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[摘要]针对6～35kv电网中性点不接地供电系统的不断扩大及电缆馈线回路的增加，单相接地电容电流也在不断增加，改造和合理选择电网中性点接地方式，已关系到电网运行可靠性关键的技术问题，文中就电网中性点接地方式进行分析和提出防止电容电流危害系统安全运行的解决方案。
[关键词]中性点不接地系统、电容电流、谐振过电压
1、概述
随着供电网络的不断发展，电力线路的增加以及电缆线路的大量投运，系统对地电容电流也会变得越来越大，单相接地电容电流对电力系统安全运行危害较大，当系统出现单相接地或间歇性接地时容易引起接地过电压和系统谐振等现象，导致电网内因单相接地故障扩展为事故的现象频频发生，因此我电力系统运行管理部分对此也引起高度重视，对我系统的中性点接地方式进行了探讨分析并提出解决方案。
2、中压电网发生单相接地时对电力系统造成的危害：
（1）间歇性接地引起弧光接地过电压
间歇性接地，在接地變化过程中不断产生拉弧现象，如果流过接地点的电容电流较大，伴随产生的弧光接地过电压可达相电压的3～5倍或更高，有时持续时间很长，严重威胁系统安全运行。这种情况的存在，会造成电网绝缘薄弱环节被击穿，甚至发展成相间短路，电弧接地过电压还可引起电缆、避雷器等电力设备爆炸、变电站开关柜烧毁等情况发生，给电网、电力设备和用电客户造成重大损失。
（2）热电流效应
中压电网发生单相接地故障时，由于允许系统继续运行或限制运行时间，接地点电容电流将持续存在。电流较大，维持时间较长，接地点的热效应作用就会越突出。尤其在城市配网中，大量采用电缆供电，电缆受散热条件限制，接地点热效应对其热破坏及老化作用十分明显。
（3）中压电网出现单相接地故障时，相对地电压升高，可能造成系统中电压互感器的铁心出现饱和情况，致使阻抗变小，系统电感发生变化。当系统中电压互感器的参数和系统对地电容出现匹配时，就有可能引起系统铁磁谐振过电压，烧损电压互感器等电力设备，使系统不能安全运行。
3、分析中性点不同的接地方式与供电的可靠性
我国采用经消弧线圈接地方式已运行多年，但近几年有部分区域采用中性点经小电阻接地方式，为此对这两种接地方式作以分析，对于中性点不接地系统，因其是一种过渡形式，最终将发展到上述两种方式。
（1）中性点经小电阻接地方式
采用此种方式，用以泄放线路上的过剩电荷，来限制弧光接地产生的过电压，以美国为主的部分国家采用中性点经小电阻接地方式。中性点经小电阻接地方式中，一般选择电阻的值较小。在系统单相接地时，控制流过接地点的电流在500A左右，也有的控制在100A左右，通过流过接地点的电流来启动零序保护动作，切除故障线路。其优缺点是：
（1.1）系统单相接地时，健全相电压不升高或升幅较小，对设备绝缘等级要求较低，其耐压水平可以按相电压来选择；接地时，由于流过故障线路的电流较大，零序过流保护有较好的灵敏度，可以比较容易检出接地线路。
（1.2）由于接地点的电流较大，当零序保护动作不及时或拒动时，将使接地点及附近的绝缘受到更大的危害，导致相间故障发生；当发生单相接地故障时，无论是永久性的还是非永久性的，均作用于跳闸，使线路的跳闸次数大大增加，严重影响了用户的正常供电，使其供电的可靠性下降。
（2）中性点经消弧线圈接地方式
采用中性点经消弧线圈接地方式，在系统发生单相接地时，流过接地点的电流较小，其特点是线路发生单相接地时，可不立即跳闸，按规程规定电网可带单相接地故障运行2小时。从实际运行经验和资料表明，当接地电流小于10A时，因消弧线圈的电感电流可抵消接地点流过的电容电流，若调节得很好时，电弧能自灭。对于中压电网中日益增加的电缆馈电回路，虽接地故障的概率有上升的趋势，但因接地电流得到补偿，单相接地故障并不发展为相间故障，显著提高了中压电网的安全经济运行水平。因此中性点经消弧线圈接地方式的供电可靠性，高于中性点经小电阻接地方式，但中性点经消弧线圈接地方式也存在一些问题：
当系统发生接地时，由于接地点残流很小，且根据规程要求消弧线圈必须处于过补偿状态，接地线路和非接地线路流过的零序电流方向相同，故零序过流、零序方向保护无法检测出已接地的故障线路。
4、单相接地电容电流的实时测量方法：
