不同名相再次接地不允许长期运行，一般最长时间不超过2h。
二、中性点经消弧线圈接地方式特点与优劣在中性点不接地电网中存在着两大特点，第一点，设备的故障点有电容的电流流过，第二点就是会出现中性点位移偏差以及偏差电压，中性点电压金属性故障时为反向相电压。
中性点电压升高、流过容性电流容易产生电弧，可能导致弧光过电压，破坏设备绝缘。
但如果我们在故障点，引入一个感性电流，使该电流抵消掉故障点产生的电容电流，这样就能尽快消弧。
我国采取的措施是：当各级电压电网单相接地故障时，如果接地电容电流超过一定数值（35kV电网为10A，10kV电网为10A，3-6kV电网为30A），就在中性点装设消弧线圈，使用过补偿方式让消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少且为感性电流，以致自动熄弧，保证继续供电。
3～66kV电网中性点接地方式解析
3～66kV电网中性点接地方式解析从3-66kV电网供电的安全可靠性、电气设备的绝缘水平以及对通信系统的干扰等方面，综合分析、解读了中性点电阻接地与中性点谐振（消弧线圈）接地等系统以及中性点不接地（绝缘）系统的优缺点。
标签：中性点接地方式；过电压；电阻0 引言3～66kV电网中性点接地方式是涉及电力系统诸多方面的综合性技术问题。
本文对3～66kV配电网历史上使用的接地方式的优缺点进行了比对分析，同时简要介绍了我国电气设备的绝缘配合情况。
1 电力系统中性点接地系统介绍国家曾出台有关规定：对电力系统内中性接地方式划分成小接地短路系统和大接地短路电流系统2类，后期由于对电流大小的界定关系不好实施，从而改成中性点有效接地和中性点非有效接地两大系统[1]。
通常在电力系统内，中性点非有效接地的方式主要包括不接地（绝缘）和经消弧线圈（谐振）接地。
消弧线圈接地系统使用历史。
早先一些发达国家的配电网正式不再使用消弧线圈进行接地，一些国家也对配电网中的中性点减少了谐振接地的方式，这些方式对当时的接地方式产生很大影响，后经分析这并不是由于谐振接地方式不好而造成的。
（1）根据升压的要求和需要。
根据绝缘水平的原因，同时满足降低过电压的需要，需要把中性点从不接地和谐振接地系统更改为经电阻接地系统。
（2）复杂电网中的使用消弧线圈效果不佳。
（3）电网对地电容电流越大，消弧线圈容量越大，设备不经济。
2 各种接地系统的过电压情况以及我国电气设备的绝缘水平DL_T_620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中，4.2.8 66kV 及以下系统发生单相间歇性电弧接地故障时，可产生过电压，过电压的高低随接地方式不同而异。
一般情况下最大过电压不超过下列数值：不接地系统 3.5p.u.消弧线圈接地系统 3.2p.u.电阻接地系統 2.5p.u.GB_311～1-1997《高压输变电设备的绝缘配合》规定，我国3～66kV输变电设备短时工频耐受过电压倍数Kp（P.U）如表1所示。
中性点接地系统分类及其优缺点
优点：
一、发生单相接地时，接地线相对地电压为零，未接 地线相对地为相电压，绝缘要求相对不高，造价较低
二、提高系统安全水平、降低人身伤亡事故
三、消除系统各种谐振过电压的最有效措施
四、降低操作过电压，中性点经电阻接地的配网发生 点相接地故障时,零序保护动作,可准确判断并快速切 除故障线路
●电压等级分类 ●中性点接地方式及优缺点
10 KV 20 KV 35 KV 60 KV 110 KV 220 KV 330 KV 500 KV 750 KV
不接地或经消弧圈 接地
直接接地
一、不接地 二、经消弧圈接地 三、直接接地
范围：适于3~60kV系统中使用且单相接地故障电容 电流IC<10A
缺点：
一、发生单相接地时需断开供电设备，中断用户供 电，影响供电可靠性
二、单相接地时短路电流很大，将产生很大的电动力 和热效应，可能造成故障范围的扩大和损坏设备
三、巨大的短路电流将在导线周围产生较强的磁场， 干扰周围的通信线路和信号回路
