并网型光伏发电站中性点接地方式的分析

并网光伏电站防雷与接地技术及应用探讨摘要：太阳能光伏并网发电系统的防雷与接地技术对系统的安全可靠运行起着非常重要的作用，本文通过分析光伏并网发电系统的特色来探究防雷与接地的方案，提出了诸多方法来预防直击雷以及其产生的雷击电，包括对输电线路采用接闪杆、室外的光伏组件，对市内电气设施设备采用避雷和等电位连接的方法来防止直击雷电感应和雷电波入侵等，使光伏发电系统安全、高效、可靠的进行。

关键字：并网光伏；防雷；接地技术一、雷电对光伏电站的危险电击对光伏电站的毁坏率按部件进行统计，从高到低分别是电控系统40%-50%、电池组件16%、光伏组件25%-35%。

根据相关电力部门的运行统计，光伏电站80%-90%的毁坏事故是由电气线路引入的。

若从维修的成本进行分析，分别为逆变器，电控系统，光伏组件，通讯系统。

雷电对光伏电站的危害方式有雷电感应、直击雷和雷电波侵入三种。

所谓直击雷，就是带电积云与地面目标之间的强烈放电。

直击雷的电压峰值通常都可以达到几万伏以上，电流峰值可以达到几十千安培以上，破坏性很强的原因就是因为雷云所蕴藏的能量在非常短的时间就能够释放出来，瞬间功率变得巨大。

太阳电池陈列安装在室外，当雷电发生时太阳电池非常容易受到直击雷的破坏。

采用防护措施是将太阳能电池板四周铝合金框架和支架连接起来，所有支架都采用等电位连接来接地。

太阳能电池板是由钢化玻璃两层间夹太阳能电池并抽取真空，其中钢化玻璃是绝缘体，而四周的铝合金框架是导体。

当直击雷发生时，雷电能量通过铝框架立即泄入大地，就能让太阳能电池板得到保护，避免直击雷冲击而受到损害。

雷电波入侵原因是由于架空线路或者进出管道对雷电的传导作用，雷电波可能会沿着各类管道线路侵入屋内，危及人身安全或者损坏设备。

雷电击中接闪杆时，在接闪杆接地体附近会产生放射状的电位分布，对靠近它的电子设备接地体进行电位反击，入侵电压有时候可以达到数万伏。

二、太阳能光伏并网电站防雷的主要措施光伏电站在进行防雷设计的时候，首先必须考虑架设接闪杆，从而防止直击雷对光伏发电系统的伤害，同时也必须考虑防止雷电感应和雷电波侵入光伏发电系统。

光伏电站中性点接地方式的探讨摘要：本文介绍了光伏电站中常见的中性点接地方式，并结合光伏电站实际工程情况对光伏电站中性点接地方式进行了分析及设计优化，供光伏工程参考。

关键词：光伏电站中性点接地电容电流引言近年来，国家对发展清洁能源越来越重视，光伏发电作为清洁能源的重要组成部分之一，随着光伏组件成本价格的不断下降，光伏电站的建设取得了快速发展，对于大规模（100MW及以上）并网光伏电站及小规模分散式（10MW～30MW）并网光伏电站，由于其电气接线方式的不同，对光伏电站的交流系统中性点接地方式也提出了新的不同要求。

一、光伏电站中性点接地方式选择原则光伏电站交流系统中电力设备和配电网差异不大，主要为电缆、负载、变压器等。

确定中性点接地方式应主要限制系统中可能产生的过电压，尤其是工频过电压，以防止发生绝缘击穿或由单相接地发展成多相短路的现象。

光伏电站交流系统的故障将直接导致光伏电站部分停运，因此可靠运行极为重要。

为保障其运行可靠，对可恢复性故障应让其自动消除，防止因不必要的跳闸而降低供电可靠性；当发生不可恢复性故障时，必须尽快隔离故障设备，以免影响正常供电。

因此，对接地故障支路的识别和隔离是很重要的。

综上所述，确定光伏电站交流系统中性点接地方式必须保证以下原则：系统过电压倍数较低并且不出现工频过电压；单相接地故障电流较小；可恢复性故障可被自动消除；发生不可恢复性故障时能正确迅速切除接地故障线路。

