嚴(yán)浩軍，龔亞萍，翁志紅

（寧波電業(yè)局，浙江 寧波 315010）

配電網(wǎng)的運(yùn)行特性與中性點(diǎn)的接地方式有著密切的聯(lián)系，正確選擇中性點(diǎn)的運(yùn)行方式，對(duì)提高配電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性具有重要意義。

長期以來，寧波的10 kV和35 kV城市配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用非有效接地方式，即不接地或經(jīng)消弧線圈接地。隨著10 kV和35 kV系統(tǒng)電纜出線的不斷增多，配電網(wǎng)電容電流也不斷增大。截至2012年3月，寧波市中心老三區(qū)配電網(wǎng)的電纜化率分別為：海曙區(qū)84.6%、江東區(qū)90.1%、江北區(qū)44.1%。采用這種單一的非有效接地方式也出現(xiàn)了一些問題，既涉及到設(shè)備的配置和運(yùn)行維護(hù)，也涉及到中性點(diǎn)的運(yùn)行方式，需要根據(jù)電網(wǎng)特點(diǎn)，針對(duì)不同區(qū)域和不同的發(fā)展階段統(tǒng)籌兼顧、綜合治理。

1 常見中性點(diǎn)接地方式及其優(yōu)缺點(diǎn)分析

1.1 中性點(diǎn)不接地方式

根據(jù)國標(biāo)GB 50613-2010《城市配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：35 kV、20 kV、10 kV配電網(wǎng)單相接地故障電容電流在10 A及以下，應(yīng)采用中性點(diǎn)不接地方式。

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地點(diǎn)故障電流?。▋H為電網(wǎng)對(duì)地電容電流），對(duì)鄰近通信線路、信號(hào)系統(tǒng)等的干擾也較小，由于此時(shí)線電壓仍對(duì)稱，對(duì)用戶的供電基本沒有影響；其主要缺點(diǎn)是當(dāng)對(duì)地電容電流較大時(shí)容易產(chǎn)生弧光接地過電壓。因而有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，應(yīng)在2 h內(nèi)發(fā)現(xiàn)并消除單相接地故障，否則容易發(fā)展成相間接地短路。另外，這種方式對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的絕緣水平要求也較高，增大了投資。

1.2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地

35 kV，20 kV，10 kV配電網(wǎng)單相接地電容電流超過10 A、小于100 A時(shí)，宜采用經(jīng)消弧線圈接地方式，接地電流宜控制在10 A以內(nèi)[1]。

中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，消弧線圈能根據(jù)電網(wǎng)電容電流大小自動(dòng)調(diào)諧，最終使接地點(diǎn)殘流最小，接地故障可能會(huì)自行消除。因此，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)具有中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，同樣也具有中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的缺點(diǎn)，但出現(xiàn)弧光過電壓的概率較小，因?yàn)檩^小的接地殘流降低了單相接地的建弧率。

1.3 中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地

當(dāng)35 kV，20 kV，10 kV配電網(wǎng)單相接地電容電流超過100 A，或?yàn)槿娎|網(wǎng)時(shí)，宜采用低電阻接地方式[1]。采用低電阻接地時(shí)，單相接地故障電流較大，保護(hù)配置按瞬時(shí)跳閘處理。

配電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地，屬于中性點(diǎn)有效接地方式。這種接地方式的優(yōu)點(diǎn)是過電壓（弧光接地過電壓、諧振過電壓等）低，提高了電網(wǎng)和設(shè)備的絕緣可靠性；大接地電流故障容易定位，能迅速切除接地線路。缺點(diǎn)主要是單相接地時(shí)因迅速切除故障而使供電中斷，降低了供電可靠性。

2 寧波配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地存在的問題

2.1 消弧線圈配置問題

（1）隨著配電出線電容電流的增大，單相接地電容電流超過10 A，原沒有配置消弧線圈的變電站需增加消弧線圈補(bǔ)償，而當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí)并沒有考慮這一情況，沒有相應(yīng)的安裝位置，致使實(shí)際無法實(shí)施。

（2）原已配置消弧線圈的變電站，消弧線圈容量根據(jù)5～10年發(fā)展預(yù)期配置，但已滿足不了當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展的速度，消弧線圈容量不足?；鶎庸╇姴块T不斷提出增容要求，但消弧線圈增容涉及到設(shè)備改造計(jì)劃和立項(xiàng)等問題，實(shí)際操作起來有一定難度，很難立馬解決。

2.2 消弧線圈控制裝置問題

（1）具有聯(lián)機(jī)功能的同一電壓等級(jí)兩段母線的消弧線圈自動(dòng)控制裝置，當(dāng)母線并列聯(lián)機(jī)運(yùn)行時(shí)，如果主機(jī)發(fā)生故障，從機(jī)也就無法調(diào)節(jié)。

