变压器中性点接地方式分析.pdf

变压器中性点接地方式分析 李海琴 国网蒙东检修公司赤峰运维部， 内蒙古 赤峰 摘 要： 本文主要以变压器中性点的不同接地方式为研究重点， 基于自身多年的 电力工作经验并结合对于国内部分文献资料的参考， 认为在现实的工作 过程中变压器中性点接地方式可以有不接地方式； 消弧线圈接地方式； 中性点直接接地方式和变压器中性点电阻接地方式等常见的四种接地 方式。在现实的电力工作过程中， 这四种接地方式各有各的特点， 通过 上文的论述分析， 笔者也希望在现实的工作过程中继续加强对变压器中 性点接地方式的研究， 改进不足， 以提高现实电力系统的稳定性。 关键词： 变压器 中性点 接地方式 变压器中性接地方式主要是指电力运行过程中三相交流电力系统 中性点与地面之间的连接方式。研究与重视电力运行过程中变压器中 性点接地方式的意义主要体现在， 变压器中性点接地方式对于电力运 输的安全性， 电力运输的可靠性、 电力运输过程中的经济性、 机电保护 方式以及过电压水平等均会起到现实影响。在通常的电力施工过程 中， 一般会将电网中性点接地方式混称为变电所中变压器的各级电压 接地方式， 于是在现实的进行变电所进行必要的设计与规划时， 对于现 实变压器的中性点接地方式应进行科学的界定与选择， 变压器中性点 接地方式的设计与选择不仅会影响到电网本身的安全性、 对于人类自 身的安全性以及变压器过电压绝缘水平的选择均具有一定影响。因此 研究与分析变压器中性点接地方式已成为时下电力工作人员的重要课 题。 在前些年， 由于我国的电网涉及区域较小， 相应的对于大地的电流 要求也比较小， 因此， 在现实电力系统运行过程中如果发生一些电力故 障， 所出现的损失也会较小。同时大部分形成的电弧都小会自动熄灭， 现实中出现单相接地故障转变为相问短路问题的概率也会较低。也就 是说在现实的很多电力系统中， 电网的变压器有很大一部分都采用不 接地的连接方式。现实工作过程中， 即使出现单相接地问题， 相应的送 电线路也不会发生改变， 电力系统可以正常工作很长一段时间。近年 来伴随电网升级， 电力系统的进步与发展， 相应的对于送电线路对电流 的要求也越来越大， 于是在现实的供电过程中， 出现单相接地故障的次 数就越来越频繁。因此在现实的电网中变压器的中性接地方式已经对 电力系统的安全提出很大挑战。在小于 的电力系统中， 现实工作 中会在初期采用中性点不直接接地的方式。因为如果把电力系统中变 压器的中性点和大地进行连接， 并不会影响系统的正常工作情况， 同时 不接地还有一个很大的好处， 就是允许系统在发生单相故障之后还可 以正常工作一段时间。 变压器中性点接地方式论述分析 目前在我国会对 及以上电网采用大电流接地方式即中性点 有效接地方式， 在现实的电力运行过程中， 会将中性点点位固定为地电 位， 一旦在电力运输过程中， 发生单相接地故障时， 能够保证非故障电 压不会升高到 倍运行的电压中性点， 暂态过电压的水平也会较低， 故障电流会增大， 从而会使继电保护能够在最短的时间内跳闸， 可以使 国家的经济损失降低到最低点， 可以让系统设备承受过电压时间较短。 因此， 大电流接地系统能够使整个系统设备绝缘水平降低， 从而大幅降 低造价。目前在我国针对 配电网多会使用小电流接地方式， 即中性点非有效接地方式。近几年随着我国经济实力的不断进步， 也 加大了对国内一些中小城市的电网改造， 使得我国一部分中小城市中 所配置的 配电网电容电流在很大程度上得以增加， 如不采取 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主要叫 分为以下几种： 不接地、 经消弧线圈接地及经电阻接地等等。 变压器中性点不接地方式论述分析 变压器的中性点不接地方式在现实的电力系统又称之为中性点对 地绝缘。这一接地方式设计结构简单， 操作方便， 不需要任何设备， 施 工的成本也比较低廉， 在现实的电力系统中， 比较适用于架空线路长的 树状供电网络。在现实的电力运输过程中， 一旦发生有一相电接地的 情况， 也不易破坏受电器的工作能力， 可以使其他电力设备正常运转， 在现实的工作过程中， 如果电力传输始终保持一相电接地方式的时候， 也会导致一些故障的出现， 有碍于正常工作， 长此以往会使非故障电压 升高， 这一情况的出现， 有可能会进一步击穿绝缘的薄弱点， 出现电路 短路， 从而造成电器设备的损害。