二、光伏电站交流系统常见中性点接地方式光伏电站交流系统的中性点接地方式一般有以下几种：不接地；经消弧线圈接地；经电阻接地。

[2]（一）中性点不接地方式中性点不接地方式，即中性点对地绝缘，事实上，是通过电网对地电容接地。

具有2个主要优点：（1）运行方面：电网发生单相接地故障时稳态工频电流小。

①如雷击绝缘闪络瞬时故障可自动清除，无需跳闸；②如发生金属性接地故障，可带电运行2小时，改善了电网不间断供电，提高了供电可靠性；③接地电流小，降低了地电位升高，减小了跨步电压和接触电压，减小了对信息系统的干扰和对地低压网的反击等。

Advances in Energy and Power Engineering 电力与能源进展, 2015, 3(6), 216-220Published Online December 2015 in Hans. /journal/aepe/10.12677/aepe.2015.36030Analysis of the Neutral Point GroundingMode in Grid-Connected PhotovoltaicPower StationKai WangXinjiang Wind Power Engineering Design & Consultation Co., Ltd., Urumqi XinjiangReceived: Dec. 5th, 2015; accepted: Dec. 28th, 2015; published: Dec. 31st, 2015Copyright © 2015 by author and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractSolar energy is a kind of inexhaustibile clean energy. It has sufficient cleanliness, adequacy and potential economic security of absolute and relative breadth, really long life and maintenance-free property, resources etc., and plays an important role in the long-term energy strategy. In this pa-per, the comparison of different neutral point grounding modes of power network is summarized to select the appropriate neutral point grounding for the photovoltaic power station. Taking a photovoltaic power station as an example, neutral grounding resistor is calculated to offer the values for reference value in the future.KeywordsGrid Connected Photovoltaic Power Station, Power System, Neutral Point Grounding Mode并网型光伏发电站中性点接地方式分析王凯新疆风电工程设计咨询有限责任公司，新疆乌鲁木齐收稿日期：2015年12月5日；录用日期：2015年12月28日；发布日期：2015年12月31日王凯摘 要太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。

电子产品世界风力和光伏发电站中性点接地设备选型Selection of neutral grounding equipment for wind and photovoltaic power stations肖思达，王雪娜 （广西大学电气工程学院，南宁 530000）摘 要：风力和光伏发电系统中变压器35 kV侧绕组主要采用D型接线方式，当发生单相接地故障时，容性电流过大通常会导致暂时过电压破坏设备绝缘。

