摘要：本文基于东莞城区配电网，介绍了变压器中性点的接地方式及其优缺点，对变压器采用小电阻接地方式基本原理进行分析，通过结合实例计算接地电阻值。
Abstract:This paper was based on the distribution network of the urban area of Dongguan,introduced the ways to ground the neutral point of transformer with its’advantages and disadvantages,and analyed the basic principle of taking small resistance grounding method for transformer,by using the examle to calculate of grounding resistance.
关键词：中性点；接地方式；小电阻接地；电阻值
前言：
电网主变中性点的接地方式与电网运行有着密不可分的关系，它直接影响电网的绝缘水平、配网自动化、继电保护、设备投资以及接地故障时短路电流的大小。本文就是基于东莞城区配电网，以110kV主山变电站为例，分析小电阻接地方式的基本原理，并在单相接地故障时分析该接地方式下的零序电流，结合实例计算以小电阻接地方式下的接地电阻值。
1.中性点接地方式的比较
电网中性点接地方式实际是指变压器星型绕组中性点与大地的电气连接方式。中性点接地方式对电网供电可靠性、绝缘水平、设备投资、通信干扰产生重要的影响。电网将中性点接地方式分别两类：小电流接地方式和大电流接地方式；
小电流接地方式包括中性点经消弧线圈接地和中性点不接地系统，大电流接地方式包括中性点经小电阻接地和中性点直接接地。
1.1中性点经小电阻接地
中性点经小电阻接地属于大电流接地系统，小电阻接地可以有效限制接地故障电流，主要优点有：（1）能够限制间歇性弧光接地过电压；（2）降低系统操作过电压；（3）发生单相接地时，通过零序保护跳闸快速切除接地故障。 主要缺点有：（1）故障点的接地电流较大，当零序保护拒动时，易发生相间短路；（2）发生单相接地故障时，不管是永久性接地还是瞬时接地，线路均会跳闸，接地故障跳闸次数增加，影响供电可靠性。
1.2中性点经消弧线圈接地
消弧线圈是小电流接地系统的一种补偿装置。当发生单相接地故障时，在故障点流过一个与接地电容电流相反的感性电流，大大减小了接地电流，防止间歇性电弧所产生的过电压，起到消除故障点电弧的作用。根据消弧线圈的电感电流对接地电容电流补偿程度的不同，分为全补偿、欠补偿和过补偿。主要优点：（1）发生单相接地时，用电设备仍能够正常运行，允许带故障继续运行两小时，供电可靠性高。主要缺点有：（1）非故障相电压升高1.732倍；（2）系统对消弧线圈的容量要求较高，导致电网成本增加，经济效益差。
1.3中性点不接地
中性点不接地系统，当发生单相接地故障时，接地电流小，仅为电容电流，但中性点对地电压升为相电压，非故障相电压升高1.732倍。
1.4中性点直接接地
中性点直接接地系统，当发生单相接地故障时，中性点对地电位不变，非故障相对地电压不会升高，仍为相电压，但故障电流很大，造成系统不稳定，对通讯线路有一定干扰。
2.中性点接地方式运行现状及原理
2.1东莞城区配电网中性点接地方式现状
到2019年底，东莞城区配电网共用18座变电站，其中220kV变电站3座，110kV变电站15座，10kV线路共用561回（其中：公用线路479回）。
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表1 110kV-220kV系统中性点接地方式数量统计表
2.2小电阻接地方式的基本原理
小电阻接地方式采用小电阻长期投入模式，隔离开关在合闸状态，配电网处于小电阻接地接地方式。当10kV配电网发生单相接地故障时，接地电阻中将流过比较大的单相接地短路电流，继电保护装置将根据接地故障的最大持续时间以及中性点位移电压的大小对故障进行分析和判断：①当接地电弧在继电保护设计的时间t内熄灭，同时中性点位移电压UN小于恢复电压U，可判定此故障为瞬时性故障；②当接地电弧在继保设计的时间t后未能熄灭，同时中性点位移电压UN大于恢复电压U，可判定此故障为永久性故障。若发生永久性故障，零序电流达到继电保护装置动作值，选择性动作于线路断路器，切除线路短路故障点，接地故障消除。
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图1小电阻接地示意图
2.3小电阻接地系统零序电流分析
故障相短路电流3Io从C相母线→故障相接地点D→大地→接地变接地点→接地变中性点接地电阻R→接地变中性点O→经接地变三相绕组A、B、C→变电站母线A、B、C。其中接地变A相绕组的电流Ioa，经变电站母线A到110kV变压器的10kV侧AC绕组流向变电站母线C；接地变B相绕组的Iob，经变电站母线B到110kV变压器的10kV侧BC绕组流向变电站母线C；接地变C相绕组的Ioc，直接流向变电站母线C。
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图2线路单相接地时零序电流的流向
3.东莞城区110kV主山变电站10kV系统接地方式的电阻值选择
3.1概述
110kV主山变电站站内有三台SFZ10-63000/110kV 的双线圈有载调压变压 器，接线组别采用YN，d11。电源点由220kV板桥变电站提供，分三路引入110kV电源，其中110kV主山变电站共36个出线间隔，线路总长233.88km，电缆和架空线分别为203.4km和30.48km。
3.2中性点接地电阻计算
单相接地电容电流主要由电力线路（电缆线路和架空线路）和电力设备的电容电流组成，电缆线路、架空线路和电力设备的电容电流计算公式如下：
3.2.1单相接地时电缆线路的电容电流计算公式
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S:电缆线芯的标称截面(mm2)
U:线路的额定线电压(kV)
L:线路长度(km)
3.2.2单相接地时架空线路的电容电流计算公式
单回路架空线路（无架空地线）：.png)
单回路架空线路（有架空地线）：.png)
U:线路的额定线电压(kV)
L:线路长度(km)
Ic:接地电容电流(A)
3.2.3单相接地时电力设备的电容电流（接地电容电流的附加值）
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表2 变电站增加的接地电容电流值
3.2.4以110kV主山变电站为例中性点接地电阻值的计算
110kV主山变电站线路总长233.88km，电缆和架空线分别为203.4km和30.48km。（所有架空线路均安装架空地线）
Ic=[(95+1.44*300)/(2200+0.23*300)*10.5*203.4+3.3*10.5*30.48*10^(-3)]*(1+0.16)
计算Ic≈576A，当按限制间歇性弧光接地过电压的要求选择时，接地电阻电流Ir=4Ic=2304A，即可将间歇性弧光过电压的倍数限制在2倍以内，同理当Ir= aIc(a=1-4倍)可满足限制间歇性弧光过电压的要求。接地电阻值R=U相/IR=6000/2304≈2.6Ω，因此10kV系统中性点接地采用小电阻接地时，可选择3Ω接地电阻，以实现小电流接地系统继电保护的选择。
结语：参考文献：
[1]徐粤赣.110kV电力系统中变压器中性点接地方式分析[J].科技与创新,2015.
[2]郝晓芳.10kV小电阻接地零序保护动作行为分析[J].中小企业管理与科技,2011.
论文作者:陈嘉伟1,陈庆传2
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：电流论文; 故障论文; 电阻论文; 变电站论文; 方式论文; 单相论文; 线路论文; 《电力设备》2019年第22期论文;