电阻接地方式需注意的问题及解决方案
近年来随着用电负荷迅速增长，电网结构变 化很大，出线回路中电缆比重越来越高，而电缆 线路发 生 单 相 接 地 故 障 的 概 率 又 非 常 低。 因 此， 不接地和经消弧线圈接地方式原有带故障运行一 段时间的优势不复存在，而中性点经电阻接地方 式的优点日益显现。虽然因单相接地时故障点电 流较大最初会引起用户一些担忧，但这些都不成 问题。下面进行具体分析。
但这一结论适用于我们国内电网时还应考虑当地线 阻接地方式的应用将越来越广泛，已经逐渐成为
路状况、土壤电阻率等原因加以借鉴。
我国石化行业配电网中性点接地的主流方式。
北京城区 10 kV 配电网中性点经小电阻接地，
单相故障电流限制在 500 A 以下，配电线路对通 结束语
信线路的影响满足我国现阶段的有关规定； 上海
零序电流保护装置包括： 中性点电阻器零序 保护，作为母线和变压器的主保护及相邻线路的 后备保护； 馈线零序保护一般为两段式，采用限 时电流速断保护与零序过电流保护装置； 用户进 线加装零序电流保护装置。
按照国家有关规程规定，不允许 10 kV 配电 网在两种接地方式下运行，但一些对供电连续性 要求很高的企业，如石化、钢铁等，为了防止在 馈出线保护拒动情况下 （ 尽管此种几率非常小） 主变压器不跳闸以保证生产正常进行，要求故障 时改为不接地方式带故障运行一段时间，同时查 找并排除故障线路。此时接地变压器需配置两段 两时限保护，以备后患。
接地故障线路，容易引发相间短路。
障相相电压升高小于线电压。②有效限制
（ 2） 消弧线圈接地系统
间歇性弧光过电压在 2. 5 pu 以下，弧光
消弧线圈为具有铁心的电感线圈， 过电压倍数与电阻值密切相关； 因限制过
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·石化电气·2011 年第 30 卷第 11 期
中性点经小电阻接地方式的研究与应用
| Power Distribution 供配电
不同接地方式的特点
路。③消弧线圈无法补偿奇次谐波，谐波
高立平 /高级工程师
（ 1） 不接地系统 我国早期城乡配电网大多以架空线 路为主，因电网结构和运行简单，系统 电容电流很小，主要采用中性点不接地 系统。系统的对地电容电流控制在 10 A 以下，主要优点包括： ①瞬时性单相接 地时，间歇性电弧可自熄，电网无需跳
10 kV 配电网中的架空线路发生瞬时性接地 选择合理，单相接地故障引起人员伤亡事故的概
故障时，可采取两种措施： 一是通过一定的延时 率极小。
（ 如 0. 3 s） 来躲过瞬时性接地故障； 同时通过加
装自动重合闸装置，单相接地故障时线路跳闸后 运行方式评价
进行一次重合闸，如重合成功则认为是瞬时性故
中性点经电阻接地方式自 20 世纪 90 年代在
统电气设备的安全运行。根据国内有关机构所做的 EMTP 程序计算、过电压模拟试验及各地区局运行 经验表明，弧光接地过电压水平随着电阻的额定电 流 IR增加而降低。一般取 IR = （ 1 ～ 4） IC，可将单 相间歇性过电压限制在 （ 2. 0 ～ 2. 5） pu 以下。② 从保证继电保护的灵敏度考虑。从保证继电保护的 灵敏度考虑，电阻值越小，即流过电阻的电流越大 越好。目前的微机保护一般都有零序保护功能，且 起动电流值相当小，单相接地故障电流远大于每条 线路的对地电容电流，一般都能满足零序保护的灵 敏度要求。按照式 （ 1） 所选的电阻值，当过渡电 阻不是非常大时，保护灵敏度完全能够满足要求。
电压效果明显，可降低避雷器保护的参考电压， 载。接地变容量的选择依据 IEEE—C62. 92. 3 标准，
有利于无间隙 ZnO 避雷器 （ MOA） 的推广，降低 该标准规定接地变压器 10 s 过载系数为额定容量的
雷电过电压水平。③对 TV 谐振过电压有很强抑 10. 5 倍，因此可首先计算出 10 s 情况下接地变压
制作用，能消除大部分断线谐振过电压。④理论 器的容量，然后按 10 s 允许过载倍数折算为连续运
和运行证明，断路器在不同电容电流和电阻下分 行的额定容量。带站用变压器容量时，接地变压器
合，均无明显振荡过程和操作过电压。⑤系统承 容量为上述计算容量和站用变压器容量之和。
受过电压水平低、时间短，可降低设备绝缘水平， 提高绝缘裕度。⑥利用大接地故障电流可准确判 断并及时切 除 故 障 线 路， 防 止 事 故 扩 大。 缺 点： ①接地故障电流大，地电位上升较高。②接地故 障线路迅速切除，间断供电。
障继续供电运行，如重合闸不成功则认为是永久 国内各大中城市应用以来，目前在电力系统、钢
性接地故障，切除故障线路。
铁、石化和地铁等行业得到广泛应用，特别是在
（ 2） 通信干扰问题
福建炼油、镇海炼化、惠州炼油、上海赛科和四
采用小电阻接地后，接地故障电流对通信线路 川乙烯等国内重大石化项目中广泛应用。经过十