工程应用中通常采取接地变压器创造一个人为的中性点，然后通过消弧线圈或小电阻接地。

小电阻接地具备能快速切除故障和抑制过电压的特点，因此在工程中得到了广泛的应用。

本文将介绍接地变的工作原理，并给出接地电阻值和接地变容量选择的依据。

关键词：接地变压器；接地电阻；过载系数0 引言风力和光伏发电系统集电线路常常采用电缆的形式汇集电能。

35kV电压等级集电线路使用电缆直埋敷设，其对地电容电流约为架空集电线路对地电容电流的30～45倍。

因此，当大量采用电缆输送电能，在发生单相对地短路时，故障点会产生暂时过电压，从而损坏电缆绝缘[1]。

若发生故障不能及时处理，将会导致事故扩大，造成更大的经济损失。

根据《交流电气装置过电压保护和绝缘配合设计规范》（GB/T50064—2014），当单相接地故障电容电流较大时，可采用中性点低电阻接地方式。

并要求中性点接地电阻在满足单相接地继电保护可靠性和过电压绝缘配合的前提下选择较大阻值。

在国家电网有限公司颁布的《防止风电大面积脱网重点措施》中要求，风电场应采取切实有效的措施，确保汇集线系统故障快速切除，防止扩大恶化。

对新建风电场，建议汇集线系统采用经电阻接地方式，并配置单相接地故障保护。

本文对接地变压器和中性点接地电阻值选择过程进行分析计算，总结出几种风力和光伏发电系统中常见的接地变和接地电阻选型结果。

1 Z型接地变工作原理在实际的工程应用中，国内大多数集中并网的风力和光伏发电站都采用35kV电压等级汇集电能至升压站主变低压侧进行升压后送出，而主变35kV侧通常为D 型接线，无中性点引出。

光伏电站中性点接地方式选择及应用案例摘要：本文主要研究各种中性点接地方式的特点及应用场景，针对大型光伏电站系统中性点接地方式进行详细的分析以及如何进行选择，并给出具体的设计案例，提高光伏电站安全稳定运行。

关键词：光伏电站；中性点；案例设计一、前言近年来以风电、光伏发电为代表的新能源行业快速发展，装机容量加速上涨，正值能源低碳转型的关键期。

“十四五”可再生能源发展规划提出：“十四五”期间，可再生能源发电量增量在全社会用电量增量中的占比超过 50%，风电和太阳能发电量实现翻倍。

光伏电站作为可再生能源的重要组成部分之一，如何实现光伏电站的可靠运行尤为重要。

本文主要研究光伏电站系统中性点接地方式以及如何进行选择，中性点接地方式选择关系到多个方面，一是中性点接地方式直接影响光伏电站的运行方式；二是合理选择接地方式可以减少电站停电时间，提供发电量；三是合理选择接地方式可以限制系统过电压水平，对设备选型的绝缘等级降低，节约工程投资。

但不论采用何种中性点接地方式，其目的都是为了当系统发生单相接地故障或者相间短路故障的时候，能最大限度地保证电力系统供电系统的可靠性、安全性和经济性。

二、光伏发电系统系统介绍本次主要介绍大型光伏电站系统，系统包含太阳能组件、交流逆变器、箱式变电站、35kV集电线路、35kV配电装置、升压变压器、110kV配电装置、无功补偿装置、接地变系统、站用变系统、通信系统、继电保护系统等。

大型光伏电站场区内发电单元和箱式变电站较多，会导致2个问题：一是35kV集电线路较长，对应导致整个电站接地电容电流值较大，发生单相短路时，对线路和设备的损伤严重；二是电缆头及附件故障点多，导致发生故障的概率上升；三是集电线路为电缆线路，一旦出现故障多为永久性故障，短时间不切除极易扩大故障。

三、中性点各种接地方式介绍中性点的接地方式有四类，分别是直接接地、不接地、经消弧线圈接地、经电阻接地系统。

1.直接接地直接接地系统发生单相短路时短路电流较大，为防止线路、设备损伤，线路或设备需要立即切除，因此将中性点直接与大地连接，发生故障时，断路器跳闸切除故障。

光伏系统中性点接地方式的设计及设备选择摘要:结合规范以及国家电网公司相关条文的要求,阐述了光伏电站汇集线系统中性点接地方式的最优设计方案的分析过程,介绍了按照该方案如何选择电气设备的关键参数及其注意事项,为相关设计提供了参考。

关键词:光伏电站;汇集线系统;中性点接地光伏电站近年来装机规模不断增大,但是技术发展的滞后及规程规范的缺失使得设计、制造及安装环节均存在不同程度的隐患,给电网的安全运行带来了很多问题,以汇集线系统中性点接地方式的选择更具代表性。

1.汇集线系统中性点接地方式的特点光伏电站汇集线系统中性点接地方式的设计都是遵循文献［1］的设计要求,采用不接地、经消弧线圈或低电阻的接地方式,也有采用经消弧柜的接地方式。

1)中性点不接地方式当发生接地故障时,由于不会形成回路,且通过短路点的电流仅为接地电容电流,当故障电流很小时,对地电位发生变化,短路点电弧就可自熄,绝缘也可恢复,提高了供电可靠性。

