变电站10kV中性点经小电阻接地运行方式的分析

电力系统10kV配电网接地方式探讨摘要：在电力系统中，10kV配电网中性点接地是一个综合性的问题，它涉及到的范围非常之广，而且在电力系统的设计与运行中，扮演着非常重要的角色。

目前，我国主要采用三种中性点接地方式：中性点不接地、经消弧线圈接地、经小电阻接地。

关键词：电力系统；10kV；配电网；接地方式引言中性点不接地方式的主要特点是结构简单、投资较少。

发生单相接地故障时，故障相电压降为零，非故障相电压升高1.732倍，流经故障点的电流是全系统对地电容电流。

系统对地电容较小时，故障电流较小，系统可继续运行1～2h。

中性点不接地系统的根本弱点在于中性点绝缘，电网对地电容储存的能量没有释放通道，弧光接地时易产生间歇性电弧过电压，对绝缘危害很大，同时容易引发铁磁谐振。

因此该方式不能适应配电网发展，已逐渐被经消弧线圈接地和经小电阻接地方式取代。

经消弧线圈接地方式需要通过接地变压器提供中性点。

为避免出现谐振过电压，消弧线圈一般运行在过补偿状态。

发生单相接地故障时，故障电流仅为补偿后的残余电流，可抑制电弧重燃，减少间歇性电弧过电压出现概率。

故障后可持续运行一段时间，但在接地期间绝缘薄弱环节可能被击穿。

目前，我国大部分地区10kV配电网均采用经消弧线圈接地方式。

1经消弧线圈接地系统中的主要问题在市区供电公司10kV配电网中，约有80%为中性点经消弧线圈接地系统，20%为中性点不接地系统，未来将全部改造为中性点经消弧线圈接地系统。

在经消弧线圈接地系统的运行维护中，主要面临以下几方面的问题：第一，少数变电站10kV母线电容电流过大，超过100A，消弧线圈长期欠补偿运行，发生线路单相接地后消弧线圈容量无法完全补偿电容电流；第二，部分10kV母线全部为电缆出线或以电缆出线为主，且电缆沟运行环境普遍恶劣，电缆绝缘水平降低。

线路单相接地后系统中性点电压升高，容易引起电缆沟内电缆绝缘击穿，甚至演变成同沟多起电缆事故，扩大事故范围；第三，部分变电站接地选线装置应用效果不理想，仍然要依靠线路轮切查找接地线路。

10kV中性点经消弧线圈接地系统单相接地引发线路故障的分析及防范措施摘要：随着城市配电网的不断发展，负荷密度越来越大，电力电缆大量投入系统运行，电容电流也随之越来越大。

当系统发生单相接地故障时，接地电弧不能自熄，将引起弧光接地过电压，持续时间一长，在线路绝缘弱点还会发展成两相短路事故。

因此，当电容电流足够大时，就需要采用消弧线圈补偿电容电流。

为避免不适当的补偿给电力系统安全运行带来威胁，必须正确测定系统电容电流值，并据此合理选择消弧线圈电流值及补偿方法，才能做到正确调谐，避免单相接地故障扩大，提高供电可靠性，确保人身设备安全。

关键词：接地系统；线路故障；防范措施引言10kV系统中性点接地的方式主要有不接地、经电阻接地及经消弧线圈接地三种类型。

《中国南方电网公司城市配电网技术导则》规定：主要由架空线路构成的配电网，当单相接地故障电容电流35kV不超过10A，10kV 不超过20A时，宜采用不接地方式；当超过上述数值且要求在故障条件下继续运行时，宜采用消弧线圈接地方式。

主要由电缆线路构成的10kV配电网，当单相接地故障电容电流不超过30A时，可采用不接地方式；超过30A时，宜采用低电阻接地或消弧线圈接地方式。

当前由于通道制约、城市美化、经济发展等因素，10kV电力电缆大量投入配电网运行，电容电流成倍增长，部分变电站中性点接地的方式、消弧线圈补偿电流值已不能满足补偿要求。

