摘要：介紹了電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的有關(guān)概念，探討了中性點(diǎn)諧振接地方式在國內(nèi)外的應(yīng)用及其優(yōu)點(diǎn)，最后簡要介紹了國內(nèi)自動跟蹤補(bǔ)償裝置的一些開發(fā)應(yīng)用情況，提出了中性點(diǎn)接地方式的建設(shè)性意見。 關(guān)鍵詞：諧振接地；消弧線圈；自動補(bǔ)償 　　 1引言 　　電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)綜合性的技術(shù)問題，它與系統(tǒng)的供電可靠性、人身安全、設(shè)備安全、絕緣水平、過電壓保護(hù)、繼電保護(hù)、通信干擾（電磁環(huán)境）及接地裝置等問題有密切的關(guān)系。 　　電力系統(tǒng)的電壓等級較多，不同額定電壓電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式也各有特點(diǎn)。在110kV以下的中壓范圍內(nèi)，我國和許多其它國家的電網(wǎng)普遍都采用小電流接地方式，其突出的特點(diǎn)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(diǎn)諧振（經(jīng)消弧線圈）接地方式最受關(guān)注。中性點(diǎn)諧振接地涉及的技術(shù)問題較多，近年來發(fā)展變化也較快，運(yùn)行特性也已得到優(yōu)化。 2中性點(diǎn)接地方式的有關(guān)概念 　　在討論中性點(diǎn)諧振接地方式前，有必要先明確有關(guān)中性點(diǎn)接地方式的幾個(gè)概念。 　　2．1零序阻抗 　　零序阻抗是中性點(diǎn)接地方式問題中的一個(gè)基本物理概念。根據(jù)電路理論，電網(wǎng)的電壓和電流可分解為正序、負(fù)序和零序三個(gè)對稱系統(tǒng)，零序電流所流經(jīng)的回路阻抗則稱為零序阻抗。各種中性點(diǎn)接地方式的實(shí)質(zhì)其實(shí)就是零序阻抗的大小不同，或者說是零序阻抗與系統(tǒng)正序阻抗的比值大小不同。 　　2．2中性點(diǎn)諧振接地 　　一般將中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地稱為中性點(diǎn)諧振接地。雖然調(diào)諧電感只在一個(gè)不大的范圍內(nèi)變動，但系統(tǒng)的零序阻抗卻接近無限大。在一般情況下，運(yùn)行中的消弧線圈和自動跟蹤補(bǔ)償裝置多采用略微偏離諧振點(diǎn)的過補(bǔ)償運(yùn)行方式，由于“諧振接地”這一技術(shù)術(shù)語比較符合中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的實(shí)際情況，因此中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)通常稱之為諧振接地系統(tǒng)。 　　2．3中性點(diǎn)非有效接地 　　這個(gè)范疇包括以單相接地電弧能夠自行熄滅為條件的中性點(diǎn)不接地、諧振接地和高電阻接地等系統(tǒng)，以及接地電弧不能自行熄滅的中性點(diǎn)經(jīng)中、低電阻和中、低電抗等接地的系統(tǒng)。 　　2．4小電流接地方式、大電流接地方式 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)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(diǎn)諧振（經(jīng)消弧線圈）接地方式、中性點(diǎn)不接地方式和中性點(diǎn)經(jīng)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(diǎn)直接接地方式、中性點(diǎn)經(jīng)低電抗、中電阻和低電阻接地方式等。 3中性點(diǎn)諧振接地方式的應(yīng)用 　　國內(nèi)外電力系統(tǒng)中采用了各種接地方式，但總的來說中性點(diǎn)諧振接地方式在國內(nèi)外中、高壓電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)接地系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 　　3．1中壓電力系統(tǒng) 　　小電流接地方式和大電流接地方式在中壓電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地中都有應(yīng)用，其中最具代表性的為中性點(diǎn)諧振接地方式和低電阻接地方式。 　　美國中壓電網(wǎng)一般采用中性點(diǎn)經(jīng)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(xiàn)在的經(jīng)營體制有關(guān)，但是在美洲電網(wǎng)諧振接地的方式卻在增多。 　　日本電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)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(diǎn)諧振接地和不接地方式得到了很大的發(fā)展。 　　此外，經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的歐洲中壓電網(wǎng)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(wǎng)普遍采用諧振接地方式，獨(dú)聯(lián)體和東歐的幾個(gè)國家，諧振接地方式在中壓電網(wǎng)中都占有相當(dāng)?shù)幕蚪^對的優(yōu)勢。 　　法國電力公司對全國電網(wǎng)技術(shù)政策進(jìn)行了通盤考慮，在1990年前后開始了中壓電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的改造工作，將運(yùn)行了30年的大電流接地方式全部改為諧振接地方式運(yùn)行。 　　北歐的斯堪地那維亞半島幾國中，電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)也廣泛采用諧振接地方式。芬蘭全國的10～20kV中壓電網(wǎng)都采用小電流接地方式，中性點(diǎn)不接地和諧振接地方式運(yùn)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(nèi)瓦的18kV等中壓電纜網(wǎng)絡(luò)，中性點(diǎn)也都采用諧振接地方式，運(yùn)行情況良好。 　　我國的中壓電網(wǎng)幾十年來一直采用小電流接地方式，其中大部分中性點(diǎn)不接地運(yùn)行。近幾年國家和地方大力投資進(jìn)行城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造，電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大，電纜線路不斷增加，6～35kV中壓配電網(wǎng)原有的中性點(diǎn)不接地方式已不再適宜，而老式手動調(diào)匝式消弧線圈接地方式在運(yùn)行中也有許多問題，因此應(yīng)改為自動消弧線圈接地方式。 　　