中性点经小电阻_经消弧线圈接地方式分析_罗泽捷

消弧线圈补偿度，再根据非故障线路的零序电流在该过程中基
本不变而故障线路有明显变化这一理论进行故障选线的装置。
但这两种方法都不适用于消弧线圈分散设置的 35kV 配电网。
缺少一种不依赖于专用零序电流互感器即可准确进行故障选
线的小电流选线装置仍是影响中性点经消弧线圈接地方式应
用的主要因素。
７ 结语
综上所述，作者认为设置消弧线圈的理想办法是在系统电 源侧变电站配置一台具有尽可能大可调容量 （至少要达到 100A）的消弧线圈，该消弧线圈应装设在线测量电容电流和自 动调整容量的装置。同时根据系统的电容电流水平分散设置足 够数量的消弧线圈（不必具备自动调整功能），分散设置的消弧 线圈单台容量不要超过集中设置的消弧线圈的调节能力。电源 侧的消弧线圈应正常运行在分接挡位的中间位置。以减小运行 方式改变时分散布置的消弧线圈突然退出运行给系统补偿能 力带来的影响，此外应尽可能地配备高质量的小电流选线装 置。■
0.0033、0.0027 （木 杆 塔 、 金 属 或 水 泥 杆 塔 时 再 增 大 10 ～
12%），计算线路为电缆线路时，K 的计算公式为：K(95+1.44S)/
(2200+0.23S)，S 为电缆芯线截面积，m m 2。
根据式(1)、(2)可容易地计算出电容电流，对于 10kV 配电
网，如电缆线路超过 16km ，电容电流将超过 29.7A。考虑到一
６ 采用中性点经消弧线圈接地方式时应注意的问题
（1）集中补偿与分散补偿的比较。实际应用中两者的不同 主要表现在补偿容量上。国内厂商能够提供的消弧线圈最大容 量是 2.4MVA，能够补偿大约 110A 的电容电流，因此，消弧线 圈集中补偿方式最大只能补偿 100A 左右的电容电流，而分散 补偿方式可以补偿的电容电流在理论上是无限的。
电容电流的增加百分比，对于 10kV 系统取 16% 、对于 35kV 系
统取 13% ；∑icn 为架空线路和电缆单相接地的电容电流之和，
任一线路的单相接地电容电流 icn 为：
icn= KUeL
（2）
式中：Ue 为线路额定电压，kV；L 为线路长度，km ；K 为经验
系数，如计算线路为架空线路，有、无避雷线时 K 分别取为
助于零序电流保护各级之间的配合，及满足高电阻接地时动作
灵敏系数的要求。中性点电阻值如选择得过低，将造成两个不
利的后果：对通信线路干扰大，增加了人身触电的危险性。
（3）接地电阻安装位置的选择。接地电阻必须安装在电源
侧变电站，一般可直接安装在变压器中性点处。但如果此处变
压器的连接组别为△接线，如前文所述，接地电阻需借助于接
（3）Y0- △：这是一种非常适合采用集中设置接地的情况， 可经消弧线圈接地也可经小电阻接地，但并不适用于分散补偿 的接地模式。
（4）Y0- Y0：这是一种最为灵活的组合形式，理论上经小电 阻接地、消弧线圈集中补偿及消弧线圈分散补偿均可采用。但 实际配电网中由于受变压器连接组别的限制，很少出现这种组 合形式。有些地区为了应用这种组合形式，对 35kV 主变压器采 取了特殊的 Y0/Y0/△连接组别，其中的△绕组是平衡绕组，仅用 于提供三次谐波电流通道。
地变“制造出”的中性点才能够安装，接地变的安装地点有两个
选择：母线上或主变压器出口。作者认为接地变应安装在主变
压器的出口处，主要原因是既不占用出线间隔的位置，又可提
高供电可靠性。
（4）选择中性点经小电阻接地方式时，一个系统中只能有
一个接地点，不允许两个或更多的中性点电阻并列运行，且不
允许失地运行。因此理想方式是中性点电阻与主变压器同步投 切。例如，一变电站 35kV 侧主接线形式为单母线分段，每段母 线上有一台主变。两段母线并列运行时，应只投入一个接地电 阻；分列运行时，每段母线均投入一个接地电阻；一台主变停 电，另一台主变带全站负荷运行时，也应只投入一个接地电阻， 且最好投入运行主变侧的接地电阻，以免出现主变保护动作跳 开分段开关后运行母线失去中性点的情况。
(3)
式中：R 为中性点电阻，；Up 为系统相电压，V；Ic 为系统单
相接地时的电容电流，A。实际上由式(3)计算出来的中性点电阻
值是一个满足继电保护装置动作要求的最大值，实际应用时可
选择为比计算值稍大的数值。上海电网的实际经验表明，选择
较高的接地电流水平有利于使整定值躲过区外单相接地故障
时由电流互感器和零序滤过器误差所引起的不平衡电流，且有
１ 中性点接地方式的现状
长期以来解决电缆导致电力系统电容电流过大的问题主 要有两种方法，即中性点经消弧线圈接地和中性点经小电阻接 地。
20 世纪 80 年代以前，我国在 35kV 配电网中大多采用经 消弧线圈接地方式，最近十几年以来陆续有城市采用小电阻接 地方式，如上海、天津；这两种接地方式在 10kV 配电网中均有 应用。
５ 采用中性点经小电阻接地方式时应注意的问题
（1）一次设备绝缘水平的选择。中性点经小电阻接地后，由
于发生单相接地时非故障相的工频电压升高值较小，且故障切