电力技术的发展和高质量供电的需求，需要我们进一步加以改善。

下面我们就一起发生在220kV某变电站10kV系统的单相接地故障进行分析。

一、10kV系统单相接地引发多回线路故障案例2012年10月11日，220kV某变电站10kV系统发生一起由10kV线路单相接地引发多条线路跳闸的事件。

由于多条线路停电，造成了城市部分区域的停电，影响面积较大，具体故障经过：10:21 分220kV某变10kV系统A相接地，选线装置显示为10kV沧浪左线。

10kV配电系统接地方式浅析摘要：10kV配电系统接地方式对配电系统的可靠运行有着重要的意义，是配电系统发展过程中不可避免的问题。

当前，对配电系统接地方式有着不同的看法，本文针对不同接地方式对配电系统的影响的阐述，根据不同接地方式的特点，结合10kV配电系统的线路的不同组织方式，探讨不同10kV系统接地方式。

关键词：接地方式；中性点不接地系统；消弧线圈接地；小电阻接地一、引言配电系统在电力系统中占据着重要的地位，过去，由于配电网比较小，电容电流不大，配电网采用中性电绝缘系统是比较合适的。

近几年，城市配电系统网络的不断发展和壮大，配电系统中大量采用电缆化、绝缘线和中压环网设备，中压网络用户迅速增加，配电网络的密度快速提高，导致了配电系统的电容电流急剧增加，再采用中性点不接地方式的接地模式已经不能满足当前需要，逐步向采用消弧线圈补偿接地和小电阻接地方式过渡，但是，不同的地区，不同的网络对接地方时的要求也不尽相同，本文根据不同配电系统情况提出不同的接地方式，以达到最优化的目的。

二、10kV配电系统接地方式1、中性点不接地系统中性点不接地的配电网如果三相电源电压是对称的，则电源中性点的电位为零，但是由于架空线排列不对称等原因，使各相对地导纳不相等，则中性点将会产生位移电压。

一般情况位移电压是比较低的，对运行的影响不大。

当中性点不接地的配电网发生单相接地故障时，非故障的二相对地电压将升高，由于线电压仍保持不变，故对用户供电影响不大。

实践表明，单相接地时，当接地电流大于10A时，有可能产生不稳定的间歇性电弧，随着间歇性电弧的产生将引起幅值较高的弧光接地过电压，对设备有较大威胁，同时当接地电流较大时，接地点电弧不易熄灭，对故障的消除不利。

由于中性点不接地配电网的单相接地是可以继续向用户供电，对用户的影响小，同时接地电流很小，对邻近通信线路、信号系统的干扰小，这是这种接地方式的一个优点。

2、中性点经消弧线圈接地方式中性点接有消弧线圈的配电网络，当发生单相接地时，可形成与接地电流大小接近但方向相反的感性电流以补偿容性电流，从而使接地电流变得很小，同时可以减小故障相电压的恢复速度从而减小电弧重燃的可能性。

电网中性点接地方式及选择要求电网中性点接地方式及选择要求三相交流电力系统中性点与大地之间的电气连接方式，称为电网中性点接地方式。

中性点接地方式涉及电网的安全牢靠性、经济性；同时直接影响系统设备绝缘水平的选择、过电压水平及继电保护方式、通讯干扰等。

一般来说，电网中性点接地方式也就是变电所中变压器的各级电压中性点接地方式。

因此，在变电所的规划设计时选择变压器中性点接地方式中应进行实在分析、全面考虑。

【电网中性点接地方式及选择要求】我国110kV及以上电网一般采纳大电流接地方式，即中性点有效接地方式（在实际运行中，为降低单相接地电流，可使部分变压器采纳不接地方式），这样中性点电位固定为地电位，发生单相接地故障时，非故障相电压上升不会超过1.4倍运行相电压；暂态过电压水平也较低；故障电流很大，继电保护能快速动作于跳闸，切除故障，系统设备承受过电压时间较短。