（2）由于設(shè)備招投標(biāo)的限制，個(gè)別變電站同一電壓等級(jí)Ⅰ、Ⅱ段母線配置的消弧線圈自動(dòng)補(bǔ)償裝置不是同一廠家生產(chǎn)，母線并列時(shí)不能聯(lián)機(jī)運(yùn)行。

（3）早期消弧線圈自動(dòng)控制裝置不具備消弧線圈調(diào)檔至極端位置和聯(lián)機(jī)通信中斷的遠(yuǎn)方報(bào)警功能，使這類問題或缺陷往往得不到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。

2.3 運(yùn)行管理問題

（1）變電站中低壓母線Ⅰ、Ⅱ段一般均配置有消弧線圈，而母線運(yùn)行方式會(huì)發(fā)生變化，如由分列到并列或由并列到分列等情況，這時(shí)要求消弧線圈的運(yùn)行方式也相應(yīng)跟進(jìn)，如母線由分列至并列運(yùn)行時(shí)，要求其中1臺(tái)消弧線圈退出自動(dòng)調(diào)檔功能，否則將發(fā)生重復(fù)補(bǔ)償。但從現(xiàn)有配置來看，2臺(tái)消弧線圈有的具備通信聯(lián)機(jī)功能，有的沒有這一功能。當(dāng)中低壓母線運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)，調(diào)度員一般不對(duì)消弧線圈運(yùn)行方式進(jìn)行相應(yīng)更改，這時(shí)消弧線圈的補(bǔ)償結(jié)果就可能存在較大偏差。

（2）近幾年浙江電網(wǎng)220 kV及以下變電站一般均實(shí)行集中監(jiān)控、無人值班。但變電站發(fā)生單相接地故障的消除及時(shí)率不如有人值班情況，因單相接地時(shí)間較長引起的絕緣損壞，最終導(dǎo)致相間短路故障時(shí)有發(fā)生。

實(shí)際上，針對(duì)中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)（即小電流接地系統(tǒng)）單相接地可以繼續(xù)運(yùn)行2 h的規(guī)定，細(xì)究起來還是存在著較大問題。若單相接地是金屬性的，則接地相對(duì)地電壓降為零，其它兩相對(duì)地電壓上升至線電壓，一般來說設(shè)備絕緣不會(huì)有什么問題；但若單相接地是非金屬性的，如消弧線圈補(bǔ)償不到位，就會(huì)發(fā)生單相間歇性弧光接地，其最大弧光接地過電壓有可能上升至相電壓的3.5倍，近2 h的接地故障狀態(tài)下運(yùn)行，極有可能導(dǎo)致設(shè)備絕緣擊穿。近年來浙江電網(wǎng)發(fā)生過多起35 kV和10 kV開關(guān)柜因單相接地導(dǎo)致相間短路的故障，主要原因就是單相接地時(shí)的弧光過電壓。

（3）消弧線圈在變電站設(shè)備中屬于非主要設(shè)備，其運(yùn)行管理往往得不到應(yīng)有的重視。從統(tǒng)計(jì)資料來看，不少變電站消弧線圈調(diào)檔到最高檔位，處于欠補(bǔ)償狀態(tài)，若電網(wǎng)運(yùn)行方式發(fā)生改變，此種欠補(bǔ)償狀態(tài)很容易因電容電流減少而發(fā)生諧振，最終致使設(shè)備絕緣損壞。另外，個(gè)別變電站消弧線圈處于退出狀態(tài)，因受關(guān)注和追蹤程度不夠，其缺陷往往得不到及時(shí)處理。

3 對(duì)策與建議

3.1 自動(dòng)跟蹤集中補(bǔ)償和小型固定分散補(bǔ)償相結(jié)合

由于35 kV和10 kV配電網(wǎng)消弧線圈大多由變電站用變壓器中性點(diǎn)引出，如果對(duì)老變電站的消弧線圈增容，不僅消弧線圈要更換，站用變壓器往往也要更換，以致實(shí)際實(shí)施時(shí)存在較大難度，并且若對(duì)后階段的電容電流增長估算不足，可能還需再次增容。

針對(duì)這種情況，建議優(yōu)先考慮自動(dòng)跟蹤集中補(bǔ)償與小型固定分散補(bǔ)償結(jié)合起來，即對(duì)變電站的消弧線圈補(bǔ)償盡量一次考慮到位，并采用自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償方式，若因種種原因以后確要增容，則可結(jié)合配電線路電容電流情況，在合適的35 kV和10 kV出線上配置固定小容量的消弧線圈補(bǔ)償。這種補(bǔ)償方式已在寧波海曙區(qū)、鄞州區(qū)配電網(wǎng)進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用，近兩年的運(yùn)行效果良好。

3.2 采用低電阻接地

結(jié)合配電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)，對(duì)基本采用電纜出線的變電站，適當(dāng)增加投資改成全電纜出線，并將中性點(diǎn)接地方式改為經(jīng)低電阻接地。

