中性点电阻接地系统对电阻接地方式的评估

10~35KV配电网中性点采用小电阻接地方式曾在上海、北京、广州、深圳等地的城区的配电网中使用。20世纪80年代初，美国为我国首批300MW机组设计的火力发电厂厂用系统中性点采用小电阻接地方式。

小电阻接地方式的优点:

(1)自动清除故障，运行维护方便;

(2)可快速切断接地故障点，过电压水平低，能消除谐振过电压，可采用绝缘水平较低的电缆和电气设备;

(3)减少绝缘老化，延长设备使用寿命，提高设备可靠性;

(4)因接地电流高达几百安以上，继电保护有足够的灵敏度和选取行，不存在选线上的问题;

(5)可降低火灾事故的概率;

(6)可采用通流容量大、残压低的无间隙氧化锌避雷器作为电网的过电压保护;

(7)能消除弧光接地过电压中的5次谐波，避免事故扩大为相间短路。

小电阻接地方式的接地故障电流高达600~1000A或以上，会在电力系统中带来几个问题:

1)过大故障电流容易扩大事故，即当电缆发生单相接地时，强烈的电弧会危及邻相电缆或同一电缆沟里的相邻电缆酿成火灾，扩大事故。

2)数百安以上的接地电流会引起地电位升高达数千伏，大大地超过了安全的允许值，会对低压设备、通信线路、电子设备和人身保安都有危险。如低压电器要求不大于(2U+1000)*0.75=1000(V); 通信线路要求不大于430~650V地电位差;电子设备接地装置不能超过升高600V的电位，人身保安要求的跨步电压和接触电压在0.2s切断电源条件下不大于650V，延长切断电源时间会有更大危害。

3)小电阻流过的电流过大，电阻器产生的热容量因与接地电流的平分成正比，会给电阻器的制造带来困难，给运行也带来不便。

4)为了保证继电保护正确动作，线路出现的零序保护不应采用三相电流互感器组成的二次零序接线方式，防止三相电流互感器有不同程度的饱和，或因特性不平衡，使零序保护误动作，应采用零序电流互感器来解决之。

为了克服小电阻的不足之处，而保留其优点，可以采用中电阻接地方式。其要求是:

1)选择接地电阻值时，应保证电阻的接地电流Ir=(1~1.5)Ic,以限制过电压值不超过2.6倍(此数值是高压电动机、发电机可以承受的最大过电压倍数)。研究表明，进一步减少电阻值，提高电阻接地电流对降低内过电压收效不大。

2)从保证人身及设备安全出发，在对接地电阻为4Ω的用户变电站，接地故障电流不宜超过150A。即系统的Ic和Ir控制在100A左右为宜。当Ic超过100A时，可采取的措施:增加变电站的母线段数，减少一段母线上连接的出线数量，即降低该段母线的电容电流;给中性点接地电阻串联一只干式小电抗，把Ic补偿到100A以下。从以上分析可知，中电阻接地方式有着较大的生命力，较小电阻接地方式有较大的优势，是值得进一步研讨完善的接地方式之一。

高电阻接地方式是以限制单相接地故障电流，并可防止谐振过电压和间歇性弧光接地过电压，主要应用于大型发电机组、发电厂厂用电和某些6~10KV变电站。它最大的特点是当系统发生单相接地时可以继续运行2h，这与中、小电阻运行方式有着根本不同。

在6~10KV配电系统以及发电厂厂用电系统，当单相接地电流电容电流较小时，故障接地可不跳闸，这样可以减少故障点的电位梯度，阻尼谐振过电压。按DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准规定:"高电压接地系统设计应符合Ro≤Xco的原则，以限制由于电弧接地故障产生的瞬态过电压。一般采用接地故障电流小于10A"。单从上述高电阻定义来看，高电阻的使用有局限性。

(1)电阻器的电压一般按电网最高运行电压选取。

(2)从降低过电压和电网的发展，电阻器阻值要保证接地电阻的阻性电流大于容性电流的1~1.5倍。

(3)电阻器的冷却方式宜采用自然冷却。

(4)在发电厂中，发电机的电阻器可装在发电机中性点上，厂用电的电阻器可装在厂用变压器的中性点上。

在城区、农网和工矿企业、公共设施的变电站中，电阻器一般装在变压器的中性点上。如无变压器中性点或中性点未能引出，应另外装设专用接地变压器。

(5)装设专用接地变压器的电阻器，可以通过断路器连接在母线上，也可以不通过断路器直接连在主变压器的出线侧。但不能采用熔断器连接，以避免一相熔断器熔断后，电阻器长期运行烧坏电阻器。

(6)电阻器的安装位置应统筹规划，分散布置。在任何运行方式情况下，电网不应失去电阻器的保护，不应将多台电阻器安装在一处。

(7)电阻器的材质可选用电阻率高、温度系数小、热容量大、耐高温、通流容量强、允许通流时间长、耐腐蚀、性能稳定不易氧化的金属电阻或非金属电阻。

一般要求:

电阻率>10μΩ*m;

温度系数≤-0.045%/℃;

通流能力10~1000A;

通流时间用于跳闸≤10s,可不跳闸≤2h;

热容量≥600J/cm

一般使用温度<700℃;最高使用温度<1500℃.

(8)电阻器外壳防护等级。室外可取IP54,室内可取IP34.

在6~66KV电网中，传统的分类把电阻分为高电阻、中电阻和小电阻三种形式(也有只分高电阻和低电阻两种)。对应的电阻值如下。

高电阻>500Ω，接地故障电流<10~10A;

中电阻10~500Ω，15A<接地故障电流<600A;

小电阻<10Ω，接地故障电流>600A。

电力系统中性电阻接地方式 近几年在我国某些城市电网和工矿企业的配