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淺析電力系統諧振接地及接地電流自動補償裝置

一、電力系統中性點接地方式是一個綜合性的技術問題
它與系統的供電可靠性、人身安全、設備安全、絕緣水平、過電壓保護、繼電保護、通信干擾（電磁環(huán)境）及接地裝置等問題有密切的關系。
　　電力系統的電壓等級較多，不同額定電壓電網的中性點接地方式也各有特點。在110kV以下的中壓范圍內，我國和許多其它國家的電網普遍都采用小電流接地方式，其突出的特點是單相故障接地電弧能自行熄滅。小電流接地方式是非有效接地，其中以中性點諧振（經消弧線圈）接地方式最受關注。中性點諧振接地涉及的技術問題較多，近年來發(fā)展變化也較快，運行特性也已得到優(yōu)化。

二、中性點接地方式的有關概念
　　在討論中性點諧振接地方式前，有必要先明確有關中性點接地方式的幾個概念。

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　　2．1零序阻抗
　　零序阻抗是中性點接地方式問題中的一個基本物理概念。根據電路理論，電網的電壓和電流可分解為正序、負序和零序三個對稱系統，零序電流所流經的回路阻抗則稱為零序阻抗。各種中性點接地方式的實質其實就是零序阻抗的大小不同，或者說是零序阻抗與系統正序阻抗的比值大小不同。
　　2．2中性點諧振接地
　　一般將中性點經消弧線圈接地稱為中性點諧振接地。雖然調諧電感只在一個不大的范圍內變動，但系統的零序阻抗卻接近無限大。在一般情況下，運行中的消弧線圈和自動跟蹤補償裝置多采用略微偏離諧振點的過補償運行方式，由于“諧振接地”這一技術術語比較符合中性點經消弧線圈接地系統的實際情況，因此中性點經消弧線圈接地的電力系統通常稱之為諧振接地系統。
　　2．3中性點非有效接地 dedecms.com
　　這個范疇包括以單相接地電弧能夠自行熄滅為條件的中性點不接地、諧振接地和高電阻接地等系統，以及接地電弧不能自行熄滅的中性點經中、低電阻和中、低電抗等接地的系統。
　　2．4小電流接地方式、大電流接地方式
電力系統的中性點接地方式主要有兩大類：
　　凡是單相接地電弧能夠瞬間自行熄滅者，屬于小電流接地方式。主要有中性點諧振（經消弧線圈）接地方式、中性點不接地方式和中性點經高電阻接地方式等。
　　凡是需要斷路器遮斷單相接地故障者，屬于大電流接地方式。主要有中性點直接接地方式、中性點經低電抗、中電阻和低電阻接地方式等。

三、中性點諧振接地方式的應用
　　國內外電力系統中采用了各種接地方式，但總的來說中性點諧振接地方式在國內外中、高壓電網和發(fā)電機接地系統中得到了廣泛的應用。

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　　3．1中壓電力系統
　　小電流接地方式和大電流接地方式在中壓電網的中性點接地中都有應用，其中最具代表性的為中性點諧振接地方式和低電阻接地方式。
　　美國中壓電網一般采用中性點經低、中電阻或直接接地等方式，很少采用諧振接地方式。造成這種情況主要是由于歷史的原因和其現在的經營體制有關，但是在美洲電網諧振接地的方式卻在增多。
　　日本電力系統的中性點以前主要采用諧振接地方式，二戰(zhàn)后因美國原因改為了大電流接地方式，但后來中性點諧振接地和不接地方式得到了很大的發(fā)展。
　　此外，經濟較發(fā)達的歐洲中壓電網主要采用小電流接地方式，如德國、法國、瑞典以及芬蘭、意大利、奧地利的中壓電網普遍采用諧振接地方式，獨聯體和東歐的幾個國家，諧振接地方式在中壓電網中都占有相當的或絕對的優(yōu)勢。

本文來自織夢

　　法國電力公司對全國電網技術政策進行了通盤考慮，在1990年前后開始了中壓電網中性點接地方式的改造工作，將運行了30年的大電流接地方式全部改為諧振接地方式運行。
　　北歐的斯堪地那維亞半島幾國中，電力系統的中性點也廣泛采用諧振接地方式。芬蘭全國的10～20kV中壓電網都采用小電流接地方式，中性點不接地和諧振接地方式運行的各占80％和20％。另外，德國柏林的30kV、俄羅斯莫斯科的35kV、奧地利維也納的26kV、瑞士日內瓦的18kV等中壓電纜網絡，中性點也都采用諧振接地方式，運行情況良好。
　　我國的中壓電網幾十年來一直采用小電流接地方式，其中大部分中性點不接地運行。近幾年國家和地方大力投資進行城網、農網改造，電網規(guī)模擴大，電纜線路不斷增加，6～35kV中壓配電網原有的中性點不接地方式已不再適宜，而老式手動調匝式消弧線圈接地方式在運行中也有許多問題，因此應改為自動消弧線圈接地方式。

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　　電網中的電容電流是選擇消弧線圈參數的主要依據。我國及前蘇聯對電網電容電流的限值作了如下規(guī)定：對于非鋼筋混凝土或非金屬桿塔的架空線路構成的3～6kV電網的電容電流IC的限值為30A，10kV電網IC的限值為20A；對于鋼筋混凝土或金屬桿塔的架空線路構成的3～10kV電網和所有的35kV、66kV電網，IC的限值為10A。3～10kV電纜線路構成的中壓電網的IC限值為30A。當電網IC分別大于以上限值又需在接地故障條件下運行時，中性點應采用消弧線圈（諧振）接地方式。
　　3．2高壓電力系統
　　高壓電力系統一般指110～220kV系統。有的國家曾在220kV系統采用諧振接地方式，如德國、瑞典、挪威、芬蘭和奧地利等一些國家的220kV高壓電力系統，在其發(fā)展過程中中性點曾采用諧振接地方式，后來由于電網規(guī)模過大和互相跨國聯網等原因，中性點相繼改為有效接地方式運行?，F在220kV系統采用有效接地方式的看法已經較一致，但也不排除個例。

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　　110kV的系統的中性點接地方式一直有著不同的看法。我國疆土遼闊，各地的氣象、地理和地質等條件有很大差別，但是原來110kV系統統一按有效接地方式設計，電力設備也按這一方式制造，結果給安全運行帶來了諸多麻煩。在我國“第一個十年科技規(guī)劃”中，110kV電力系統中性點接地方式作為重大課題列入其中，并開展了試點工作，試點結果證明，在一些特殊條件的110kV系統中，采用中性點經消弧線圈接地是行之有效的辦法。另外，我國東北地區(qū)原來的154kV系統中性點采用經消弧線圈接地方式成功運行近30年也說明了這一點。
　　在超高壓、特高壓電力系統中，采用消弧線圈熄弧原理熄滅潛供電流電弧并配置單相重合閘的技術也是一種電網穩(wěn)定運行的重要措施。