我们在对电网上单相电容电流计算的基础上，为了准确选择和合理配置消弧线圈的容量，对系统运行中单相电容电流进行实测是十分必要的，微机在线实时检测装置为实测网上单相电容电流提供了快速准确的手段，单相电容电流的检测也可以采用偏置电容法和中性点外加电容法，在测试中，可以选用几种不同容量的Cf（所加的偏置电容）测出几组数据，利用移动平均值获得单相接地电容电流，以减少测试中的误差。
5、单相接地采取的解决方案：
我国中性点接地一般采用经消弧线圈接地方式，当系统出现单相接地后，安装在中性点的消弧线圈便提供一电感电流，使接地点电容电流补偿到较小的数值，防止接地弧光短路，同时减低弧隙电压恢复速度，提高弧隙绝缘强度，防止电弧重燃，造成间歇性接地过电压。消弧线圈的嵌位作用，还可以有效地防止铁磁谐振过电压的产生。
（1）消弧线圈的配置应综合考虑系统运行方式和未来负荷增加情况、系统电容电流的估算大小及电容电流实测大小等多种因素。目前，系统内常采用人工调匝式固定补偿消弧线圈和自动调谐补偿的消弧线圈装置。
（2）由于人工调匝式固定补偿消弧线圈，因不能进行实时调整补偿量，这样就不能保证电网始终处于过补偿状态，甚至导致系统谐振，并难以将故障发生时入地电流限制到最小，这种系统已逐渐不再使用。微机自动跟踪消弧装置并配套小接地选线环节，有效的解决了中性点经消弧线圈接地的电网长期难以解决的技术问题。该装置的Z型结构接地变压器，具有零序阻抗小，损耗低，并可带二次负荷，其可调电抗器为无级连续可调铁芯全气隙结构，具有调节特性好、线性度高、噪声低等特点，装置采用消弧线圈串电阻接地方式，以抑制消弧线圈导致谐振的问题，其微机控制单元是实现自动跟踪检测、调节、选线的核心，系统的响应时间小于20 s，有过补、欠补、最小残流三种方式。装置在运行中计算机周期采样，以获得运行的实时参数，计算机对系统电容电流、残流进行计算，根据设定值与计算值的偏差自动调整电抗器的电感量，从而实现消弧线圈运行在设定值上。选线装置是通过计算机对线路零序电流的采样，根据采样电流的幅值和方向判断接地线路，可达到准确及时的检出有接地故障的线路。
（3）为防止系统谐振过电压，还可以采取其它配套措施，如在母线TV开口三角处安装二次消谐器；在同一系统中减少TV高压侧中性点接地数量，明确要求用户变电站TV中性点不应接地。
结语
自动跟踪消弧线圈及接地选线装置的不断完善和推广应用，为中压电网中性点经消弧线圈接地提供了技术保障。同时，我们运行管理部门应定期对系统电容电流进行测试，掌握系统实际状况，并采取相应对策，确保系统安全运行。
[关键词]中性点不接地系统、电容电流、谐振过电压
1、概述
随着供电网络的不断发展，电力线路的增加以及电缆线路的大量投运，系统对地电容电流也会变得越来越大，单相接地电容电流对电力系统安全运行危害较大，当系统出现单相接地或间歇性接地时容易引起接地过电压和系统谐振等现象，导致电网内因单相接地故障扩展为事故的现象频频发生，因此我电力系统运行管理部分对此也引起高度重视，对我系统的中性点接地方式进行了探讨分析并提出解决方案。
2、中压电网发生单相接地时对电力系统造成的危害：
（1）间歇性接地引起弧光接地过电压
间歇性接地，在接地變化过程中不断产生拉弧现象，如果流过接地点的电容电流较大，伴随产生的弧光接地过电压可达相电压的3～5倍或更高，有时持续时间很长，严重威胁系统安全运行。这种情况的存在，会造成电网绝缘薄弱环节被击穿，甚至发展成相间短路，电弧接地过电压还可引起电缆、避雷器等电力设备爆炸、变电站开关柜烧毁等情况发生，给电网、电力设备和用电客户造成重大损失。
（2）热电流效应
中压电网发生单相接地故障时，由于允许系统继续运行或限制运行时间，接地点电容电流将持续存在。电流较大，维持时间较长，接地点的热效应作用就会越突出。尤其在城市配网中，大量采用电缆供电，电缆受散热条件限制，接地点热效应对其热破坏及老化作用十分明显。
（3）中压电网出现单相接地故障时，相对地电压升高，可能造成系统中电压互感器的铁心出现饱和情况，致使阻抗变小，系统电感发生变化。当系统中电压互感器的参数和系统对地电容出现匹配时，就有可能引起系统铁磁谐振过电压，烧损电压互感器等电力设备，使系统不能安全运行。
3、分析中性点不同的接地方式与供电的可靠性
我国采用经消弧线圈接地方式已运行多年，但近几年有部分区域采用中性点经小电阻接地方式，为此对这两种接地方式作以分析，对于中性点不接地系统，因其是一种过渡形式，最终将发展到上述两种方式。
（1）中性点经小电阻接地方式