为避免上述情况的出现， 在现实的工 作过程中， 应设置专门的监督接地方式的设备， 来有利于工作人员观察 与了解现实中电流的实际运转情况， 这样便于在发生紧急状况时， 采取 相应措施， 保护人们的财产， 将电力损失降低到最低点。在现实的工作 过程中也会有中性点不接地的情况， 如果现实发生接地电流过大等问 题， 在接地的位置便会出现电弧， 而且所出现的电弧不可能会自行熄 灭， 会出现间歇电弧， 因为电力系统是由电感和电容所共同构成的， 现 实工作过程中接卸电弧会引起过电压， 数值可以达到 ， 这么 高的过电压， 特别容易出现击穿等问题， 会使两项接地短路。 变压器中性点不接地方式， 这一重要的接地方式通常适用于单相 接地故障电流小于 ， 并并且架空线路的电力系统中。一般情况下 变压器中性点不接地方式的电力系统发生瞬时接地故障的比例有可能 会占到电力系统故障总量的 ， 变压器中性点不接地方式的 优点便是发生故障的时候不会立刻跳闸。中性点不接地的好处可以体 现在以下几个方面： （ ） 一般情况下电力系统中单相接地故障的电流小 于 ， 所出现的电弧便可以自行熄灭， 而且电弧熄灭之后电力系统任 然可以正常工作。（ ） 当电力系统发生故障的时候， 变压器中性点不接 地方式不会破坏原有电力系统的对称性， 原有的电力系统还可以继续 工作一段时间， 这一优点可以让现实的电力工作者在实际工作过程中， 方便找寻发生故障的线路。（ ） 变压器中性点不接地方式对现实的通 讯设备或者信息的影响与干扰程度相对较小。（ ） 变压器中性点不接 地方式设计结构简单， 操作方便， 成本低廉， 便于现实应用。（ ） 当变压 器中性点不接地方式发生故障的时候， 其非故障电压就会升高至原来 的数倍。（ ） 在变压器中性点不接地方式中， 如果故障电流超过 ， 那么就可能会使电压升高产生间歇性电弧， 严重威胁一些绝缘相对较 差的设施、 有绝缘缺点的设备以及绝缘强度不够的旋转电机等相关设 施。（ ） 变压器中性点不接地系统中很容易发生熔断互感器线路、 烧毁 互感器等事故。因此在现实的电力工作过程中需要根据现实电力工作 情况来具体决定作出选择何种接地方式， 以更好地保障电力系统的有 效运转。 变压器中性点消弧线圈接地方式论述分析 在现实的电力系统工作过程中， 当遇到电流超过一定阈值的情况 时， 一般会采用中性点接消弧线圈的方式， 一些专家和学者也将这一接 地方式系统称之为中性点消弧线圈接地系统。中性线消弧线圈接地方 式的工作原理与方法主要是， 在中性点和地面之间连接一个消弧线圈。 现实中的消弧线圈主要是由铁芯以及铁芯上面的绕组形成。在现实的 电力运行过程中， 会将这一消弧线圈放置于变压器的邮箱内， 中性点消 弧线圈的绕组相对叫较小， 电抗也会比较大， 对于现实的电力系统的正 常运转具有积极意义。在现实的电力工作过程中如需要改变消弧线圈 的电感值， 即需要改变绕组的数量来调整。在正常的电力系统运转过 程中， 一般来说电力系统的中性点电压是三相不对称的， 数值也会相对 较小， 因此， 消弧线圈内的电流通常情况下也会较小， 为解决这一问题 通常会采取补偿方法， 会减少电力系统中的电流流量， 但要求不能引起 震荡。在现实的电力工作过程中如发生单相接地问题的情况， 解决这 一问题的常用方法为让消弧线圈内的电流对接地电流进行补偿， 从而 减小接地电流， 让所形成的电弧自行熄灭。变压器中性点消弧线圈接 地方式的最主要优点便是， 在电力系统发生故障的时候， 按照国家的相 年第 期（ 总第 期） 江西建材 电气工程 关规定时间为 小时， 对中压电网来说， 补偿了接地电流， 一般情况下 单相电流变不会在进一步恶化为相间故障。因此说这一接地方式在现 实的电力运行中具有一定安全性。在变压器中性点消弧线圈接地系统 中， 一相接地故障电压为， 一般情况下非故障电压便会迅速升高数倍， 三相电压保持不变， 当遇到这一情况下， 通常会可以暂时继续运行， 最 好不要超过 个小时。 变压器中性点消弧线圈接地方式， 在现实的电力工作过程中， 这一 接地方式主要适合用于很少发生瞬时性接地故障、 系统电流非常大、 以 电缆线路为主、 自动化水平相对较高的电力系统中。变压器中性点消 弧线圈接地方式的优点可以体现在以下几个方面。首先， 变压器中性 点消弧线圈接地方式有利于降低过电压， 还能够在有限的时间内完成。 其次便是变压器中性点消弧线圈接地方式有利于限制电弧电压， 当电 力系统发生故障的时候， 变压器中性点消弧线圈接地方式能够及时控 制电压， 可以使电弧熄灭之后， 系统就可以马上进行工作。