中性点经消弧线圈接地系统原理浅析

中性点经消弧线圈接地系统原理浅析

吴海 王旭 朱小超 兰宵

云南电网有限责任公司红河供电局 云南 蒙自 661100

摘要：中性点接地方式的选择，不仅影响电网的可靠性、经济性，同时对系统设备绝缘水平的选择、过电压水平及继电保护方式等都有影响。因此，对于不同电压等级的变压器，按其运行方式，采用的中性点接地方式就会有所不同。当各级电压电网单相接地故障时，如果接地电容电流超过一定数值，在中性点装设消弧线圈，利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少，以致自动熄弧，保证继续供电。

关键词：中性点、单相接地、消弧线圈

1、中性点有效接地系统

中性点有效接地（大电流接地）：包括中性点直接接地和中性点经低阻接地。中性点直接接地以后，中性点电位固定为零电位，发生单相接地故障时，非故障短路电流为零，非故障相对地电压不会升高；故障相电流的正、负、零序分量大小相等方向相同，故障相电压为零。故障电流很大，继电保护一般能快速准确切除故障，系统设备承受过电压的时间较短。因此，大电流接地系统可使整个系统设备绝缘水平降低，造价上相对比较经济。主要适用于我国110kV及以上电网。

1.1中性点直接接地系统

中性点直接接地是指将中性点直接接入大地。这种系统中，当发生一相接地时，就会有除中性点以外的另一个接地点构成短路回路，接地故障相电流很大。由于接地短路电流大，所以接地保护的选择易于实现，发生单相接地故障时，保护快速动作将故障线路切除，而系统的非故障部分仍可正常运行。此种接地方式，一方面，单相接地时中性点电压为零，非故障相电压不升高，所以可按照相电压标准设计设备和线路对地电压，绝缘方面要求相对较低，属于经济型。另一方面，由于接地故障时就需断开故障电路造成供电中断，须装设了自动重合闸装置，但对供电可靠性而言还是有一定影响。

2、中性点非有效接地系统

中性点非有效接地（小电流接地）：包括中性点不接地、高阻接地、经消弧线圈接地方式等。中性点非直接接地系统发生单相接地故障时，接地点将通过接地线路对应电压等级电网的全部对地电容电流。如果此电容电流相当大,就会在接地点产生间歇性电弧，引起过电压，从而使非故障相对地电压极大增加。在电弧接地过电压的作用下，可能导致绝缘损坏，造成两点或多点的接地短路，使事故扩大。主要适用于我国6-35kV电网。

2.1中性点不接地系统

当系统发生单相接地时，各相间的电压大小和相位保持不变，三相系统的平衡依然稳定，因此，2h内可以继续运行。但是，随着时间的推移，非故障相电压升高，这样容易击穿绝缘薄弱点，造成两相或多相接地短路；另一方面，接地点电容电流大，接地处产生的电弧就难熄灭，甚至出现间隙电弧，轻则损坏电气设备，重则造成系统瘫痪。

2.2中性点经消弧线圈接地

中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障，接地电流与故障点的位置无关。中性点经消弧线圈接地，发生单相接地故障时，利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，接地故障电流得到补偿，残流小以致电弧自动熄灭，不至于引起继电保护动作而使设备跳闸，提高了电力系统的供电可靠性。
中性点经消弧线圈接地，不仅抑制电弧造成的过电压，还能杜绝多数单相接地故障向相间短路故障发展。中性点经消弧线圈接地对于电源等设备，虽然非故障相对地电压升高√3倍，但三相导线之间线电压仍能保持平衡，使其免受短路电流的冲击，所以能继续运行不受影响，从而对所在系统中的电力设备均有保护作用。

3. 中性点经消弧线圈接地系统的工作原理

因目前对供电可靠性要求越来越高，因此在35kV系统及以下广泛采用中性点经消弧线圈接地。

消弧线圈是一种铁芯带有间隙的电感线圈，线圈的电阻很小电抗很大。主要作用是补偿电网接地时的电容电流，接于变压器(或发电机)的中性点上。正常运行时，消弧线圈中无电流通过。而当电网发生单相接地、相对地电容发生事故性不平衡时，中性点电位将上升到相电压，作用于消弧线圈上的电压也增大，这时流经消弧线圈的电感性电流与单相接地的电容性故障电流相互抵消，将故障点的电流限制在较小值内，残余电流变得很小，这样，就可防止接地电弧重复燃烧引起的间隙性电弧接地过电压，不至于引起继电保护动作而使设备跳闸，尤其是保供电期间或用电高峰期，保证了供电的连续性，大大提高了电力系统的供电可靠性。

变电站内配置的保护装置，往往针对单一设备或线路的保护，而消弧线圈却能实现减小接地电流、消除铁磁谐振过电压、减小单相故障接地时故障点恢复电压的作用，抑制了单相接地故障向相间短路故障的发展，避免了保护装置的不必要动作，对系统内电力设备的保护范围较广。

3. 中性点经消弧线圈接地系统的操作原则

变压器分列运行，等同于不同的电源系统，若其中一台发生接地故障，会出现中性点电压偏移造成的过电压，从而影响整个系统；另一方面，因变压器存在参数不同的情况，中性点之间会出现环流回路，所以不允许将消弧线圈同时接在两台变压器的中性点上。

因此，消弧线圈的操作有所不同，中性点的操作原则为先合后拉，而消弧线圈却为先拉后合。变压器中性点带消弧线圈运行，当变压器停电时，应先拉开消弧线圈的隔离开关，再拉开中性点隔离开关，最后进行变压器操作，送电顺序与此相反；禁止变压器带中性点隔离开关、消弧线圈进行主变停送电操作。

3. 结语

本文对中性点接地系统进行了介绍，通过对中性点接地系统的各种接地方式进行介绍，并对中性点经消弧线圈接地的原理进行浅析，帮助大家更好的认识其操作原则，防止误操作的发生。