(广州智光电气股份有限公司)
摘要：随着我国社会经济的发展，我国电力企业规模也在不断扩大。电力网络的中性点接地方式涉及的范围很广，它对系统的供电可靠性、设备的绝缘水平、断路器等高压电器的选择、继电保护以及系统稳定性等诸多方面都会产生不同程度的影响。随着我国国民经济的持续发展，电网规模越来越大，城市电网中电缆大量使用，已经使得系统电容电流大幅度增长，对电力系统稳定运行造成了严重威胁。本文提出了消弧线圈并小电阻接地方式，分析该方式的工作原理以及在永久故障和瞬时故障下的两种不同运行方式并结合经消弧线圈接地和小电阻接地方式运行的特点分析了消弧线圈并小电阻接地运行方式的优势。
关键词：城市配电网；电容电流；中性点；小电阻接地
引言
目前国内变电站220KV及以下电压等级电网通常采用中性点不接地方式或经消弧线圈接地方式；安徽电网部分20kV系统采用中性点经小电阻接地，其余220KV及10kV系统均采用中性点经消弧线圈接地方式。在以往的运行过程中，中性点经消弧线圈接地方式较好地满足了变电站中低压侧电网的运行需要，在一定程度上提高了供电可靠性；但随着城市配电网（以下简称配网）电缆线路的不断增长，系统电容电流急剧增加，中性点经消弧线圈接地方式出现了诸多问题。
1概述
中性点接地方式的选择会影响到系统电压水平、继电保护方式以及系统的可靠运行，如何正确选择接地方式，关系到系统运行的可靠性和设备的安全性。如今，电力网络的快速发展导致电缆线路使用率连年攀升，进而使电力系统中的电容电流巨幅增长，影响了电网安全、可靠运行。随着国民经济的快速发展，人们对电能质量和供电可靠性的要求也越来越高，适当的中性点接地方式的选取有利于保障电网安全、可靠运行，并保证对重要用户及城乡居民生活的稳定不间断供电。目前，随着220kV变电站66kV电缆出线的增多，电容电流逐渐增大，受消弧线圈容量的限制，已经无法满足电容电流的增长，需要对220kV变电站的接地方式进行改造，本文即针对该问题进行深入探讨并提出小电阻并联消弧线圈接地方式。
2变电站220KV及以下电压等级系统接地方式现状
（1）系统电容电流的增加使得消弧线圈的容量不断增加，制造成本加大。许多变电站因为系统电容电流的增加导致已有消弧线圈容量不满足运行需要，频繁进行消弧线圈改造。部分变电站的电容电流水平过高，所需要的消弧线圈容量已经超出国内消弧线圈最大容量。（2）消弧线圈需要长期运行在轻度过补偿状态，这就要求消弧线圈的容量需要有一定的裕量，并且需要根据系统运行方式及时调整消弧线圈的档位。若因消弧线圈容量不足或消弧线圈自动控制器故障，导致其工作在欠补偿或者全补偿状态，将造成系统感抗和容抗参数匹配，发生串联谐振，从而造成很高的中性点位移电压与过电压，在欠补偿电网中也会出现很大的中性点位移而危及设备绝缘。（3）在以架空线为主体的配网中，外力或雷电造成的瞬时单相接地故障占很大比例，且架空线路为主体的配网对地电容电流相对较小，对消弧线圈的容量要求较低。因此，在这类配网中采用中性点经消弧线圈接地方式的优越性是明显的。然而随着城市电网逐步实现电缆网供电，且电缆线路的单相接地故障多为永久性故障，此时小电流接地系统中单相接地情况下允许运行2h的规定已经没有意义，且架空线路断线类故障直接威胁到周边群众的生命安全。（4）近几年来，部分城区变电站低压侧出线发生单相接地时，由于接地点电容电流过大不易熄弧，变电站低压侧系统出现过电压，激发电磁式电压互感器（TV）产生铁磁谐振，导致变电站低压侧TV柜频繁烧毁，甚至引发城区大面积停电。针对变电站220KV及以下系统中性点接地方式的研究十分必要和紧迫，变电站220KV及以下系统中性点经小电阻接地方式以其多方面的优点在部分变电站陆续得到应用。
3小电阻接地方式改造需要考虑的问题
