一种配电网中性点接地方式浅析

　　摘要作者根据多年工作实际经验，对一种配电网中性点接地方式进行分析与探讨。
　　【关键词】配电网 中性点接地方式 探讨
　　1 我国10kV配电网运行情况分析
　　我国10kV配电网数目庞大，分布范围广，设备绝缘水平低，易受电网内部过电压和外界自然环境的影响造成绝缘事故，供电可靠性亟待提高。目前主要存在以下几个方面的问题：
　　（1）配电网中经常出现幅值较高、持续时间较长的暂时过电压，容易引发绝缘薄弱的设备故障，导致变电所开关柜火烧联营以及电磁式电压互感器、线路避雷器、高压保险等其它设备损坏的事故时有报道。运行经验表明配电网的过电压事故约占整个电力系统过电压事故的70%～80%,其中内过电压事故占有相当的比例。
　　（2）10kV线路以架空裸导线配置方式居多，单相接地故障率较高，由此引发设备故障频繁发生；尤其是国产变压器抗短路冲击的能力弱，已经发生多起近区短路引起变压器绕组变形损坏的事故，需尽量缩短由单相接地在系统的存在时间，较小单相接地引发的相间短路故障的机率；但其依赖的技术单相接地故障线路选择及故障区间指示的启动灵敏度及动作可靠性一直是中性点非有效接地电网中的难题，虽经国内外众多科技工作者攻关研究，但至今仍未取得切实有效的成果。
　　（3）主干线改良后支线故障率大幅上升, 根据相关资料的统计，配电网中80%以上的故障发生在支线用户侧，在输电线路主干线上发生故障的几率较小。
　　（4）因支线上单一用户的故障，其保护配合不当而波及整条馈线停电而引起的责任纠纷逐年增多。由于用户电气设备的事故而波及到配电线路,造成全线路停电时，使用同一线路的其他用户也不得不停电，从而大大降低了配网的供电可靠性。
　　（5）现有的一些故障隔离设备，虽然在相间短路时基本能够满足要求，但对单相接地故障缺乏足够的动作灵敏度，难以满足应用要求。
　　（6）随着现代技术的迅速发展，各种配网自动化设备的不断推出,品种繁多，功能也千差万别。
　　我国配电网的基本情况是设备可靠性水平普遍不高，备用容量不足，自动化水平较差，在这样条件下进行配网改造或新建时，最具潜力的技术措施之一，就是对中性点接地方式进行选择和优化。
　　电网中性点与大地之间的电气连接方式通常称之为中性点接地方式。中性点接地方式的选择是一个综合性的技术问题，直接关系到电力设备的绝缘水平、过电压水平、供电可靠性、通信干扰、接地保护方式以及人身设备安全等很多方面，是电网实现安全与经济运行的技术基础。考虑到上述（1）（2）问题的特点，需要研究提出一种适用于10kV配电网的中性点经消弧线圈并联电阻接地方式并研制出了相应的调谐接地选线装置。该种接地方式，就是在中性点经消弧线圈接地方式的基础上在电网中性点与大地之间再接入一个阻值合适的电阻，它与电网对地电容构成并联回路。该种接地方式充分利用了中性点经电阻接地方式和中性点经消弧线圈接地方式的优点并摒弃其缺点，兼具配电网电容电流补偿、内部过电压抑制、单相接地故障线路选检等方面的优势，并提出该方式下提高单相接地故障区间指示方法，理论分析计算证明了该种接地方式在过渡电阻小于1000欧姆的情况下可准确实现单相接地故障选线以及故障指示等功能，因此该接地方式是一种可综合治理10kV配电网单相接地故障危害的新型接地方式。
　　2 新型接地方式总体技术方案
　　2.1 方案概述
　　支撑技术实现的设备研制是配电网过电压抑制及故障定位隔离成套装置。该成套装置主要由接地变压器、消弧线圈、中性点电阻器、带无线传输功能的线路故障指示装置、智能化负荷开关、控制器以及相应的附属设备（如真空开关、出线电流互感器等）等组成，其中线路故障指示装置由线路故障指示装置信号源（集成在电阻器中）和带无线通讯功能的故障指示单元组成，每个故障指示单元由三个故障指示节点和一个中继器组成。
　　接地变压器用来为没有中性点的电网提供一个人为的、可带负载的中性点，供电网接地；消弧线圈为电网提供感性无功电流，以补偿电网的对地电容电流；中性点电阻器主要用来抑制电网多种过电压并且为单相接地故障选线提供可靠判据；线路故障指示装置中的故障指示单元安装于线路干线以及非重要用户支线处（该分支一般不安装负荷开关），用来指示定位发生单相接地故障或者相间短路故障的故障区间，为寻找和排除故障提供依据，主要针对干线或非重要用户分支故障；智能化负荷开关安装于重要用户支线处，当用户侧发生相间短路故障或单相接地故障时有针对性的实现准确快速跳闸或延时跳闸，以最少的跳闸次数和最短的时间实现准确的故障隔离，以减小用户支线事故影响范围，责任分界点之内的用户故障并不波及主干线及相邻用户，杜绝由此造成的波及事故，主要针对重要用户分支故障。
　　该种新型的基于配电网中性点经消弧线圈并联电阻接地方式的单相接地故障选线、故障点指示定位以及故障点自动隔离技术具有鲜明的技术特点：既可实现自动调谐、单相接地故障选线、干线故障区段指示定位等功能，又可实现用户分支线短路与接地故障的隔离，将故障的影响和危害降低到最小的程度,并且可以将故障指示结果无线远传，从而从根本上提高了配电网供电的可靠性、安全性和经济性，降低了电网运行维护的要求，具有显著的经济效益以及社会效益 。
　　2.2 新型接地方式的基本工作原理
　　中性点经消弧线圈并联电阻接地方式下单相接地故障选线、故障点指示定位以及故障点自动隔离技术实现的物理载体是配电网过电压抑制及故障定位隔离成套装置，它以自动调谐的消弧线圈为基础，配以中性点电阻器、线路故障指示装置以及智能化负荷开关，以达到补偿电容电流、降低过电压水平、实现单相接地故障线路检测、接地故障点定位指示以及接地和短路故障区段隔离的目的。按电网正常运行、电网发生瞬时性单相接地故障或扰动、电网发生永久性单相接地故障以及电网发生相间短路故障这四种状态分别进行故障隔离。
　　3 结束语
　　配电网中发生故障时，该线路上所安装的智能化负荷开关在变电站出线保护跳闸后，智能化负荷开关分闸，故障支线被隔离，主干线及相邻的分支用户在变电站重合后即可立即恢复供电，使责任分界点之内的用户故障不波及主干线及相邻用户，封锁用户支线事故影响范围，杜绝由此造成的波及事故，将故障的影响降至最低 。
　　
　　作者单位
　　国网保定供电公司河北省保定市071051