李菁菁++付豫

摘 要：城市新区建设标准高、负荷需求大，绝大多数中压配电网采用电缆网架，电容电流过高制约着运行的安全可靠性。本文通过分析国内外接地方式的应用情况，结合现场实测数据，论证不同条件下应采用的接地方式，并针对低电阻接地的特点提出相应的技术原则。

关键词：中压配电网；电容电流；低电阻接地

中图分类号：TM727 文献标识码：A

1.中压配电网接地方式

1.1 接地方式的类型

电力网中性点接地方式是一个综合性的问题，它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性。中压配电网接地方式主要分为中性点不接地方式、中性点经消弧线圈接地方式和中性点经电阻接地方式。（1）中性点不接地方式。中性点不接地方式供电连续性好，单相故障时允许带电故障运行两小时，线电压不会发生变化。但是，当发生单相故障时，容易产生较高的弧光间歇接地过电压，持续时间长，需要较高的设备绝缘水平。此种接地方式已经逐渐被淘汰。（2）中性点接消弧线圈接地方式。当对地电容电流超过允许值时，可采用消弧线圈补偿电容电流，保证接地电弧瞬间熄灭，以消除弧光间歇接地过电压。该方式普遍应用在6kV～10kV系统中，为了避免线路产生谐振，消弧线圈应采用过补偿方式。（3）中性点经电阻接地方式。中性点经电阻接地方式是指在配电网系统中，中性点与地面直接接入电阻，有效防止谐振导致电压不稳定现象。中性点经电阻接地方式分为小电阻、中电阻和高电阻3种。其中，中性点经低电阻接地方式适用于配网自动化的电缆网络，可以选用低级的绝缘设备。

1.2 接地方式的适用条件及对比分析

（1）消弧线圈接地方式。适用范围：消弧线圈接地方式适用于架空网架或架空电缆混合网架。接地电容电流在10A～130A范围内适合采用消弧线圈接地方式，接地电流宜控制在10A以内。优点：当发生单相接地故障时，可带电运行2h，供电连续性好。缺点：发生单相接地故障时电网长期运行，可能引起绝缘薄弱环节被击穿，从而发展成相间短路，扩大事故范围。单相电容电流过大，若电流流入接地网，可能造成接地电网电压升高，危害人身安全。选线难度较大，容易造成正常用户的停电。（2）低电阻接地方式。适用范围：低电阻接地方式适用于电缆网架。接地电容电流大于100A适合采用低电阻接地方式。优点：有效保护电力设备，抑制接地过电压。能够快速切除故障线路，不影响其他线路的正常供电。缺点：配网网架不完善，将降低电网运行的可靠性。

2.中压配电网接地方式的应用情况

2.1 国内外应用情况

在国外，美国具有电网结构好、自动化水平和供电可靠性高的优势。在城市供电系统中，中性点直接接地方式或低电阻接地方式占绝大多数，其次就是采用经消弧线圈接地方式，约占12%。日本11kV～33kV的电网中性点采用经电阻接地方式占30.63%，经消弧线圈和电抗接地方式占27.9%。英国主要采用了直接接地方式和经消弧线圈接地方式。在欧洲其他主要国家，例如法国、西班牙、瑞士等，132kV以下的电网主要也采用经消弧线圈接地方式。不难发现，国外配电网中性点接地方式主要采用经电阻接地方式和经消弧线圈接地方式，如何进行选择主要根据地区的不同实际情况而定。上海地区以低电阻接地方式为主，计划逐步将消弧线圈改为低电阻接地方式。南京市区个别电缆线路较多变电站采用的是低电阻接地方式，零序保护投跳闸，一旦线路发生单相接地故障，零序保护动作立即跳闸。其余大部分变电站仍采用较为普遍的中性点经消弧线圈接地方式，零序保护退出不用，接地选线装置动作正确率较低。目前，南京地区一共改造了22个变电站的低电阻接地方式。厦门岛内电缆化率已达到90%以上，一旦发生接地故障电容电流非常大，所以厦门岛内变电站均采用了中性点经低电阻接地的方式，零序保护投跳闸，一旦发生接地故障，线路立刻跳闸，减少对设备的危害。厦门岛外采取了中性点经消弧线圈接地的方式，零序保护投信号并安装有接地选线装置。接地选线装置的正确率基本在50%以下。