因此，大电流接地系统可使整个系统设备绝缘水平降低，从而大幅降低造价。

6～35kV配电网一般采纳小电流接地方式，即中性点非有效接地方式。

近几年来两网改造，使中、小城市6～35kV配电网电容电流有很大的加添，如不实行有效措施，将危及配电网的安全运行。

中性点非有效接地方式重要可分为以下三种：不接地、经消弧线圈接地及经电阻接地。

1中性点不接地方式适用于单相接地故障电容电流IC10A，以架空线路为主，尤其是农村10kV配电网。

此类型电网瞬间单相接地故障率占60%～70%，希望瞬间接地故障不动作于跳闸。

其特点为：单相接地故障电容电流IC10A，故障点电弧可以自熄，熄弧后故障点绝缘自行恢复；单相接地不破坏系统对称性，可带故障运行一段时间，保证供电连续性；【电网中性点接地方式及选择要求】通讯干扰小；单相接地故障时，非故障相对地工频电压上升31/2UC，此系统中电气设备绝缘要求按线电压的设计；当IC10A时，接地点电弧难以自熄，可能产生过电压等级相当高的间歇性弧光接地过电压，且持续时间较长，危及网内绝缘薄弱设备，继而引发两相接地故障，引起停电事故；系统内谐振过电压引起电压互感器熔断器熔断，烧毁TV，甚至烧坏主设备的事故时有发生。

中性点经小电阻接地系统应用及保护配置研探摘要：阐述在城市10KV配电网中性点经小电阻接地系统中，对中性点小电阻值的选择以及单相接地故障电流对继电保护装置配置的影响进行具体分析，验证中性点经小电阻接地系统采用零序保护投入使用的必要性和可行性。

关键词：中性点小电阻；继电保护配置；零序保护引言：由于城市电网规模不断地扩建和延伸，而且受城区规划、环保和场地等条件制约，城市配电网开始采用以电缆出线为主、架空出线为辅的电网结构模式，这样一来，lOkV系统单相对地电容电流就大幅度地增加了。

当系统发生单相接地时，接地相的接地电流是非故障相对地电容电流之和，当电容电流超过1OA，此时接地电弧不能可靠熄灭，就会产生弧光接地过电压，而且持续电弧造成空气的离解，破坏了周围空气的绝缘，容易发生相间短路等严重后果。

因此，为了增强配网系统安全性，使用中性点经小电阻接地系统，当发生单相接地故障后，由零序保护动作，切断故障，保护电缆线路处理对策是十分必要的。

1.中性点小电阻值的选择在中性点小电阻接地系统中，通过在回路中串联小电阻形成通路，能够泄放熄弧后半波的能量，使中性点电位降低，故障相的恢复电压上升速度也减慢，减少电弧重燃的可能性，抑制电网过电压的幅值，保证了电网的安全。

中性点电阻阻值的合理选取涉及到系统的过电压水平、继电保护的整定、中性点电阻的热容量、对通讯的干扰以及人身安全等许多问题，是一个需要综合考虑的问题[1]。

目前在对城市lOkV配电系统的中性点经小电阻接地方式的确定上，有采用传统方法进行，即从系统发生单相接地故障的情况入手，不断改变中性点接地电阻值，对系统的稳态和暂态两方面进行计算，比较随之改变的单相接地故障电流值、单相接地故障健全相电压值及弧光接地过电压值、铁磁谐振过电压值等等，然后按照规程规定值和继电保护等方面的约束值进行综合比较，最终得出较合适的接地电阻值；还有根据将系统单相短路电流限制在一定值以下,同时考虑到满足继电保护的选择性和灵敏度的要求来确定(关于接地电阻的阻值,上海供电公司规定,将接地电流的值控制在 1 000 ~ 2 000 A 来选择；而北京供电公司规定,阻值为10Ω , 接地电流在 400 ~ 500 A 之间). 虽然这种中性点运行方式在发生单相接地时将跳闸, 但是,由于绝缘要求低, 减少了投资，因此,逐渐被广泛采用。

