【《配电网中性点接地方式的国内外研究现状文献综述》2400字】

--配电网中性点接地方式的国内外研究现状文献综述配电网建设过程中中性点接地方式是一个较为重要的环节，同时也是各国电力机构及高校研究的热点课题。对于配电网的中性点接地方式，世界各国电网也均有各自建设思路与特点。在电网建设初期阶段，因为供电负荷较少，电网系统所连接的发电系统装机容量也较少，故在配电网建设过程中多采用中性点直接接地的方式。该方式虽然工程建设成本较低，初期投入较少，可节省许多中性点接地设备的投入。但配电网多发生单相接地故障，经常引起故障停电，对社会造成了较大的经济损失，不利于居民生活以及工业生产。针对上述问题，国内外开始逐步替代中性点直接接地方式，改造为中性点不接地方式。但是中性点不接地，在系统发生单相接地故障时，故障电能无处卸放，所产生的电弧无法被快速熄灭。故障电弧不仅威胁人身安全，甚至可产生大面积火灾，对电网安全稳定运行造成了较大的危害。针对此问题，消弧线圈应运而生，中性点经消弧线圈接地方式也逐渐被各个国家所逐渐接受，但经消弧线圈的应用模式各国针对不同的配网拓扑结构以及用户负荷情况进行适当的调整，形成了不同的应用思路[26-27]。1.1国外研究现状若系统发生单相接地故障，故障电流较大，为对其进行抑制，西欧地区以德国为代表的首先发明并使用了中性点经消弧线圈接地方式。1916年，德国首先发明了消弧线圈，并于1917年首次应用于Pleideshenin发电站中。历经数十年的发展经验，中性点经消弧线圈接地方式广泛应用于德国中压配电网中。英国电网建设过程初期是采用了经小电阻接地方式，由于故障电流较大，在后期的中压配电网中同样进行了大面积改造，整改为经消弧线圈接地方式运行。亚太地区以日本为代表，在电网建设的初始阶段，借鉴了德国电网建设思路，采用了中性点经消弧线圈接地。第二次世界大战结束后，美国技术大量涌入日本本土，其国家的电网建设进行了第一次的大面积改造，由中性点经消弧线圈接地改造为经小电阻接地方式。随着日本经济技术的发展，电网结构也发生了重要变化，其电网进行第二次改造，中性点经小电阻接地部分改造成为经消弧线圈接地以及不直接接地。意大利的中压配电网也经历了较为波折的发展历程，在电网建设的初始阶段，与前苏联初期相同，采用了中性点不直接连接大地的形式。但经过几十年的运行后发现易出现故障蔓延的现象，故自21世纪后，意大利也开始了配电网的改造，由不直接接地改造为谐振接地改造。数据统计，意大利已有1/4的配电网完成了接地方式的改造。改造后，采用消弧消弧线圈接地方式，单相接地故障造成的停电事故减少1/4，而采用可调消弧线圈接地方式的配电网因故障引起的停电事故减少1/2，可见经消弧线圈接地方式在停电事故控制方面有较为明显的效果。1.2国内研究现状我国大面积配电系统均为小电流接地系统，包括中性点不接地、弧线圈接地和高阻接地系统。据实际统计，单相接地故障（SPG）约占比全部故障类型的80%。.如果小电流接地系统发生SPG故障，三相电压仍然是对称的，故障电流很小，通常不会引起保护动作，影响对负荷的连续供电。但另一方面，由于故障相对地电压的大幅度增加（高达正常值的倍），长时间运行容易引起多点接地短路故障。此外，单相电弧接地故障还会引起整个系统的过电压，从而损坏设备，甚至影响配电系统的安全运行。因此，SPG故障发生后，应准确、快速地确定故障位置。中国早期的电力系统建设尤其是配电网的建设方法多参考前苏联配电网建设标准，对中性点接地方式处理上多采用经消弧线圈连接大地或不直接接地方式。随着我国经济的发展，10kV配电网敷设范围逐渐扩大，负荷类型以及线缆类型也急剧上升，若发生单相接地故障时，流经故障点的电流也陡然上升，单一的中性点经消弧线圈接地存在欠补偿或者过补偿的现象，系统中保护装置无法准确捕捉故障信息量，若单相接地故障持续时间较长也线路无跳闸动作极易造成故障的蔓延问题，甚至可影响到其他线路，造成大面积停电，带来巨额的经济损失。针对上述问题，诸如我国沿海地区广东省开始实行中性点经小电阻连接大地形式，后来此项技术也逐步推广至如上海、深圳、北京等重要负荷的配电网地区[38-40]。为解决上述问题，在重庆、北京等地区开始配电网中性点接地方式改造，其基础仍是采用经消弧线圈连接大地，但消弧线圈的电感值不在是固定不变的，二是通过自动控制系统，将线圈设计成多抽头电感，也可称为自动补偿消弧线圈接地。此种装置集合了故障判别、计算机快速控制系统以及消弧线圈硬件电气回路。通过判断10kV配电网发生不同类型的故障以及电气参数，实时调节中性点连接大地的电感感值，实现对感性电流的动态调节，获得了较好的灭弧效果。综上所述，在国内配电网建设中最主要的中性点接地方式分为经消弧线圈连接大地以及经小电阻接地两种形式，其动稳态特性也存在一定区别。中性点经小电阻接地方式由于连接的电阻为耗能及阻尼单元，在系统电弧熄灭后，系统通过连接电阻将此部分电能消耗掉，从而避免系统电弧二次引燃。基于能量守恒定律可知，中性点连接的电阻阻值越小，电能消耗的越快。但中性点经小电阻接地的方式也不是没有其固有问题，若系统发生单相接地故障后，经小电阻接地后，产生的故障电流较大，系统保护装置会快速动作，即使是可恢复的瞬时故障，继保装置动作同样会致使线路失电，甚至产生误动作，造成较大的经济损失。经消弧线圈接地的方式的思路与经小电阻接地方式不同，通过补偿容值电流来抑制故障电流大小，但对故障定位及选线具有一定的影响。对比可知，经消弧线圈接地以及经小电阻接地均具有其优劣特性，故其适用的场景也不同，也在我国配电网范围内两种方式均有应用。但基于系统绝缘水平以及故障电流的大小可对中性点接地方式有所划分。