特点：
★单相接地故障电流小于10A，故障点电弧可以自熄； 熄弧后绝缘可以自行恢复
★单相接地时不破坏系统对称性 ，单相接地时仍 可运行2小时
范围：当10KV电网接地电流大于30A及35KV电网接 地电流大于10A时
特点：
★经消弧圈补偿后，可减小接地点电流，使流过 接地点的电流减小到能自行熄灭的范围
★系统仍对称 ，单相接地时仍可运行2小时
配电网中性点接地方式分析及选择
配电网中性点接地方式分析及选择前言在配电系统中，中性点接地方式的选择对电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
因此，在设计和运行中选择恰当的中性点接地方式十分关键。
本文将会介绍中性点接地方式的类型及适用范围，以及不同中性点接地方式的优缺点分析，期望能够帮助电力系统工程师更好地了解中性点接地方式的选择和使用。
中性点接地方式类型在电力系统中，中性点接地方式有以下几种类型：1.无中性点接地（Ungrounded）2.单点接地（Solidly Grounded）3.零序电抗接地（Reactance Grounded）4.零序电阻接地（Resistance Grounded）不同中性点接地方式的优缺点分析1. 无中性点接地（Ungrounded）无中性点接地或称为孤立中性点接地，是一种没有与地相连的中性点接地方式。
电源和负载之间不存在任何的地电流，因此可以将其视为同电压级两端的电压源。
但它也存在很多问题，比如电压冲击，无法及时有效的跳闸，等等。
1.不存在与地相连的中性点，防止电源因地电流而被破坏缺点：1.电容负载的介入导致的零序电流通过电容负载可以被无限放大，给继电保护带来思考不便；2.单个相线电压突变引发的问题以及局部地质介质缺陷等情况都不能及时被发现，但会给电气设备带来隐患；3.系统中出现第一次单相接地故障时，残余电压若满足第二次接地故障判别标准时，系统将不能及时地进行跳闸或投入备用电源；2. 单点接地（Solidly Grounded）单点接地是一种常用的中性点接地方式，也就是将中性点与地相连接，构成一个参考电平，一旦系统中发生一次单相接地故障，将会使系统的继电保护中止电源供应和跳闸故障线路，从而达到保护的作用。
优点：1.系统中出现单相接地故障时，继电保护能够发现并停电，电气设备受到的损害最小；2.在不影响系统情况，若再接入电容补偿，可以消除外界的干扰，减小电压谐波；3.系统跳闸后，抢修工作较为方便；1.中性点与地相连接，会出现地电流，地电压测量有一定难度；2.系统瞬时故障时（如单相接地、短路），电容负载过程中通过谐振形成的高幅度的干扰电压能够被放大，从而引入过电压、过电流以及过热等问题；3.长期电流过大会使绝缘劣化变差；3. 零序电抗接地（Reactance Grounded）零序电抗接地和零序电阻接地都是相对于单点接地的改进。
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配电网中性点不同接地方
式的优缺点
Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives
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配电网中性点不同接地方式的优缺
点
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配电网中性点与参考地的电气连接方式，按运行需要可将中性点不接地、经消弧线圈接地、经（高、中、低值）电阻器接地、经低值电抗器接地及直接接地等。
这些中性点接地方式各具独有的优缺点。
1 配电网中性点不接地的优缺点
配电网中性点不接地是指中性点没有人为与大地连接。
事实上，这样的配电网是通过电网对地电容接地。
中性点不接地系统主要优点：
电网发生单相接地故障时稳态工频电流小。
这样
·如雷击绝缘闪络瞬时故障可自动清除，无需跳闸。