再就是因为 电阻具有阻止的作用， 在很大程度上就会消除故障所带来的谐振过电 压， 并且取得良好的效果。 变压器中性点直接接地方式论述分析 在现实的电力系统工作过程中， 一般情况下中性点的电位一直都 是 ， 在发生一相接地的情况下， 变化出现接地的一相电与中性点之间 形成短路， 电流的数值会迅速增大， 在这一情况下需要现实的电力系统 工作者， 果断采取应急措施， 排出问题， 解决故障。在变压器中性点直 接接地的系统中， 如遇到一相电故障时， 应在第一时间切断送电线路， 立即中断对用户的供电。在多年的电力工作过程中， 笔者发现， 在 以上的电力传输过程中， 很多一相电问题， 尤其是在架空线路比 较长的情况下， 很多故障都是瞬时的， 当这些问题被解决之后， 电力系 统便可以马上恢复工作状态， 来实现供电的安全性。在 变压器中性点 直接接地的系统中， 为了实现供电过程的安全性， 一般都会安装自动重 合闸装置， 来提高电力系统的稳定性， 实现电力系统的有效运转。 当前我国的电力体系中， 如果采用变压器的中性点接地这一方式， 现实的工作过程中， 大部分都会采用直接接地这一连接方式。并且为 进一步做好控制电力系统短路电流， 还会有一小部分的接地方式为不 接地这一方式。上述连接方式都能够实现电力系统在现实的运行过程 中的稳定。近些年， 随着电力系统变压器容量的不断增加， 在现实的电 力系统中如若发生电力问题， 也会出现严重后果， 会破坏结构设备， 会 使电流出现短路， 于是， 在电力系统发生接线错误或者其它错误的时 候， 将会导致电力系统失去接地网络， 形成局部不接地的现象。 变压器中性点电阻接地方式论述分析 在现实的电力系统工作过程中， 中性点通过电阻进行接地的这一 接地方式， 也可以理解为在大地与中性点之间， 连接一定阻值的电阻， 来让整个电力系统形成并联的回路， 因为， 在现实的电力传输过程中电 阻是消耗能量、 释放电荷以及阻压的元件， 因此， 有利于防止产生间歇 性的电弧和电压。变压器中性点电阻接地方式又可以进一步细化为有 低电阻接地、 中电阻接地以及高电阻接地三种方式。 在现实的电力系统工作过程中， 为了更有效的减少低电阻接地这 一方式中所存在的不足之处， 保障电力系统的有效进行， 同时还要避免 高电阻接地方式中存在的弊端， 部分专家学者提出了一个比较折中的 提议即中电阻接地力方式。这样的接地方式可以将故障电流限制在 之间， 并且还具有很多其他优点， 现实表现为： 首先可以确 保 （ ） 限制过电压不大于正常情况下的 倍。其次 是变压器中性点电阻接地方式能够确保接地设备的灵敏性， 对发生的 接地故障可以进行及时的处理。再就是变压器中性点电阻接地方式一 定要考虑到设备相关标准以及相应的人身安全等方面的需求， 同时根 据电力干扰、 人身安全以及设备安全等方面进行严格的计算， 使其接地 电阻的阻值小超过 欧姆。 结束语 当前社会对于电力系统的依赖已经达到空前绝后的程度， 这也在 客观上催生了电力系统的向前发展， 在现实的电力系统发展过程中， 越 来越多的学者和专家重视中性点接地方式对于变压器以及正常的供电 系统的稳定性所起到的作用。变压器中性点接地方式可以有不接地方 式； 消弧线圈接地方式； 中性点直接接地方式和变压器中性点电阻接地 方式等常见的四种接地方式。在现实的电力工作过程中， 这四种接地 方式各有各的特点， 通过上文的论述分析， 笔者也希望在现实的工作过 程中继续加强对变压器中性点接地方式的研究， 改进不足， 以提高现实 电力系统的稳定性。 参考文献 李文平 变压器零序阻抗工程计算法 变压器， 年第 期 李昌国 变压器中性点零序保护的选择性问题 四川电力技术， 年第 期 王振文 浅析高压电力电缆金属保护套接地方式 四川电力工 程， （ ） 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 图 衬砌脱空示意 （ 上接第 页） 衬砌背后出现不密实、 甚至空腔或者空腔群等） 时， 将 恶化衬砌结构的承载条件， 相互作用下又引起围岩不稳定， 从而导致围 岩松动荷载增大。如此以往， 衬砌结构的安全性必然降低， 甚至影响衬 砌结构的稳定性， 降低随洞的预期使用寿命， 运营后的维修成本也就大 大的提高了。 随着隧道支护结构设计方法的不断推陈出新， 隧道设计思想亦有 了重大的转变， 从过去的单纯依靠衬砌承载的观点， 向主要依靠围岩， 充分利用围岩自身的