3.1中性点不接地的运行方式
中性点不接地的运行方式不需要在中性点和地之间附加任何设备，结构布局简单、节省花销。如果发生瞬时接地故障，系统一般可以自动熄弧，非故障相的电压有所升高但不是很大，单相接地时短路电流比较小，不会形成短路回路，允许系统在单相接地故障下维持运行一段时间。按照一般的电力系统运行规程要求，在单相接地的情况下，系统可继续运行1～2h，在这段时间内系统运维人员有充足的时间可以查找故障并消除，保证电力的持续供应而不中断，这就是中性点不接地运行方式一个较为突出的优点。
3.2中性点经消弧线圈接地
中性点经消弧线圈接地就是在变电站母线接地中性点处与大地之间串接一组消弧线圈。由于消弧线圈产生的稳态工频感性电流会对电网的稳态工频容性电流进行补偿，因此这种方式也称为谐振接地。正常情况下，系统中的消弧线圈不起作用；当电力系统发生接地故障时，消弧线圈所产生的感性电流能够调谐电网中的容性电流，减小接地电流，这样接地电弧就能很容易熄灭。实际上消弧线圈的作用就是当接地电流过零熄弧后，减缓电压的恢复速度，防止电压恢复到导致电弧重燃的数值，从而抑制电弧的重新复燃，达到彻底熄弧的目的。在中性点经消弧线圈接地运行方式下，故障点对地电压为零，非故障相的对地电压会升高至原先的三倍，而三相线电压仍然保持相互对称，大小不发生变化。所以，可以让系统在该故障下维持一段时间的常态化运行，但是持续时间不能多于2h。
3.3接地变零序保护跳闸方式
考虑到小电阻接地方式运行时，中低压侧母线发生单相接地的可能性，若要求接地变的保护配置既作为中低压侧母线接地的主保护，又要作为出线零序保护的后备保护，则接地变保护动作时应出口跳开接地变断路器及主变低压侧断路器。由此造成的中低压母线失电需要运行单位制定预案。
3.4出线保护重合闸的投退
改造为小电阻接地方式后，因小电阻对弧光接地过电压及操作过电压有较好的限制作用，所以线路重合闸时对系统的冲击减小，考虑可以将部分重要用户出线、以架空线为主的出线重合闸投入，以降低跳闸率，增加供电可靠性。
3.5小电流接地选线装置
（1）在经消弧线圈接地运行方式下，由于单相接地时消弧线圈的电流补偿作用，会降低小电流接地选线装置的选线准确率；出线间隔采用合成法获取零序电流时，也会因零序电流的误差降低选线的准确率。（2）在变电站改造为经小电阻接地方式后，应在保证小电流接地选线装置选线准确率的前提下，考虑是否将小电流接地选线装置投入运行。如此在发生单相接地后，现场人员既能看到故障录波器上的故障信息，又能获取小电流接地选线装置的选线信息，结合现场出线零序保护动作情况，提高故障识别准确率。
3.6中性点直接接地
由于中性点直接接地，其电位在系统任何工作状态下均与大地相同，保持为零。当系统发生单相接地短路故障时，该短路相直接通过接地点和接地的中性点短路，由于单相接地短路电流的数值相当大，因而会使继电保护装置立即动作，切除相应故障线路。
结语
消弧线圈并小电阻接地方式就是指消弧线圈与小电阻并联运行，系统正常运行时，小电阻不投入运行，只有在系统发生消除不掉的接地故障时，短时间内投入小电阻，用于切除故障线路。故障线路切除后，小电阻控制器可以根据整定时间自动切除小电阻，系统恢复正常运行状态。本文提出了中性点经消弧线圈并联小电阻的接地方式，通过分析研究，该种接地方式既可以利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，自动熄灭电弧，又能够提高继电保护装置动作的选择性和灵敏性。
参考文献:
[1]李亚国．高压配电网如何选择中性点接地方式[J]．价值工程，2010，(218).
[2]庞清乐．小电流接地故障选线与定位技术[M]．北京：中国电力出版社，2010．