可能与电阻接地系统单相接地故障时立即跳闸切 济比较分析，并考虑电网的发展来选择接地方式。
除故障线路有很大关系。
一般认为，网络结构好、电缆为主或以电缆和绝
（ 3） 关于人身安全
缘架空线为主的城市及工业用户配电网，应优先
中性点经电阻接地系统单相接地时会产生很 考虑采用小电阻接地方式； 混合线路中如果架空
3. 零序 TA 选择及保护整定原则 经小电阻接地系统，单相接地故障电流很大， 继电保护采用定时限零序过电流保护。电流互感 器选用专用的零序电流互感器，条件不具备时可 采用三相合成的零序电流互感器。
电阻选型及保护配置
1. 电阻值选择
中性点接地电阻值的选择是根据系统电容电流
IC 来确定。采用中性点经电阻接地时，电阻值的选 取必须根据电网的具体情况，综合考虑限制弧光过
能作用，在电弧过零熄灭后，零序残压通 过电阻提供的通路泄放掉，使得下一次燃 弧时的过电压幅值与从正常情况发生单相 接地故障时基本相同。而不接地或经消弧 线圈接地系统由于多次燃弧、熄弧而使得 过电压幅值升高。中性点经电阻接地系统
电流小导致故障定位难，不能迅速切除 优点归结如下： ①降低工频过电压，非故
电压倍数、继电保护灵敏度、对通信的影响及人身
安全等因素。电阻值的选择按照下式计算
RN = UΦ /IR
（ 1）
式中，RN为中性点电阻； UΦ 为额定相电压； IR 为
电网单相接地故障流过 RN的电流。
电阻选择时需考虑几个因素： ①从降低配电网
过电压水平考虑。中性点经电阻接地方式可以降低
配电系统的弧光接地过电压水平，从而保证配电系
根据国内外研究和广州 （ 10 Ω） 、上海（ 6 Ω）
等因素，因此不允许电缆线路带故障长时间运行。 及深圳 （ 16 Ω） 等地的运行经验，很少出现因接
特别是故障点发生在电缆线路时，间歇性电弧更 地故障电流大造成人身伤亡的事故。所以，配电
不易自行熄灭，带故障运行极易造成事故扩大。 网中性点经电阻接地系统，只要保护设置和电阻
危害的重要因素。有专家指出，关于人身安全问 题不应作为中性点接地方式选择的主要依据，而
［J］． 华北电力技术，1995 （ 12） ．
（ 收稿日期： 2010 02 21） EA
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（ 1） 供电可靠性 现有变 电 站 由 于 系 统 容 量 大， 全 电 缆 线 路，
③对通信影响。④从人身安全考虑。⑤从减小接地 电容电流比较大，以及采用双电源、环网布置等
故障电流对设备的损伤考虑。
方式。因此保证城市用户供电的可靠性已不再单
2. 接地变压器选择
纯是带单相接地故障运行 2 h，而是根据电网结
参考文献
率高、时间短，高频振荡下人身触电伤害程度比 ［1］ 中国航空工业规划设计研究院． 工业与民用配电设
工频时明显减轻； 再者人员触电时皮肤干燥与否、
计手册 ［M］． 北京： 中国电力出版社，2005．
触电方式、绝缘状况及逃逸时间等也是影响触电 ［2］ 曹承宗． 城网 10 kV 系统中 性 点 接 地 方 式 的 探 讨
可带接地故障运行，方便维护人员排除
（ 3） 小电阻接地系统
故障，实现不间断供电。③接地点故障
电阻接地原理是利用电阻的阻尼和耗
关键词/ Keywords 中性点·
小电阻接地· 消弧线圈·
接地变压器·
电流小，地电位升高造成的跨步电压和 接触电压很低，对低压电网的反击和通 信影响也相对减弱。缺点包括： ①过电 压水平高，对弱绝缘击穿概率大。实测 弧光过电压为 3 ～ 4 倍相电压甚至更高， 操作过电压最高曾达到 4. 9 pu。②接地
后接地电流小于 10 A，电弧可以自熄，接 地故障自动清除。②可带故障运行 2 h， 提高供电可靠性。③降低了弧光过电压发 生的概率。
消弧线 圈 保 留 了 不 接 地 系 统 的 优 缺 点，也有其固有缺点： ①系统过电压幅值 高、时间长，对设备绝缘尤其是进口设备 和 ZnO 避雷器造成很大威胁。② 补偿后 的残流小，不能准确、有选择地选线，若 故障不能及时切除，很容易发展为相间短
的干扰取决于配电网的工作状态及屏蔽。根据日本 多年的运行经验证明，中性点经电阻接地方式在
的经验，架空线路系统中性点电流为 100 ～ 200 A 限制系统各种瞬态过电压和实现快速准确选出接
时或以电缆为主的配电网中性点电阻电流为 400 ～ 地故障方面具有良好的效果。随着配电网结构的
800 A 时，单相故障接地电流对通信线路干扰不大。 不断加强、电缆化程度的日益提高，中性点经电
大的故障电流，造成故障点周围地电位升高，跨 线路所占比例较大，则应该采用经消弧线圈接地
步电压和接触电压危及人身安全，但零序保护在 方式； 而电容电流较小 （ 10 A 以下） 的变电站则
很短时间 （ 0. 5 ～ 2 s） 内切除故障线路，因而触 宜用不接地或高电阻接地。