除时间较短，因此部分电网选用了相电压水平的产品，如电缆、
避雷器等，运行情况良好。
（2）零序电流水平和接地电阻的选择。
IEEE143 标准规定，15kV 及以下的低电阻接地方式电网
引言
随着城市电网的不断发展，电缆在我国许多城市电网中的 使用率越来越高，许多公用变电站的出线已大部分或全部改成 电缆线路，电缆线路的大量应用在提高配电网供电可靠性的同 时也带来了新问题，即电力系统电容电流的不断增长，如实测 的某城市一 35kV 配电网电容电流高达 200A 以上，如此大的 电容电流将严重危及配电设备的安全运行。
３ 电容电流的估算
选择某系统的中性点接地方式时，应先了解该系统的电容
电流大小，计算电容电流大小的方法有直接试验法、间接试验
法、精确计算法、图表估算法、经验估算法等。最简单方便的是
经验估算法，即根据经验公式和本系统内架空线路和电缆线路
的长度粗略估算电容电流：
IC=（1+ K）∑icn
（1）
式中：IC 为系统电容电流之和；k 为由配电设备造成的电网
（1）△- Y（0 不是表示某台变压器的连接组别，而是表示某 线路两端变压器连接组别的配合，下同）：采用经小电阻接地或 消弧线圈集中补偿的接地方式时都必须采用专用的接地变制 造一个中性点，也可借助于二次变电站的一次线圈侧引出的中 性点而采用消弧线圈分散补偿接地方式。
（2）△- △：经消弧线圈接地或经小电阻接地都必须借助接 地变，因此只能选择集中接地模式。
般 10kV 系统一段母线上的出线不多于 6 回，可得到如下结论：
在负荷密度较大、供电半径较小的城市 10kV 配电网中，可采用
10kV 母线分列运行的方式将电容电流限制在 30A 以下，从而
可采用投资较小的中性点不接地运行方式。而对于 35kV 配电
网而言，一旦电缆线路超过 2km ，电容电流就会超过 30A。
实际上，究竟采用哪一种方式在我国的理论界和工程界中 也存在着分歧。有关规定“：3～10kV 架空线、35kV、66kV 系统， 单相接地故障电容电流超过 10A，或 3～10kV 电缆线路系统单 相接地故障电容电流超过 30A 时，应采用消弧线圈接地方式”； 还有规定：“6～35kV 主要由电缆线路构成的送、配电系统，单 相接地故障电容电流较大时，可采用低电阻接地方式，但应考 虑供电可靠性要求、故障时瞬态电压、瞬态电流对电气设备的 影响、对通信的影响和继电保护技术的要求以及本地的运行经 验等”、“6kV 和 10kV 配电系统以及发电厂厂用电系统，单相接 地故障电容电流较小时，为防止谐振、间歇性电弧接地过电压 等对设备的损害，可采用高电阻接地方式”。从这些标准的规定 来看，两种接地方式均可采用，具体采用哪一种应根据各地实 际情况选择，标准针对 10kV 架空线系统和电缆系统给出了两 个限值 10A 和 30A，但对于实际电网中最为常见的混合系统没 有做出明确的规定。
中工业设施的接地故障电流应限制在 400A 以下。广州 10kV
配电网的零序电流应限制在 400A 以下；上海的 35kV 配电网
将零序电流限制在 2kA 或 1kA 以下，天津的 35
一般来说，中性点电阻可按如下公式选择：
R=Up（/ 2~ 3）Ic
需说明的是，电缆线路的电容电流可由试验得到的三相电
容值计算得到，而电缆的三相电容值测试是交接试验中的常规
项目，因此计算 K 的经验公式仅供参考。
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广东科技 2009.3. 总第 208 期
电力建设 专栏
４ 变压器连接组别对中性点接地方式的影响
变压器连接组别对中性点接地方式的影响很大。主变压器 绕组的连接组别主要有△、Y0 两种。对于 10kV 配电网，由于受 客观条件的限制只能采取集中设置中性点接地装置的模式。对 于35kV 配电网，根据电源侧变压器二次线圈和负荷侧变压器 一次线圈的不同连接组别，可列出如下常见的几种组合形式：
中性点经消弧线圈接地方式有以下优点：单相接地时，由
于消弧线圈的电感电流可抵消接地点流过的电容电流，使流过 接地点的电流较小，可带单相接地故障运行 2h。对于配电网中 日益增加的电缆馈电回路，虽然接地故障的发生概率有上升的 趋势，但因接地电容电流得到补偿，所以单相接地故障并不会 发展为相间故障。但采用该种接地方式时，系统有可能因运行 方式改变造成欠补偿从而引发谐振过电压。目前运行在配电网 中的消弧线圈的结构多为手动调匝，必须退出运行才能调整， 且在线实时检测电网单相接地电容电流的设备很少，因此消弧 线圈在运行中不能根据电容电流的变化及时地进行调节，不能 很好地起到补偿作用。中性点经小电阻接地时，原则上一个配 电网中只能有一个接地点，否则会导致零序电流过大，进而损 坏设备或使保护失去选择性；中性点经消弧线圈接地时，接地 点的数目不受限制，可在该系统电源侧只设置一台消弧线圈接 地来进行集中补偿，也可在负荷侧公用变电站的高压侧设置多 台消弧线圈来进行分散补偿，或者两者均采用。