但如果发生间歇性弧光过电压,使得健全相的电位可能升高,会造成击穿设备的绝缘的危害。

2)中性点经电阻接地方式系统故障点注入阻性电流,使接地故障电流呈阻容性质。

减小电容电流与电压的相位差角,降低故障点电流过零熄弧后的重燃,当阻性电流足够大时,重燃将不再发生,同时把系统电压控制在2.5倍相电压以内,提高了继电器保护灵敏度。

优点:快速切除故障,过电压水平低,消除谐振过电压;有利于降低操作过电压,对全电缆线路,大部分接地故障为永久性故障,可不投线路重合闸,不会引起操作过电压;与线路零序保护配合,可准确判断出故障线路并迅速切除。

缺点:发生短路故障时,保护设备立即动作切除故障,增加了停电次数,供电可靠性较低;接地电流会引起故障点接地网的地电位升高,危及设备和人身安全。

3)中性点经消弧线圈接地方式当发生接地故障时,对单相接地电容电流进行有效补偿, 故障点的残余电流降至10A以下, 利用消弧线圈易于熄弧和防止重燃的特点, 使过电压持续时间大为缩短，降低高幅值过电压出现的概率,进而防止事故的发生与扩大。

光伏区接地做法随着光伏发电技术的不断发展和应用，光伏电站的建设已成为推动清洁能源发展的重要途径之一。

在光伏电站的建设中，光伏区接地起着至关重要的作用。

本文将从接地的定义、作用、接地系统的组成以及接地的常见做法等方面进行阐述。

一、接地的定义和作用接地是指将电气设备与地之间建立良好的导电通路，以确保设备及人体安全的措施。

在光伏电站中，接地的作用主要有以下几个方面：1.保护人身安全：光伏电站中的电气设备存在着电击的危险，通过接地可以将电流引入地下，减少电流对人体的伤害。

2.保护设备安全：接地可以排除设备中的静电和漏电，避免设备过载或损坏。

3.稳定电气系统：接地可以有效地降低电气系统的电阻，提高系统的稳定性和可靠性。

二、接地系统的组成光伏区接地系统主要由接地体、接地线和接地极等组成。

1.接地体：接地体是接地系统中的核心部分，通常是由金属材料制成，如铜杆或镀铜板。

接地体需要埋入地下，与地壤接触，以确保电流的正常引流。

2.接地线：接地线是将电气设备与接地体相连接的导线，通常由铜或铝制成。

接地线需要具备良好的导电性能和机械强度，以确保电流的顺利流动。

3.接地极：接地极是接地系统中的辅助部分，主要用于提高接地的效果。

它通常由导电性能较好的金属材料制成，如铜皮或铝皮。

接地极的形状和布置需要根据具体的光伏区地质条件和电气设备的要求来确定。

三、光伏区接地的常见做法1.单点接地法：单点接地法是将所有的电气设备都通过接地线连接到一个接地体上，形成一个共同的接地点。

这种做法适用于光伏区面积较小、设备分布较密集的情况。

2.分区接地法：分区接地法是将光伏区划分为多个区域，每个区域都有独立的接地体和接地线。

这种做法适用于光伏区面积较大、设备分布较分散的情况。

3.混合接地法：混合接地法是将单点接地法和分区接地法相结合，根据光伏区的具体情况选择合适的接地方式。

这种做法可以兼顾经济性和可靠性。

在进行光伏区接地时，还需注意以下几点：1.接地体的选择：接地体的选择应根据光伏区的地质条件和土壤电阻率来确定，以确保接地的效果。

光伏电站35kV系统中性点低电阻接地的应用大型地面集中光伏电站汇集线在发生单相接地故障时，容易引起工频过电压并造成设备故障，给汇集线的安全、可靠运行带来严重后果，中性点接地方式对电网安全稳定运行又有着非常重要的影响，本文建议光伏电站35kV系统采用低电阻接地方式、介绍了光伏电站35kV汇集线中性点低电阻接地方式的设计方案、接地电阻阻值计算方法、接地变容量的计算方法和继电保护的配置方案和整定原则，对光伏电站的运行设计有一定的参考价值。

