柳金贤（山西中煤华晋能源有限责任公司王家岭矿，山西河津，43300）



针对矿井配电网中性点电压偏移解决方法分析

柳金贤
（山西中煤华晋能源有限责任公司王家岭矿，山西河津，43300）

摘要：本文结合电网的整体结构、中性点消弧补偿方式与中性点偏移的数学关系，进一步改进了消弧设备的感性电流注入方式，采取了一系列措施来抑制中性点电压的过大偏移情况。

关键词：中性点有效接地电网；中性点电压；补偿方式；抑制措施

0 引言

由于我国配电网的快速改造，基本采用了中性点自动跟踪式故障点消弧装置，但是考虑到配电网的线路、负载以及变压器运行方式的变化，在消弧设备对短路故障后的电容电流进行补偿之后，系统中性点的电压仍然会出现明显偏高的异常现象，进一步扩大了A、B、C三相的不对称性，这样会使得加在电网的负载和电网线路的绝缘性能劣化，甚至会引起母线电压检测装置误报警。鉴于此，本文针对中性点加装消弧设备的35KV配电网，给出了等效中性点电压偏移的抑制策略。

1 配电网中性点电压偏移过大的原理

对于35KV、10KV这样的配电网结构，其等效中性点的电压表达方式为：

如果只考虑理想状态下，系统是完全对称的，则会有：

当系统的对地参数出现不对称时：

在配电网的人为等效点加装消弧设备后，中性点出现的不对称电压变化为：

综上所述，对人为中性点产生偏移的因素主要有：

的大小变化主要是由线路等效对地电容引起的，普通的三相架空线采用水平的排列方式，基于这样的结构，三相的对地电容基本是对称的，因此。同样，井下敷设电缆的对地三相参数也是保持对称性的。当配电网发生单相短路故障或者出现不是全相运行的负荷情况时，就会出现三相电容参数不相等的情况，造成发生变化。

（3）对补偿消弧进行自动控制

井下电缆的长期运行经验证明，对于有单相短路接地发生的配电网，当接地电流的阀值大于10A后，电网自身不能将接地点的电弧消除掉，从而演变成间歇发生的电弧故障，长时间下去中性点的电压严重偏高。因为接地点的电弧没有消除，导致两相短路故障的出现。所以一当接地点的电流超过阀值，就需要采取一定的策略去降低或者消除过大的短路电流。然后经过补偿后的接地点电流不宜过小，因为过小的接地电流引起偏小，产生的偏移系数就会很大，系统的不安全度将会增大。

2 中性点位移电压的控制措施

2.1 尽量调节电网的对称结构。当因配电网的负荷不对称度引起文中KC系数增大的情况，可以将可变的阻抗器投入发生短路故障的相别线路，补偿线路的容性参数，恢复三相的平衡性。

2.2 保持对配电网中设备的定期检修，将支撑绝缘子表面的灰尘定期的清除掉，尽量减少电网线路的绝缘薄弱点，避免因为不对称的泄露电流引起的对中性点电压的影响。

2.3 需要分相计算电容电流或者求解每一相分布电容的情况，当某一相的电容值相对于其他相偏差较大时，变电所通常利用偷窃电容器来补偿该相的偏差值，达到三相分布电容基本平衡的格局，利用投切动态电容器来纠正非全相电容的不平衡性来减小中性点电压，在实践中获得了实用价值。

2.4 将消弧设备中串联一定的电阻值来增加中性点回路的阻性分量，从而加大了整个补偿系统的阻尼率，偏移系数表达式中的脱谐率因为要起到限制残流的作用，因此脱谐率不会太大，鉴于系统的阻尼率通常在2%～5%之间变化，因此可以将阻尼电阻串接在消弧装置中来限制系统的中性点电压。模拟仿真实验表明，当该电阻值的取值在消弧阻抗值的5%-10%范围之间时，可以达到减小中性点电压的效果。而且由于将该电阻串接在接地的中性线中，消除谐振的同时可以达到系统补偿度灵活变化的要求。鉴于阻尼电阻承受大电流可能会烧坏，同时还要求能够最大限度的补偿短路电流，要求在系统正常运行的情况下将阻尼电阻投入，一当有单相接地的情况，系统的运行状态随之发生改变，此时消弧线圈与线路对地电容呈现并联结构，由于需要消弧设备发出最大的感性电流，因此此时可以将阻尼电阻短接，当消除短路故障后重新投入。对于阻尼电阻的保护而言，可以引入过流继电保护。如果控制回路出现问题，利用过流保护元器件来将阻尼电阻的短路开关闭合。同时加装过压保护器件，避免回路断电后引起的间隙击穿。阻尼电阻值的大小主要考虑发生间歇性电弧接地时，短路点弧光接地瞬间的过电压问题，要去能够有效的限制该过电压，因此在短路后的一定时间内不得退出，需要参与补偿；但是在永久性接地故障后，需要将其瞬间退出。因此该元器件值的容量选取参考消弧设备的最大补偿容量，一般取其一半，就能够满足补偿要求。

3 结语

配电网的中性点电压太大时对系统的安全稳定性造成了一定的影响，对于每一次中性点电压出现偏差的问题，需要根据负荷以及系统的运行情况进行分析，据此来采取相应的控制方案。对于正在投入运行的消弧设备，生产商需要改进产品的参数或者结构来适应变化的配电网情况。

参考文献

［1］DL/ T62021997.交流电气装置的过电压保护和和绝缘配合［S］.

［2］李景禄，林玉怀，陈忠仁，等.ZXB系列自动跟踪补偿消弧装置［J］.中国电力，1998，31（8）：42245.

Analysis of neutral voltage displacement solution for mine distribution network

Liu Jinxian
（Shanxi Coal Energy Co.，Ltd.China Shanxi flooded mine，Shan Xi，He Jin，43300）

Abstract：Based on the combination of the overall structure of the grid，the mathematical relationship between the neutral point arc compensation offset the neutral point further improved arc extinguishing devices inductive current injection method，a series of measures to curb excessive neutral voltage excursion.

Keywords：Neutral Point Effectively Grounded Power；neutral voltage；compensation；suppression measures

作者简介

柳金贤，男，1986年生，目前从事矿井配电自动化方面的工作。