摘要：通过文献书籍资料的调研，本文描述了电力系统中变压器中性点运行方式的历史发展阶段，通过技术分析，对比了中性点不接地、经固定消弧线圈接地、经自动跟踪补偿消弧装置接地以及经低电阻接地的运行方式。同时，基于电流电容数值以及电力电线，提出了中性点接地运行方的建议与要求。
关键词： 中性点运行方式；电容电流；不接地运行；经消弧线圈接地；经小电阻接地；
1 前言
在电力系统中，变压器设备设计的三相绕组的连接方式大部分为星形，这些“星形”绕组的中性点也被称作为电力系统的中性点。在变压器非故障工作当时，中性点对地电位为零，主要是对过电压情况下的变压器进行保护。目前世界上的电力系统中，常见的变压器中性点的运行方式主要包括不接地、直接接地、经消弧线圈接地以及经低电阻接地三种运行方式随着高参数、超高压、大机组的电气设备的出现，中性点的接地方式也出现了创新型的发展。由于中性点的运行方式很复杂，且有多种运行方式，需要工作人员有大量的理论知识和工作经验，而变压器中的中性点关系到整个电力系统中绝缘水平、保护配置、系统供电能力、发生地接故障时短路电流分布和大小等情况。因此，本文谈谈了中性点在变压器中的几种接地运行方式，帮助从业人员设计提供思路。
2 中性点运行方式的发展历程
在电力系统发展的初始阶段，电力系统的容纳电量较小，导致人们对单相故障的认识较为单一，当时的从业人员人为工频电压的突然增加是导致觉绝缘故障的重要原因。这是因为从业人员过低的评估的过电流的危害程度，以及过高的评估了电力设备对过电流冲击的抵抗能力。因此，在这个阶段，大部分电力系统中中性点的运行方式都使用直接接地的方式。
伴随着电力系统规模以及网络化程度越来越高，导致了更多的单相接地故障以及线路被短路的故障，基于此，从业人员将电力系统初始阶段使用的直接接地的运转方式逐渐变为不接地的运转方式。但这并环节对电力发展所带来的故障，随着电力系统的规模继续扩张，特别是工业用电的发展，电力系统的传输容量成倍的增加，电力传输的路线也越来越长，导致在发生单相接地故障时，接地系统的电容电流在故障点形成的电弧很难自灭，同时电弧产生的电压又将事故恶化，电力系统的运行可靠性显著降低。
针对这一难题，欧洲地区的国家选择了中性点经过消弧线圈接地的解决方案，这种运行方式能够智能化消除瞬间产生的单相的运行故障。而美国则采用了中性点直接接地以及中性点经过低电阻、地电抗的接地的解决方案，在此基础上又使用了继电保护设备，此设备可以将及时的屏蔽故障电路。此后大部分国家的电力系统中性点运行体系都参考了上述两个地区的开发思路。
随着中国经济以及社会生产力的高速发展，城乡配电系统的建设以及工业电力系统的快速扩张，中国境内已经包含了多种等级电压的电力系统。随着理论研究的深化以及实际运行经验的丰富，人们对电力系统所选择的中性点运行方式的关联性取得了长足的进展，并进行了大量的创新型改造和应用，保证了我国电力系统的建设发展以及安全运行。
3电力系统中性点运行方式差异
1、中性点不接地和经固定消弧线圈接地的运行方式
如果电力系统复合规模较小、电网线路主要是架空线路、电力网络相对简单、系统运行平稳的特性，采用中性点不接地以及经固定消弧线圈接地的运行方式具有一下几点优势：（1）由于供电性能可靠，接地故障电流很小，产生的电弧可以自灭。对于单相永久性质的故障，系统在一定时间内可以带故障运行，避免了过多的挑战情况。（2）由于单相接地时产生的故障电流很小，这类电流对生命的损害以及设备的影响都可以忽略，保障了人身安全和设备使用率。一般建议，当架空线路的电容电流小于30A时，可以采用不接地的运行方式当架空线路电容电路电流大于30A时，经固定消弧线圈接地的运行方式具有优势和经济效益。
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2、经自动跟踪补偿消弧装置接地
如果电力系统运行方式频繁的发生变化，特别是电容电流变化频繁且幅度较大的电力系统，采用传统的消弧线圈方式已经很难保证系统的可靠性和安全性。采用经自动跟踪补偿消弧装置可以使得电力系统中的电容电流很小，并自动消除瞬间性的接地故障，保障系统正常运行。当系统发生永久性故障时，可以选择性的屏蔽故障线路，并不影响其他正常线路的使用。
3、经低电阻接地
采用中性点经低电阻接地的运行方式可以有效的降低单相接地故障时出现的过电压、过电流等情况，避免了单相故障发展为相见故障。如果电力系统所使用的电路线是电缆，那么，一般建议使用的中性点运行方式为经低电阻接地的方式。此外，其在安全运转的时候会频繁的产生高阻接地故障，所以，在使用经低电阻接地的中性点运转方式时，接地电阻的热稳定性时非常重要的因素，直接影响到中性点工作的可靠性。
4 电力系统与中性点接地方式的优选
电力系统由于其复杂的网络规模、工作方式以及工作环境等，其所要求配备的中性点接地方式也不同，多种因素对接地方式的优选都有不同的影响，其中影响最大的因素是电力系统中的电容电流大小。根据理论经验公式估算，在运转符合较大以及供电半径较小的城市10kV电网中，通过多条电线同时运行的方式可以将电网中电容电流控制在30A以下，从而可以选择运行成本较低的中性点不接地的运行方式。而对于电容电流就超过30A的电力网络系统，中性点经消弧线圈接地的运行方式就表现出了跟高的安全性能。而对于以电缆为电线路的电力系统，则最好经小电阻接地的运行方式。
采用中性点经消弧线圈接地的运行方式可以投入一台具备自动调整功能的消弧线圈，也就是经自动跟踪补偿消弧装置的接地方式，具体使用情况要根据当地的电网实际情况而定。
采用中性点经小电阻的接地运行方式要建议使用一次性设备绝缘水平，此外还要注意的是，接地电阻的安装位置，基于保护电阻的原则，一般建议安装在电源测变电站的变压器内，且变压器中最多只能有一个接地点，不能出现两个或多个中性点电阻并行的情况出现。
5 结语
电力系统中性点运行方式是一个复杂多元的系统问题，它与电力系统的设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、供电可靠性能、接地装置等都密切相关。同时，在运行选择时也要充分考察经济效益。本文对比了中性点的不接地运行方式、经消弧线圈接地运行方式以及低电阻接地运行方式的优缺点以及使用条件，在进行方案决策的过程中，应该充分考虑电网系统的现状以、未来发展规划以及经济效益，是选择的试运行方式同时兼顾安全性、可靠性、经济性以及前瞻性。
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论文作者:长顺
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
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