配电网中性点接地若干问题探讨

　　5 利用瞬时性接地故障信息实现在线监测

　　在小电流接地配电网中，瞬时性接地的持续时间一般从几毫秒到几分钟不等，但大多小于1s，图1给出了一个实际瞬时性接地故障录波图，可见故障持续时间就只有1个工频周期左右。

　　对于电缆网络，长期以来一直认为其绝缘击穿是不可恢复的，一旦发生故障就是永久性的，不存在瞬时性接地故障。事实上，电缆网络中的电气设备、电缆头等都是瞬时性接地的高发地。前文介绍过，即使对于电缆本体，也存在瞬时性接地现象。

　　实际配电网中瞬时性接地故障可分为一次性瞬时接地以及重复瞬时接地故障。重复瞬时接地指故障隐患依然存在，条件具备时会再次发生接地，并将最终转化为永久故障。换句话说，一些永久性接地是有瞬时性接地前兆的。根据某架空线路为主的配电网实际故障统计，在20次永久接地故障中，有7次在故障前存在不同程度的瞬时性接地现象，其中2次在永久故障前72h内分别发生了15次和16次瞬时性接地，另有一次在永久故障前48min内发生了7次瞬时性接地。

　　由于瞬时性故障持续时间短、不影响正常供电、不需要人工处理能够自行恢复，目前，运行部门对此并不予以特别的关注。事实上，如果能够捕捉、记录瞬时性接地故障信号，找出一段时间内瞬时性接地故障频发的线路区段来，及时通过巡线发现并采取处理措施消除故障隐患，就可以避免永久故障的发生。

　　对于电缆线路来说，相比于测量局部放电量、绝缘层损耗角、直流电阻等目前常用的绝缘在线监测方法，通过监测瞬时性接地发现故障隐患，抗干扰能力强、准确度高，值得深入研究。

　　6 配电网接地方式的选择与发展趋势

　　本文引言介绍的GB50613—2010《城市配电网规划设计规范》对配电网接地方式的规定，充分考虑了架空线路中瞬时性接地故障比例远高于电缆网络以及电缆网络电容电流大的特点，应该作为选择配电网接地方式所遵守的一个基本原则。

　　本着供电质量为先的原则，架空网络与架空电缆混合网络要坚持采用小电流接地方式，特别要杜绝将已经采用小电流接地方式的架空网络与架空电缆混合网络改为小电阻接地方式。改为小电阻接地方式后，配电线路的故障跳闸率明显提高;在雷雨天气里，线路频繁跳闸，除造成停电次数剧增外，还为调度人员处理事故带来了极大的压力。我国东南某省的一个地区供电公司曾经将其配电网由小电流接地方式改为小电阻接地，一段时间后，因为跳闸率明显增加的原因，不得不改回为小电流接地方式。南方一沿海城市为解决故障跳闸率过高的问题，将一主要为架空线路供电的变电站中性点由小电阻接地改为谐振接地。

　　对于电缆网络，在其电容电流小于150A时，要坚持采用谐振接地方式;即使电容电流大于150A，也应尽量采用谐振接地方式。一方面，电缆网络里也存在瞬时性接地故障，采用谐振接地可以避免这些故障造成突然的停电。广州供电局在其电缆网络里投入了自动重合闸，其实际重合成功率接近20%，说明瞬时性接地故障比例还是比较高的，采用谐振接地能够减少故障停电次数。主张电缆网络采用小电阻接地的另一个理由是：因为其电容电流比较大，消弧线圈的容量要求高，而且补偿后的接地电流仍可能超过30A，难以达到灭弧的目的。事实上，目前消弧线圈的容量可以做的比较大，随着自动调谐技术的进步，完全可以将大电缆网络的接地电流控制在10A以内，使电弧能够自行熄灭。在德国，单段母线消弧线圈提供的补偿电流可达300A，说明即使电缆网络的电容电流超过150A，也适合采用谐振接地。

　　目前，美国、英国、新加坡等国和中国香港的配电网一般采用直接接地或经小电阻接地方式，德国、俄罗斯等欧洲大陆国家以及日本等国一般采用小电流接地方式。我国配电网多数采用小电流接地方式，一些沿海大城市的电缆网络，采用经小电阻接地方式。

　　近年来，随着对供电质量要求的提高以及消弧线圈自动调谐、故障选线与定位技术的发展，国际上有倾向于谐振接地方式的趋势。例如，在20世纪90年代后期，法国电力公司(EDF)将小电阻接地方式改回为谐振接地，英国北方电力公司将其架空网络由小电阻接地方式改造为谐振接地。意大利电力公司(ENEL)过去主要采用中性点不接地方式，2004年开始改造，目前已全部改为谐振接地。

　　近年来，人们开发出了有源接地技术，即采用基于电力电子器件的有源电流发生装置，从中性点注入包括工频无功分量、有功分量以及谐波分量的宽频段电流，实现故障点接地电流全电气量补偿。由于这种有源电流发生装置属于一种柔性配电设备，又称为柔性接地方式。这种技术可以提高单相接地故障的自愈水平，代表了配电网中性点接地技术的发展方向。

　　分布式电源接入给配电网的中性点接地方式提出了新问题。对于中性点在变电站一点直接接地或小电阻接地的配电网，其中的配电线路在因出线断路器跳开脱离主系统后，将转化为中性点不接地方式，如果这部分配电线路以计划孤岛或微电网的形式继续运行，当发生单相接地故障时，非故障相电压升高，会危害配电设备的安全;此外，配电线路上继电保护装置要能够适应大电流与小电流接地2种接地方式，其配置与整定也比较复杂。因此，有源配电网适合采用小电流接地方式，以避免中性点接地方式转换带来的问题。

　　7 结语

　　在选择配电网中性点接地方式时，应该将保证供电质量放在首要位置上。与小电阻接地方式相比，小电流接地方式的优点是发生瞬时性接地故障时电弧能够自行熄灭，实现故障自愈，不会造成停电。多国的运行经验表明，采用小电流接地方式，线路故障引起的停电(包括短时停电)较小电阻接地方式能减少50%以上。