中性點(diǎn)采用低電阻接地后，配電網(wǎng)已由小電流接地系統(tǒng)改成了大電流接地系統(tǒng)，線路單相接地時(shí)將產(chǎn)生較大的短路電流。這時(shí)單相接地不允許有2 h的接地時(shí)間，而必須立即跳閘切除故障。實(shí)際上電纜線路發(fā)生接地時(shí)，一般均為永久性故障，立即切除故障符合電纜運(yùn)行維護(hù)的要求。

3.3 將中性點(diǎn)接地方式納入配電網(wǎng)整體規(guī)劃

從以上分析可知，無論是變電站消弧線圈增容還是從非有效接地系統(tǒng)更改成有效接地系統(tǒng)，都需要全面和統(tǒng)盤考慮，特別是應(yīng)納入配電網(wǎng)的整體規(guī)劃。

從目前城市和電網(wǎng)發(fā)展情況來看，城市配電網(wǎng)電纜使用率越來越高，對(duì)于新開發(fā)區(qū)如電纜化率較高，不妨有目的地改成配電網(wǎng)全電纜出線，中性點(diǎn)運(yùn)行方式則改為低電阻接地；如果是老配電區(qū)域，既有架空又有電纜出線，則要充分估算當(dāng)前、近期和遠(yuǎn)期的對(duì)地電容電流，以便更好地確定當(dāng)前、近期和遠(yuǎn)期的消弧線圈補(bǔ)償要求，提前考慮消弧線圈增容方式是采用變電站集中增容還是出線分散增容等事宜。只有將這些納入到配電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃中，既兼顧當(dāng)前，又看到將來，才能做到有條不紊，合理建設(shè)，才能徹底避免臨時(shí)采取措施的混亂現(xiàn)象。

3.4 加強(qiáng)消弧線圈及其控制裝置的運(yùn)行管理

消弧線圈不屬于變電站的主要設(shè)備，電網(wǎng)正常時(shí)其運(yùn)行與否不會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生大的影響，因而在運(yùn)行管理上也容易被忽視。建議從以下幾方面著手加強(qiáng)消弧線圈的運(yùn)行管理：

（1）加強(qiáng)調(diào)度管理。目前變電站消弧線圈雖然已納入調(diào)度統(tǒng)一管轄，但總體來看調(diào)度員掌握的程度還不夠。如同一電壓等級(jí)二段母線消弧線圈控制裝置是否具有通信聯(lián)機(jī)功能，用戶側(cè)消弧線圈是否投入，消弧線圈有否處于欠補(bǔ)償狀態(tài)等，調(diào)度員未必全部掌握。這就要加強(qiáng)管理，并從制度上加以規(guī)范和落實(shí)，使之不成為盲點(diǎn)。

（2）由主管部門牽頭，加強(qiáng)運(yùn)行分析和缺陷管理。要分析和關(guān)注消弧線圈檔位會(huì)否處于極端位置，調(diào)檔結(jié)果是否符合實(shí)際要求，配置容量是否足夠，缺陷是否及時(shí)消除等情況。當(dāng)小電流接地系統(tǒng)單相接地時(shí)，要迅速判斷原因并及時(shí)消除，或及時(shí)轉(zhuǎn)供負(fù)荷后拉停，以避免可能的過電壓而造成設(shè)備損壞。

（3）定期測量或跟蹤變電站35 kV和10 kV系統(tǒng)的對(duì)地電容電流。當(dāng)前無論是新建變電站，還是老站的增容或擴(kuò)建，配電出線的電纜使用率不斷增加，導(dǎo)致接地電容電流也不斷增大，需要加強(qiáng)跟蹤和測量。一旦發(fā)現(xiàn)消弧線圈容量不足，立即著手有關(guān)增容事宜。

4 結(jié)語

配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇與整治，需要綜合考慮多種因素。每種中性點(diǎn)接地方式均有其優(yōu)缺點(diǎn)，究竟采用哪一種，需要針對(duì)區(qū)域配電網(wǎng)特點(diǎn)，做長遠(yuǎn)和有針對(duì)性的整體規(guī)劃，不宜采取簡單的一刀切做法。如果區(qū)域配電網(wǎng)能建成全電纜出線，中性點(diǎn)低電阻接地是一個(gè)理想選擇；如果是架空和電纜混合的區(qū)域，則采用經(jīng)消弧線圈的集中和分散相結(jié)合的補(bǔ)償方式，也是一種好的選擇。不管采用何種接地方式，都要求加強(qiáng)設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)，做好統(tǒng)一管理工作。

[1]GB 50613-2010城市配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2011.

[2]要煥年，曹梅月.電力系統(tǒng)諧振接地[M].北京：中國電力出版社，2000.