中性点在电力系统的地位及作用

摘要：本文主要介绍了中性点接地方式分类和特征，并且简要说明了电力系统中性点接地方式的选择要素。另外针对我国目前常用中性点接地方式进行介绍，最后提出中性点在电力系统中的作用和地位的重要性。
 

关键字：中性点；电力系统；接地方式；地位作用
 

1中性点接地方式及特点
 

目前最常用的电力系统中性点接地方式有四种，主要包括中性点不接地方式、中性点经电阻接地方式、中性点经消弧线圈接地方式以及中性点直接接地方式，不同的中性点接方式适合于不同的工作环境，有着不同的工作特点。

1.1中性点不接地系统中性点不接地系统又称中性点绝缘系统，是指发电机或变压器绕组的中性点在电气上对地是绝缘的。因为单相接地时，接地电流不高，因此又称为小接地电流系统。根据中性点不接地系统的原理图可以看出三相导线之间和各相导线对地之间都均匀分布有电容，由电容引起附加电流。此方式通常应用于农村树状形或者架空线路辐射形的供电形式，它的优点是投资小，结构简易，运行简单。

中性点不接地系统的优点是当发生单相接地的时候，设备的供电并不会遭到破坏，它可以正常运行。但是运行时间有一定的限度（一般为2h），工作人员应及时采取相应措施处理故障，防止设备绝缘薄弱点被击穿，引起短路，使电气设备受到损害。如果接地的电容较大，在接地处引起的电弧不仅难以自己熄灭，甚至有可能引发周期性熄灭或者间隙电弧。间隙电弧会使升高的过电压传输到与接地点相连的整个电网上，容易引发两地接地发生短路。

1.2中性点经电阻接地方式中性点经电阻接地运行是指在电力系统中中性点和大地之间装上具有一定阻力的电阻，使电力系统和大地之间形成一个并联回路，它的优点是不仅能够有效地防止过电压现象的出现，还可以大大提升供电系统的供电质量，保证电力运行安全性，为用户提供高质量的电能，满足日常需求。通常使用小电阻，以便于对电流更好的控制并且使得处理电路中的故障线路更加方便，可快速切除故障线路。

1.3中性点经消弧线圈接地方式中性点经消弧线圈接地是指利用消弧线圈对电力系统的中性点和大地进行接地处理的运行方式。当电力系统发生故障时，消弧线圈中的感性电流可对故障补偿电流，使得接地点的电流维持在一定范围内，减少电路故障对电力系统正常运行带来的影响。图1为消弧线圈接地的运行原理图。依照电容电流的补偿强度，分为三种补偿方式。当流过接地的电容电流和流过消弧线圈的电感电流相等时，称为完全补偿；当流过接地的电容电流大于流过消弧线圈的电感电流时，称为欠补偿；当流过接地的电容电流小于流过消弧线圈的电感电流时，称为过补偿。在实际应用中通常采用过补偿的方式，因为可以避免出现串联谐振的情况。

中性点消弧线圈接地系统也存在一些缺陷：

（1）无法查出那条线发生故障；

（2）由于与对地电容构成谐振回路，因此会产生谐振过电压；

（3）仅能降低但不能彻底消除弧光接地过电压。

1.4中性点直接接地方式中性点直接接地方式是将变压器中性点与大地直接连接，使中性点必须保持地电位，当正常运行时，中性点没有电流流过。

因当发生单相接地时，接地电流大，故又被称作大接地电流系统。中性点直接接地方式的主要优点是在发生一相接地事故时，非故障低电压不会升高，因而此方式对线路绝缘要求低，能够大大降低线路绝缘造价。当单相接地时电路构成单相短路，各相间电压不对称。必须迅速切除接地相，来防止大的电流损坏设备，所以导致降低供电可靠性。接地点会产生较大的接触电压和跨步电压，容易导致触电伤亡事故。除了可靠性不高外，单相短路对邻近通讯线路会有一定的电磁干扰，对通讯系统产生较大干扰。
 

