摘要：介紹了電力系統中性點接地方式的有關概念，探討了中性點諧振接地方式在國內外的應用及其優點，最后簡要介紹了國內自動跟蹤補償裝置的一些開發應用情況，提出了中性點接地方式的建設性意見。 關鍵詞：諧振接地；消弧線圈；自動補償 　　 1引言 　　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，近年來發展變化也較快，運行特性也已得到優化。 2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。 　　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 　　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。 3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、高壓電網和發電機接地系統中得到了廣泛的應用。 　　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展。 　　此外，經濟較發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勢。 　　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。 　　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，在其發展過程中中性點曾采用諧振接地方式，后來由于電網規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。 　　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定運行的重要措施。 　　3．3發電機 　　發電機是電力系統的原動力，在運行中必須具備對突發性故障的應變能力，而發電機的中性點接地方式與此有密切的關系。發電機中性點的接地方式，按其發展歷程可劃分為：中性點直接接地、中性點經低阻抗接地、中性點不接地、中性點經高電阻接地、中性點經消弧線圈（諧振）接地等?，F在世界各國的大型發電機組，中性點多采用經高電阻接地或經消弧線圈接地方式，兩種方式各有優缺點。 　　大型發電機中性點的高電阻接地方式，在美、日等國已形成慣例，其接地故障電流的允許值為5～15A。近些年來，我國引進的大型發電機組也多屬此種接地方式?？墒?，由于發電機單機容量的增大，接地電容電流很容易超過上值。隨著發電機結構、材料和工藝的進步，中性點的高電阻接地方式的優越性越來越不明顯，特別是大型水輪機組已很難適用。 　　在我國和前蘇聯，除了電容電流較小的發電機中性點不接地運行外，大容量的水輪機和汽輪機中性點均采用經消弧線圈接地的運行方式，另外，象美國的新英格蘭電力系統中的大型發電機和歐洲的部分發電機，中性點也采用經消弧線圈接地的運行方式。 　　發電機中性點采用諧振接地方式，可簡單而方便地滿足包括大型水輪發電機在內的各種不同型式發電機的安全接地電流限值的要求。并且根據國際大電網會議（CIGRE）的征詢報告，99％的用戶主張將接地電流保持在非常低的水平上，而中性點采用諧振接地方式就能很容易地滿足這一要求。 4中性點經消弧線圈接地的優點 　　總結國內外幾十年來消弧線圈的應用，可以看出中性點經消弧線圈接地有以下優點：瞬間單相接地故障可經消弧線圈動作消除，保證系統不斷電；永久單相接地故障時消弧線圈動作可維持系統運行一定時間，可以使運行部門有足夠的時間啟動備用電源或轉移負荷，不至于造成被動；系統單相接地時消弧線圈動作可有效避免電弧接地過電壓，對全網電力設備起保護作用；由于接地電弧的時間縮短，使其危害受到限制，因此也減少維修工作量；由于瞬時接地故障等可由消弧線圈自動消除，因此減少了保護錯誤動作的概率；系統中性點經消弧線圈接地可有效抑制單相接地電流，因此可降低變電所和線路接地裝置的要求，且可以減少人員傷亡，對電磁兼容性也有好處。 　　可見，中性點諧振接地是中壓電網（包括電纜網絡）乃至高壓系統的比較理想的中性點接地方式。 5我國中性點諧振接地裝置的開發和應用 　　我國過去主要使用的是手動調節的消弧線圈，這種方法調節很不方便，一般需要先將消弧線圈與電網斷開之后再調節；另外，手動方式適應線路變化性也較差。近年來，我國的一些高等院校和科研單位利用各種原理開發了多種電網電容電流自動補償裝置，其中一些取得了較好的效果。 　　目前從電容電流自動測量原理來說，有變頻信號法、節點方程法、調諧測算法、狀態比較法、相角控制法、電流注入法等。這些方法在實際應用中各有優缺點，可根據實際需要選用。 　　從消弧線圈的線圈本體來說，先后出現過多種型式，從最原始的有載開關調分接頭的調匝式，發展到以后的調氣隙式、直流助磁式、磁閥式，到現在利用電力電子器件的調高阻抗變壓器式、調容式等。由于消弧線圈采用了電力電子器件，使原來的調節從機械運動變為電子器件導通關斷，因此現在的消弧線圈響應速度越來越快，最快可達數十毫秒甚至幾毫秒，因此隨調式消弧線圈成為可能，即只有檢測到線路單相接地時才調節消弧線圈，而系統正常時使消弧線圈運行在最大過補償狀態。 　　另外，由于微計算機在自動消弧線圈控制中的使用，對裝置的保護比原來更可靠，如接地保護的準確性一直是非常難保證的問題，當使用微機控制時可以用殘留增量等算法很容易地解決這個問題。 6結論 　　綜合以上介紹可以看出：中性點經消弧線圈（諧振）接地方式廣泛適用于發電機及110kV以下中壓電網中。在110～220kV高壓系統中，中性點經消弧線圈（諧振）接地方式也適用于一些特殊的條件下使用。隨著計算機技術和電力電子技術應用到自動消弧線圈裝置中，諧振接地技術不斷被優化，經過優化后的諧振接地方式，具有安全性能高、電磁環境好、綜合技術經濟指標高的特點，因此，中性點經消弧線圈接地的方式有較廣泛的應用前景。 　　參考文獻： 　　 　　［1］要煥年，曹梅月．電力系統諧振接地［M］．中國電力出版社，2000． 　　［2］劉艷村，李翔．一種快速響應的自動調諧消弧成套裝置［J］．電工技術雜志，2001，（8）． 　?。?］曾祥君，于永源，尹項根，等．基于注入信號法的消弧線圈自動調諧新技術［J］．電力系統自動化，2000，24（9）． 　　［4］張松，孫偉，陳文針．消弧線圈自動調諧研究［J］．高壓電器，1999，（2）． 　　［5］陳曉宇，鄭建勇，聶成新．電力系統單相接地電流自動補償裝置［J］．繼電器，2002，30（2）：54－56．