·如金属性接地故障，可单相接地运行，改善了电网不间断供电，提高了供电可靠性。
·接地电流小，降低了地电位升高。
减小了跨步电压和接触电压。
减小了对信息系统的干扰。
减小了对低压网的反击等。
经济方面：节省了接地设备，接地系统投资少。
中性点不接地系统的缺点：
a与中性点电阻器接地系统相比，产生的过电压高（弧光过电压和铁磁谐振过电压等），对弱绝缘击穿概率大。
b在间歇性电弧接地故障时产生的高频振荡电流大，达
数百安培，可能引发相间短路。
c至目前为止，故障定位难，不能正确迅速切除接地故障线路。
2 配电网中性点谐振（消弧线圈）接地的优缺点
配电网中性点谐接地是指配电网一个或多个中性点经消弧线圈与大地连接，消弧线圈的稳态工频感性电流对电网稳态工频容性电流调谐，故称谐振接地，目的是使得接地故障残流小，接地故障就可能自清除。
因此，中性点不接地系统的优点，中性点消弧线圈接地系统全有并更好些。
同样地，中性点不接地系统的缺点，中性点消弧线圈接地系统亦全有仅是出现最大幅值弧光过电压概率小些。
这是因消弧线圈降低了单相接地时的建弧率。
消弧线圈接地方式的使用是否成功很大程度上还取决于消弧线圈，跟踪系统，选线装置本身的可靠性。
3 配电网中性点直接接地的优缺点
配电网中性点直接接地是指配电网中全部或部分变压器中性点没有人为阻抗加入的直接与大地（地网）充分连接。
使该电网处达到R0≤X1和X0/X1≤3。
中性点直接接地系统的优点有：
a内部过电压较低，可采用较低绝缘水平，节省基建投资。
b大接地电流，故障定位容易，可以正确迅速切除接地故障线路。
中性点直接接地系统的缺点有：
a接地故障线路迅速切除，间断供电。
b接地电流
大，地电位上升较高。
这样：
增加电力设备损伤。
增大接触电压和跨步电压。
增大对信息系统干扰。
增大对低压网反击。
4 配电网中性点电阻器接地的优缺点
配电网中至少有一个中性点接入电阻器，目的是限制接地故障电流。
中性点经电阻器（每相零电阻R0≤Xc0每相对地容抗）接地，可以消除中性点不接地和消弧线圈接地系统的缺点，即降低了瞬态过电压幅值，并使灵敏而有选择性的故障定位的接地保护得以实现。
由于这种系统的接地电流比直接接地系统的小，故地电位升高及对信息系统的干扰和对
低压电网的反击都减弱。
因此，中性点电阻器接地系统具有中性点不接地及消弧线圈接地系统或直接接地系统的某些优点，也多少存在这两种接地方式的某些缺点。
按限制接地故障电流大小的要求不同，分高、中、低值电阻器接地系统，具体的优缺点亦不同。
4.1中性点高值电阻器接地系统的优缺点
中性点高值电阻器接地系统是限制接地故障电流水平为10A以下，高电阻接地系统设计应符合每相零序电阻R0≤Xc0（每相对地容抗）准则，以限制由于间歇性电弧接地故障时产生的瞬态过电压。
优点：a可防止和阻尼谐振过电压和间歇性电弧接地过电压，在5P·U及以下。
b接地电流水平为10A以下，减小了地位升高。
c接地故障可以不立即清除，因此能带单相接地故障相运行。
缺点：使用范围受到限制，适用于某些小型6～10KV配电网和发电厂厂用电系统。
4.2中性点低值电阻器接地系统的优缺点
为获得正确迅速切除接地故障线路，就必须降低电阻器的电阻值。
优点：
a内过电压（含弧光过电压、谐振过电压等）水平低，提高网络和设备的可靠性。
b大接地电流（100～1000A），故障定位容易，可以正确迅速切除接地故障线路。
缺点：a因接地故障入地电流If=100～1000A，地电位升高比中性点不接地、消弧线圈接地、高值电阻器接地系统等的高。
b接地故障线路迅速切除，间断供电。
4.3中性点中值电阻器接地系统的优缺点
为了克服高值和低值接地系统的弊端而保留其优点，而采用中值电阻。
接地故障电流控制在50～100A，仍保留了内过电压水平低、地电位升高不大、正确迅速切除接地故障线路等优点，并亦具有切除接地故障线路间断供电等缺点。
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