采用此种方式，用以泄放线路上的过剩电荷，来限制弧光接地产生的过电压，以美国为主的部分国家采用中性点经小电阻接地方式。中性点经小电阻接地方式中，一般选择电阻的值较小。在系统单相接地时，控制流过接地点的电流在500A左右，也有的控制在100A左右，通过流过接地点的电流来启动零序保护动作，切除故障线路。其优缺点是：
（1.1）系统单相接地时，健全相电压不升高或升幅较小，对设备绝缘等级要求较低，其耐压水平可以按相电压来选择；接地时，由于流过故障线路的电流较大，零序过流保护有较好的灵敏度，可以比较容易检出接地线路。
（1.2）由于接地点的电流较大，当零序保护动作不及时或拒动时，将使接地点及附近的绝缘受到更大的危害，导致相间故障发生；当发生单相接地故障时，无论是永久性的还是非永久性的，均作用于跳闸，使线路的跳闸次数大大增加，严重影响了用户的正常供电，使其供电的可靠性下降。
（2）中性点经消弧线圈接地方式
采用中性点经消弧线圈接地方式，在系统发生单相接地时，流过接地点的电流较小，其特点是线路发生单相接地时，可不立即跳闸，按规程规定电网可带单相接地故障运行2小时。从实际运行经验和资料表明，当接地电流小于10A时，因消弧线圈的电感电流可抵消接地点流过的电容电流，若调节得很好时，电弧能自灭。对于中压电网中日益增加的电缆馈电回路，虽接地故障的概率有上升的趋势，但因接地电流得到补偿，单相接地故障并不发展为相间故障，显著提高了中压电网的安全经济运行水平。因此中性点经消弧线圈接地方式的供电可靠性，高于中性点经小电阻接地方式，但中性点经消弧线圈接地方式也存在一些问题：
当系统发生接地时，由于接地点残流很小，且根据规程要求消弧线圈必须处于过补偿状态，接地线路和非接地线路流过的零序电流方向相同，故零序过流、零序方向保护无法检测出已接地的故障线路。
4、单相接地电容电流的实时测量方法：
我们在对电网上单相电容电流计算的基础上，为了准确选择和合理配置消弧线圈的容量，对系统运行中单相电容电流进行实测是十分必要的，微机在线实时检测装置为实测网上单相电容电流提供了快速准确的手段，单相电容电流的检测也可以采用偏置电容法和中性点外加电容法，在测试中，可以选用几种不同容量的Cf（所加的偏置电容）测出几组数据，利用移动平均值获得单相接地电容电流，以减少测试中的误差。
5、单相接地采取的解决方案：
我国中性点接地一般采用经消弧线圈接地方式，当系统出现单相接地后，安装在中性点的消弧线圈便提供一电感电流，使接地点电容电流补偿到较小的数值，防止接地弧光短路，同时减低弧隙电压恢复速度，提高弧隙绝缘强度，防止电弧重燃，造成间歇性接地过电压。消弧线圈的嵌位作用，还可以有效地防止铁磁谐振过电压的产生。
（1）消弧线圈的配置应综合考虑系统运行方式和未来负荷增加情况、系统电容电流的估算大小及电容电流实测大小等多种因素。目前，系统内常采用人工调匝式固定补偿消弧线圈和自动调谐补偿的消弧线圈装置。
（2）由于人工调匝式固定补偿消弧线圈，因不能进行实时调整补偿量，这样就不能保证电网始终处于过补偿状态，甚至导致系统谐振，并难以将故障发生时入地电流限制到最小，这种系统已逐渐不再使用。微机自动跟踪消弧装置并配套小接地选线环节，有效的解决了中性点经消弧线圈接地的电网长期难以解决的技术问题。该装置的Z型结构接地变压器，具有零序阻抗小，损耗低，并可带二次负荷，其可调电抗器为无级连续可调铁芯全气隙结构，具有调节特性好、线性度高、噪声低等特点，装置采用消弧线圈串电阻接地方式，以抑制消弧线圈导致谐振的问题，其微机控制单元是实现自动跟踪检测、调节、选线的核心，系统的响应时间小于20 s，有过补、欠补、最小残流三种方式。装置在运行中计算机周期采样，以获得运行的实时参数，计算机对系统电容电流、残流进行计算，根据设定值与计算值的偏差自动调整电抗器的电感量，从而实现消弧线圈运行在设定值上。选线装置是通过计算机对线路零序电流的采样，根据采样电流的幅值和方向判断接地线路，可达到准确及时的检出有接地故障的线路。
（3）为防止系统谐振过电压，还可以采取其它配套措施，如在母线TV开口三角处安装二次消谐器；在同一系统中减少TV高压侧中性点接地数量，明确要求用户变电站TV中性点不应接地。
结语
自动跟踪消弧线圈及接地选线装置的不断完善和推广应用，为中压电网中性点经消弧线圈接地提供了技术保障。同时，我们运行管理部门应定期对系统电容电流进行测试，掌握系统实际状况，并采取相应对策，确保系统安全运行。