标签：光伏电站；汇集线；中性点低电阻接地；继电保护整定原则0 引言选择电网中性点的接地方式是一个综合性问题。

它与电压等级、单相接地短路电流、继电保护配置、过电压水平等有关，直接影响电网的绝缘水平、供电可靠性和连续性、继电保护、系统稳定以及对通信线路的干扰等。

电力网中性点的接地方式有中性点有效接地和中性点非有效接地两种类型。

其中，中性点非有效接地方式可分为中性点不接地方式、中性点低电阻接地方式、中性点高电阻接地方式和中性点谐振接地方式。

以往光伏电站35kV及以下系统采取中性点经消弧线圈接地或不接地方式运行。

消弧线圈接地方式的缺点是降低了小电流选线装置的灵敏度、容易发生串联谐振过电压、在非正常运行方式下，无法抵消弧光接地时的全部高频分量，可能引起很高的弧光接地过电压。

近几年，光伏电站建设规模逐年快速扩大，大型光伏电站面积较大，各子系统的间距较远。

光伏场区通常将逆变器的出口电压经过箱式双分裂升压变压器升压到35kV，通过35kV汇集线送往升压站，经升压站主变升压后接入系统。

光伏电站35kV汇集线线路较长，一般采用电缆或架空方式，这导致35kV系统电容电流的数值大幅度增加。

据统计，全国已出现多起因单相接地故障不能快速切除导致故障扩大并成为光伏发电大规模脱网的主要原因。

当前，并网安全问题始终是悬在光伏产业头顶上的一把剑。

因此，对于35kV系统电容电流数值较大的光伏发电站，接地方式的选择将直接影响到光伏电站电气设备的安全运行。

简析光伏升压站中性点接地装置的应用与设计摘要：在国家光伏补贴政策的鼓励下，我国光伏项目建设进入爆发期，而光伏集电线路因单相接地故障导致升压站脱网问题日益严重。

本文对中性点小电阻和消弧线圈接地系统特点进行对比分析，确定以小电阻作为升压站的接地方式；讨论了电阻与电容电流比值与过电压倍数的关系，对后续工程的设计具有一定的借鉴意义。

关键词：中性点接地装置；渔光互补；接地变；过电压倍数1 引言在国家的大力扶持下，截止2017年底，我国的光伏产业累计装机容量已达130GW，位居全球首位[1]。

在一系列的光伏电站的建设和运行过程中，逐步暴露出了一些问题，多地光伏电站发生火灾脱网事故频见报端，经事故分析，除设备自身故障原因外，光伏集电线路发生单相接地故障未能及时排除是事故扩大的一个重要原因。

为能在35kV集电线路在发生单相接地故障时能快速切除和准确选线，本文以110kV渔光互补升压站为例，对其低压侧35kV小电阻接地系统的设计和设备参数进行研究。

2 接地型式的选择根据《光伏发电站设计规范》（GB 50797-2012）8.2.7规定：“光伏发电站内10kV或者35kV系统中性点可采用不接地、经消弧线圈接地或者小电阻接地方式。

经汇集形成光伏发电站群的大、中型光伏发电站，其站内汇集系统宜采用经消弧线圈接地或者小电阻接地的方式。

”2.1中性点经消弧线圈接地中性点经消弧接地方式通过在接地变高压侧中性点串接消弧线圈进行接地，该接地方式的原理是在系统发生单相接地故障时，由消弧线圈装置提供感性的电流对接地故障引发的电容电流进行补偿，使电容电流降低至10A以内，进而熄灭电弧。

该接地方式可使系统在故障条件下运行2小时，且在熄弧后，接地故障能被自动清除。

消弧线圈接地方式存在着一定的缺点：其对中性点设备的绝缘水平有着较高的要求，且在不同的运行方式下，有可能因补偿不足而导致谐振过电压；选线装置复杂，导致系统可控性较差，实际运行效果差强人意。