2.2 现状接地方式及存在的問题

以郑州地区为例，郑州中压配电网均采用中性点经消弧线圈接地方式。由于城市化建设的快速发展，郑州城区大部分中压架空线路已逐渐改造为电缆线路，新建配电网均以电缆线路为主。在电网建设初期，变电站布点有限，中压配电网供电距离较长，同时，受敷设方式的影响，电缆载流量受到制约，部分变电站出口线路采用并板的方式，致使变电站对地电容电流过高。根据规程规定，装在电网变压器中性点的消弧线圈应采用过补偿方式，以防止运行方式改变时，电容电流减少，使消弧线圈处于谐振点运行，过补偿系数取1.35。国网公司通用设备及物资系统中，消弧线圈最大容量为1000kVA，所补偿的电容电流不应超过128A。而根据现场实测结果，会展变、融城变、莱茵变、翱翔变、河芦变、印象变的电容电流均超过128A。也就是说，上述变电站配置1000kVA的消弧线圈，会出现全补偿，甚至是欠补偿方式。当变电站的消弧线圈发生欠补偿时，电容电流过大，接地点的电弧不能自行熄灭，可能直接引起火灾，甚至引燃可燃气体、煤尘等造成爆炸。当出现间歇性电弧接地时，产生弧光接地过电压，可达相电压的3～5倍，且持续时间可长达几小时，对整个电网的绝缘都有很大危害。同时，单相电容电流过大，使接地点热效应增大，对电缆等设备造成热破坏，若电流流入接地网，可能造成接地电网电压升高，危害人身安全。中性点经消弧线圈接地电网小电流接地选线准确率低，错选概率较大，容易造成线路误跳，影响小电流接地的优势发挥。

3.低电阻接地方式的技术原则

3.1 适用范围

电容电流超过100A～150A以上，以电缆网为主时，宜采用中性点经低电阻接地方式。同一规划区域内宜采用相同的中性点接地方式，以利于负荷转供。

3.2 基本原则

（1）中性点经低电阻接地方式的设备绝缘水平应大于2.5p.u。（2）采用中性点经低电阻接地方式时，单相接地故障电流应控制在1000A以下。（3）中性点经低电阻接地系统阻值不宜超过10Ω，使零序保护具有足够的灵敏度。（4）低电阻接地系统必须且只能有一个中性点低电阻接地运行，正常运行时不应失去接地变压器或中性点电阻；当接地变压器或中性点电阻失去时，主变压器的同级断路器应同时断开。（5）中性点经低电阻接地方式可与配电自动化同步实施，确保电网供电可靠性。若条件限制无法实现配电自动化，可通过配置自投开关，实现负荷之间的快速互导。（6）中性点经低电阻接地方式应配置零序保护，保护方式及定值的选择应满足高电阻接地和金属性接地可靠动作的要求，电缆线路还需校核区外接地故障不误动。（7）中性点经低电阻接地系统与消弧线圈接地系统的线路原则上不允许联络、相互倒带，如果交界线路确实需要在应急情况下进行临时负荷倒带的，相关变电站及线路（含用户）的设备应采用消弧线圈接地系统绝缘水平。（8）接入中性点经低电阻接地方式的用户应配置零序保护，设置一段定时限零序过电流保护，电流定值按与上级配合整定，时间0秒。（9）尽量避免现状架空线路改接进中性点经低电阻接地系统，若条件限制无法实现电缆敷设时，架空线路及附属设备应实施全绝缘化，并采取防雷措施，降低单相接地故障几率。

4.运行中可能存在的问题及建议

4.1 可靠性

低电阻接地系统发生单相接地故障时，必须快速切除故障，因此在电网建设初期，电网可靠性将会有所下降。为了避免切除故障对电网持续供电造成影响，建议如下：（1）电网建设初期必需形成环网结构，开闭所内配置分段开关，保证检修状况下的N-1运行方式。（2）为了实现线路之间的互導能力，每回线路负载率不应超过50%。（3）中性点经低电阻接地系统可采用并倒方式，但不允许长期并列运行。（4）低电阻接地系统不宜与消弧线圈接地系统存在中低压配电网之间的电气联系，若确实需要在应急情况下进行临时负荷倒带，相关变电站及线路（含用户）的设备应采用消弧线圈接地系统绝缘水平。

4.2 故障抢修效率

采用中性点经低电阻接地系统，将快速切除故障点，因此，快速抢修故障线路，恢复故障线路运行显得至关重要。建议在郑东新区核心区设立配电检修点，缩短故障抢修时间，提高故障抢修效率。

参考文献

[1]刘明岩.配电网中性点接地方式的选择[J].电网技术，2004，28（16）：86-89.