前言在电网系统中，配电变压器是十分重要的设备，将关系到电网能否稳定运行。

但就实际情况来看，由于接地电阻阻值过大，配电变压器会出现设备烧毁的情况，而人员的生命财产安全也会因此受到威胁。

因此，相关人员还应加强配电变压器接地电阻测量工作的开展，从而及时发现接地电阻阻值过大的问题，并采取合理措施降低接地电阻阻值。

在配电变压器安装、使用的过程中，还应避免接地电阻阻值过大，以免出现设备烧毁和人员触电等事故。

基于这种认识，配电变压器接地电阻对供电设备的正常使用影响巨大，若在供电设备的运行过程中，接地电阻值超过正常的范围，会烧毁供电设备及对人员的生命财产安全带来巨大的威胁，所以对于10kv配电变压器接地电阻测试是至关重要的，并且制定了相关的电变压器接地电阻测试的方案。

关键词：配电变压器；接地电阻；测量；注意事项前言 (1)摘要 (2)第1章绪言 (5)1.1背景现状 (5)1.2设计目的 (5)第2章10kv配电变压器接地电阻测试任务 (6)2.1任务描述 (6)2.2任务要求 (6)第3章信息咨询 (7)3.1接地电阻 (7)3.2接地电阻的规范要求 (8)3.3变压器接地电阻过大的危害 (8)3.3.1低压相线绝缘损坏 (8)3.3.2配电变压器的中性点发生偏移 (9)3.3.3增大配电变压器避雷器的接地电阻阻值 (9)3.3.4设备无法运行 (9)3.4变压器接地电阻测试方法 (9)3.5变压器接地电阻测试注意事项 (10)第4章制定10kv配电变压器接地电阻测试计划 (12)4.1设计进度计划 (12)4.2设计任务划分 (12)4.3设计必备工具 (12)4.4计划实施步骤 (12)第5章实施10kv配电变压器接地电阻测试计划 (14)5.1前期准备 (14)5.2测且设备和方法 (14)5.3长沙西站变电站10kv配电变压器接地电阻测试实施 (15)5.4长沙西站变电站10kv配电变压器接地电阻测试结果以及分析 (16)5.4.1检测结果 (16)5.4.2结果分析 (17)第6章过程检查与控制 (18)6.1配电变压器接地电阻阻值过大问题 (18)6.210kv配电变压器接地电阻测试注意事项 (18)6.3配电变压器接地电阻过高预防措施 (19)第7章技术总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第1章绪言1.1背景现状配电变压器接地电阻是电网系统的重要组成部分，当接地电阻值超过正常范围时会对供电设备产生不利的影响，会导致供电设备的损坏以及人员生命财产的伤亡与损失，因此，加强对配电变压器接地电阻的测量，对于提高变压器系统的安全性与可靠性具有重要的意义，选择变压器中性点接地方式会牵涉到很多电力系统相关的技术性问题，当前，主要存在的变压器中性点接地方式有中性点不接地、中心点经消弧线圈接地、中性点经高电阻接地等，实际中，选择什么种类的接地方式是根据实际情况而定，目前，主要利用接地电阻测量仪(接地摇表)对接地电阻进行测量，测量过程中，为了保证测量数据的准确性，一般采用交流进行。

