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摘要：介绍了变电所电变压器中性点多点接地存在的问题，分析了中性线N和保护线PE形成杂散电流的流通路径，提出了变电所一点接地的做法，为电气设计者提供参考。
关键词：中性点接地；一点接地；杂散电流；电气干扰
0引言
变压器0.4kV侧中性点接地不正确，会形成变压器中性点多点接地，相电流和三相不平衡电流会通过不期望的路径返回变压器中性点，形成杂散电流，杂散电流会腐蚀地下基础钢筋或金属管道等金属部分；会引起接地系统电位的变化，会对电子信息系统产生电磁干扰；还会引起火灾。保护接地线PE中有电流通过，会抬高保护线和电气设备外壳的电位，危及人身安全，PE线上有电流通过，会造成漏电保护的误动作。
在《交流电气装置的接地设计规范》GB/T50065-2011第7.1.2条明确提出了单电源系统和多电源系统接地要求。对于单电源系统，TN电源系统在电源处应有一点直接接地，装置的外露可导电部分应经PE接到接地点。对于具有多电源的TN系统，应避免工作电流流过不期望的路径。1）不应在变压器的中性点直接对地连接。2）变压器中性点之间相互连接的导体应绝缘，且不得将其与用电设备连接3）电源中性点间相互连接的导体与PE之间，应只一点连接，并应设在总配电屏内。
1 两点或多点接地存在的问题
对于单电源系统，变电所中只有一台变压器，将变压器的中性点在变压器室内直接接地，这种做法是允许的。
对于多电源供电系统中，施工图中常错误的将变压器中性点就地直接接地，在低压配电盘处又进行一次所谓“零线”的接地，而“零线”又不加绝缘，形成多点接地。
施工图中常错误中性点接地系统图如图1所示，该做法形成两点接地或多点接，会使电流流过不同的路径。电流的流通路径如图2所示。
由于2台变压器的中性点通过一套接地装置连接在一起，相当于2台变压器的中性点直接连接起来，在电气连接上构成了供电流流通的三个环通路，即a→b→e→d→a，a→c→f→d→a,c→a→b→e→d→f→c。对于1#变压器相电流或三相不平衡电流通过3个路径流向变压器的中性点，即b→a，e→d→a,e→d→f→c→a。发生单相接地故障时，单相接地故障电流也有3个路径，即c→a，f→d→a，f→d→e→b→a。2#变压器同理。
这样相电流、三相不平衡电流、单相接地故障电流会通过不期望的路径流回变压器的中性点。通过不期望的路径流回中性点的电流即杂散电流。
为了避免上述做法带来的不良后果，将进线柜开关和母联柜的开关改为四极断路器，做法是错误的，变压器中性点套管引出的是PEN线，按IEC标准PEN线上是不允许装用电开关电器来切断的，变电所低压配电盘内的总开关和分段开关只能采用三极开关。
要从根本上消除变电所的杂散电流，正确的做法是，在低压配电柜处，将中性线N和保护接地线PE一点接地。
2 变压器中性点一点接地
中性点一点接地与PE线接地经常混为一谈，一点接地说的是配电系统变压器引出的PEN线在低压配电柜或总配电柜内与PE母排连接一点接地，PEN不允许在其他处在接地，而PE母排除配电柜内一点哦接地外，只要需要可以成百上千次的接地。中性点一点接地配电系统如图3所示。
一点接地相电流、三相不平衡电流、单相接地故障电流的流通路径如图4 所示。
正常运行时，每台变压器的相线和中性线N自成回路，对于1#变压器相相电流或三相变压器只用一个路径返回中性点，即c→b→a，保护接地线不会产生分流；发生单相接地故障时，也只有一个路径返回中性点，即 g→f→c →b→a。2#变压器同理。
变电所变压器一点接地后，根除了杂散电流，提高了用电安全水平，在一点接地的做法中，低压柜的 PE 母排直接通过柜顶的 N 母排连至变压器中心点，降低配电回路单相接地电阻，提高单相接地电流，提高了单相接地保护的灵敏度，不像以往的做法中，低压柜的 PE 母排通过镀锌扁钢连至变压器室的接地端子板，再通过中性点接地线（镀锌扁钢）连至变压器中性点，电阻很大。
3 变电所一点接地的做法
以变电所中两台变压器为例，变电所接地布置图如图5所示。图中①为施工图纸中错误的做法，将变压器中性点就地直接接地。按照IEC标准或在《交流电气装置的接地设计规范》GB/T50065-2011第7.1.2条规定，变压器中性点一点接地，如图5中②的做法，从变压器套管引出的PEN母排采用与PE母排同截面的铜排或电缆和PE母排在配电柜内可靠连接，再通过电缆连接至配电室的等电位端子箱MEB。
值得注意的是，从变压器套管引出的PEN母排应绝缘，还要采用足够截面的电缆将Ⅰ段PE母排Ⅱ段PE母排可靠连接。如果不把两段PE母排连接，2#变压器低压配电柜馈线发生单相接地故障时，单相接地故障电流不能通过PE线返回电源中性点，只能通过变电所的接地网钢筋返回变压器中性点，电阻会很大，单相接地故障灵敏系数可能不够，保护不会跳闸。将Ⅰ段PE母排和Ⅱ段PE母排连接后，单相接地故障电流的路径：Ⅱ段PE母排→连接电缆→Ⅰ段PE母排→母线桥中的PEN母排→Ⅱ段PEN母排→2#变压器中性点，通过母排返回中性点，单相接地保护灵敏度会很高。
4 结束语
本文只叙述了变电所中一台变压器和两台变压器器的情况，当变电所有两台及以上变压器时，变压器的中性点，也是在低压配电柜处与保护接地母排PE一点连接后接地。如果同一厂区变电所与另一变电所有低压联络时，应防止通过联络线的中性线N形成两个变电所的中性点多点接地，联络断路器应选用4极断路器。更应该注意PEN母排和PE母排一点接地的位置，如果低压配电柜的馈线是TN-C系统，应该在末端柜子连接接地，否则连接点后的馈线柜无法形成TN-C系统。
参考文献
[1]《交流电气装置的接地设计规范》GB/T50065-2011．
[2]王厚余.变电站的系统接地和杂散电流[J]．建筑电气，2007，9．
[3]王厚余.低压电气装置的设计安装和检验[M]．第二版.北京：中国电力出版社．2007．
论文作者:刘作忠
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：变压器论文; 电流论文; 变电所论文; 单相论文; 路径论文; 多点论文; 做法论文; 《电力设备》2017年第34期论文;