2电力系统中性点接地方式选择要素
 

目前我国电力系统中使用的中性点接入方式有以上四种，在对中性点接入方式进行选择时，需要综合考虑多种要素。

2.1中性点小电流接地方式在电力系统运行中，常采用小电流接地方法进行处理，这是一种比较传统的做法，这种接地方式必须按照相关的规范实施，根据具体线路进行分析采取和合适的接地方式，保证电路正常运行。

2.2中性点低电阻接地方式当电力传输系统电路为电缆时，可以选择绝缘水平低的中性点低电阻接地方式，它的优点之一是可以降低成本费用。中性点低电阻接地方式的使用范围是：以电缆为主的电力系统对地电容电流达到150A以上，故障电流水平为400~1000A。但当架空线承担输电任务的电力系统部分时，使用单相接地方法易引起故障跳闸，不宜使用。

2.3自动跟踪补偿装置接地由于我国电网整体规模逐步扩大，电缆所承担的电负荷压力越来越大，电能在传输过程中电容电流会出现波动较大的现象，因此手动消弧线圈已经不能满足现今的需求，很难达到高效运输电能的效果。解决方法就是在设备安装时，接地点处加装具有跟踪补偿功能的消弧线圈，与自动选线跳闸装置一起使用。这一方法可以很好地控制电容电流补偿能力，减少瞬时接地故障发生频率，使输电网运输电能质量大大提高。
 

3我国目前常用中性点接地方式
 

（1）对于在6~10kV范围内的电力系统，一般中性点接地采用增加消弧线圈或不接地的方式。

（2）对大于110kV的电力系统，则需简化系统的保护设备，降低设备的绝缘水平，中性点的接地方式一般选用直接接地方式，并且可以增加自动重合闸以及避雷线等设备。

（3）对于在20~60kV范围内的电力系统，就算会出现一相接地的故障问题，它的电流也不会很大，因为该输电网络复杂度较低，所以多采用消弧线圈的方式。

（4）对1kV规格的电网系统，中性点接地的方式经常采用直接接地方式，但是由于系统电压低，所以通常采用三相五线制，零线的作用是获得低电压，地线的作用则是保障电网安全。
 

4中性点在电力系统中的作用和地位
 

中性点不仅对电力系统安全性、经济性和可靠性起着关键性作用，还外对日常通讯、人身安全和经济发展有一定影响。电力系统中变压器中性点接地方式的选择的合适不合适，关系着电网能否安全运行。它与电网的绝缘水平、系统的供电可靠性、保护配置、发生故障时的短路电流大小及分布等有着密切关系。据统计，发生电路故障时，接地故障占百分之八十以上，如何能更快的感应到零序电流，和变压器中性点的接地有直接联系。合理选择变压器的中性点接地对提高电力系统稳定性和安全性、减少和消除系统故障对设备危害有着非常重要的意义。
 

5总结
 

保持输配电安全稳定必须合理的选择电力系统的中性点接地运行方式，这是维持输电安全的重要方法之一，所以在对电力系统中性点进行规划、装配、控制、管理时，要考虑实际情况以及根据相关的规定和要求并及时采取措施进行调节。电网建设会面临很多问题，需要不断进行探索和进行技术改革，同时还需要积累经验和教训，不断提升技术水准。
 

【参考文献】
 

［1］陈劲达，崔泰琰，姚腾飞.浅谈电力系统供电可靠性[J].中国西部科技，2011(18).

［2］张良，李晋民.对侧运行方式对零序电流保护的影响[J].电力学报，2011(4).

［3］王海腾，邢友文.浅谈电力系统中性点的运行方式[J].内蒙古石油化工,2011（10）.

［4］马润芝风电厂汇集线系统中性点两种接地方式对比应用分析[J].城市建设理论研究,2014(36).
 

作者：原森 单位：潞安环能股份公司供电部