中压供配电系统中性点接地方式我国采纳经消弧线圈接地方式已运行多年，但近几年有部分区域采纳中性点经小电阻接地方式，它们都属于中性点不接地系统。

随着采纳电缆线路的用户日益增加，系统单相接地电容电流不断增加，导致电网内单相接地故障扩展为事故。

世界各国对中压电网中性点接地方式有不同的观点及运行经验，在中压电网改造中，其中性点的接地方式问题，现已引起多方面的关注，面临着进展方向的决策问题。

下面对分析中性点不同的接地方式与供电的可靠性。

一、中性点经小电阻接地方式世界上以美国为主的部分国家采纳中性点经小电阻接地方式，中性点经小电阻接地方式可以泄放线路上的过剩电荷来限制弧光产生的过电压，由于美国在历史上过高的估量了弧光接地过电压的危害性，因而采纳此种方式。

中性点经小电阻接地方式通过零序电流继电器来庇护线路。

其优点是：接地时，由于流过故障线路的电流较大，零序过流庇护有较好的灵敏度，可以比较轻易检除接地线路；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。

但是其缺点也很明显：由于接地点的电流较大，当零序庇护动作不及时或拒动时，将使接地点及四周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，均作用与跳闸，使线路的跳闸次数大大增加，严峻影响了用户的正常供电，使其供电的可靠性下降。

于是出现了中性点经消弧线圈接地方式。

二、中性点经消弧线圈接地方式1916年发明了消弧线圈，运行经验表明，其广泛适用于中压电网，在世界范围有德国、中国、前苏联和瑞典等国的中压电网均长期采纳此种方式，显著提高了中压电网的安全经济运行水平。

采纳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，可不马上跳闸，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，电弧能自灭。

中性点经消弧线圈接地方式的供电可靠性，大大的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着以下2个问题：中性点经消弧线圈接地方式存在的两大缺点，也是两大技术难题，多年来电力学者致力于解决这些难题，已经有了很多成就，具体表现在以下几个方面：1.中性点位移电压由于电网中性点有不对称电压存在，回路中便有零序电流流过，于是在消弧线圈的两端产生了电位差，该电位差就是通常所说的中性点位移电压。

小电阻接地系统配电网零序保护可靠性分析与应对措施【摘要】本文介绍了小电阻接地系统配电网零序保护在实践应用中存在的问题，分析事故原因并有针对性的提出实践应用措施。

【关键词】小电阻接地系统零序电流保护分析与措施【引言】包钢新体系中压供配电网系统供出线路均为电缆出线，通过电缆隧道，架空电缆通廊送至用户端。

为保证电力电缆运行安全，防止引发电气火灾、短路事故，在10kv配电网采用中性点经小电阻接地方式。

当发生单相接地故障时，零序电流保护动作切除故障，其优点是保护灵敏度高，在接地故障初期即可快速切除故障点。

目前钢铁企业的重要负荷均采用双路或多路供电，并配置保安电源，分段设备采用备自投方式，可以保证用电安全，实现供电连续性。

【正文】一、包钢新体系10KV配电网中性点经小电阻接地系统零序保护应用中存在的问题：包钢新体系配电网系统采用中性点经小电阻接地方式，于2012年投入运行。

在运行过程中出现多次零序保护拒动和误动事件，对生产和系统安全带来重大影响。

下面就典型故障进行分析说明：各级零序保护配置表：系统标准主接线图：1．炼钢公辅水系统变电站零序保护越级跳闸事件：（1）系统运行方式：56#变电所1#主变、2#主变带10kvI段、II段母线分列运行，10kvI段带公辅1#线、10kvII段带公辅2#线运行；公辅变电所I进线带10KV I段母线带1#水泵、II进线带10KV II段母线带2#水泵运行，10kv分段热备。

（2）故障现象及原因分析：2017年6月8日，公辅变1#水泵电缆端头发生单相接地，56#变电所公辅1#线零序过流II段保护动作，开关跳闸，保护动作时间0.6s，动作值2.8A。

公辅变电所10kvI段母线失电，1#水泵及其他用电设备低电压保护动作跳闸。

运行人员切开10KV I段所有断路器后，检查设备无异常，用公辅变10kv分段合闸带10kvI母，恢复母线供电后启动1#水泵时，56#变电所2#线零序保护动作跳闸，造成公辅变全站停电。