電網(wǎng)中的電容電流是選擇消弧線圈參數(shù)的主要依據(jù)。我國及前蘇聯(lián)對電網(wǎng)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(gòu)成的3～6kV電網(wǎng)的電容電流IC的限值為30A，10kV電網(wǎng)IC的限值為20A；對于鋼筋混凝土或金屬桿塔的架空線路構(gòu)成的3～10kV電網(wǎng)和所有的35kV、66kV電網(wǎng)，IC的限值為10A。3～10kV電纜線路構(gòu)成的中壓電網(wǎng)的IC限值為30A。當(dāng)電網(wǎng)IC分別大于以上限值又需在接地故障條件下運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)應(yīng)采用消弧線圈（諧振）接地方式。 　　3．2高壓電力系統(tǒng) 　　高壓電力系統(tǒng)一般指110～220kV系統(tǒng)。有的國家曾在220kV系統(tǒng)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(tǒng)，在其發(fā)展過程中中性點(diǎn)曾采用諧振接地方式，后來由于電網(wǎng)規(guī)模過大和互相跨國聯(lián)網(wǎng)等原因，中性點(diǎn)相繼改為有效接地方式運(yùn)行?，F(xiàn)在220kV系統(tǒng)采用有效接地方式的看法已經(jīng)較一致，但也不排除個(gè)例。 　　110kV的系統(tǒng)的中性點(diǎn)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(zhì)等條件有很大差別，但是原來110kV系統(tǒng)統(tǒng)一按有效接地方式設(shè)計(jì)，電力設(shè)備也按這一方式制造，結(jié)果給安全運(yùn)行帶來了諸多麻煩。在我國“第一個(gè)十年科技規(guī)劃”中，110kV電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式作為重大課題列入其中，并開展了試點(diǎn)工作，試點(diǎn)結(jié)果證明，在一些特殊條件的110kV系統(tǒng)中，采用中性點(diǎn)經(jīng)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(tǒng)中性點(diǎn)采用經(jīng)消弧線圈接地方式成功運(yùn)行近30年也說明了這一點(diǎn)。 　　在超高壓、特高壓電力系統(tǒng)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(shù)也是一種電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要措施。 　　3．3發(fā)電機(jī) 　　發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)的原動力，在運(yùn)行中必須具備對突發(fā)性故障的應(yīng)變能力，而發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)接地方式與此有密切的關(guān)系。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地方式，按其發(fā)展歷程可劃分為：中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)經(jīng)低阻抗接地、中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈（諧振）接地等?，F(xiàn)在世界各國的大型發(fā)電機(jī)組，中性點(diǎn)多采用經(jīng)高電阻接地或經(jīng)消弧線圈接地方式，兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。 　　大型發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)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(jìn)的大型發(fā)電機(jī)組也多屬此種接地方式?？墒牵捎诎l(fā)電機(jī)單機(jī)容量的增大，接地電容電流很容易超過上值。隨著發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)、材料和工藝的進(jìn)步，中性點(diǎn)的高電阻接地方式的優(yōu)越性越來越不明顯，特別是大型水輪機(jī)組已很難適用。 　　在我國和前蘇聯(lián)，除了電容電流較小的發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不接地運(yùn)行外，大容量的水輪機(jī)和汽輪機(jī)中性點(diǎn)均采用經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式，另外，象美國的新英格蘭電力系統(tǒng)中的大型發(fā)電機(jī)和歐洲的部分發(fā)電機(jī)，中性點(diǎn)也采用經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。 　　發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用諧振接地方式，可簡單而方便地滿足包括大型水輪發(fā)電機(jī)在內(nèi)的各種不同型式發(fā)電機(jī)的安全接地電流限值的要求。并且根據(jù)國際大電網(wǎng)會議（CIGRE）的征詢報(bào)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(diǎn)采用諧振接地方式就能很容易地滿足這一要求。 4中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的優(yōu)點(diǎn) 　　總結(jié)國內(nèi)外幾十年來消弧線圈的應(yīng)用，可以看出中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地有以下優(yōu)點(diǎn)：瞬間單相接地故障可經(jīng)消弧線圈動作消除，保證系統(tǒng)不斷電；永久單相接地故障時(shí)消弧線圈動作可維持系統(tǒng)運(yùn)行一定時(shí)間，可以使運(yùn)行部門有足夠的時(shí)間啟動備用電源或轉(zhuǎn)移負(fù)荷，不至于造成被動；系統(tǒng)單相接地時(shí)消弧線圈動作可有效避免電弧接地過電壓，對全網(wǎng)電力設(shè)備起保護(hù)作用；由于接地電弧的時(shí)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(shí)接地故障等可由消弧線圈自動消除，因此減少了保護(hù)錯(cuò)誤動作的概率；系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)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(diǎn)諧振接地是中壓電網(wǎng)（包括電纜網(wǎng)絡(luò)）乃至高壓系統(tǒng)的比較理想的中性點(diǎn)接地方式。 5我國中性點(diǎn)諧振接地裝置的開發(fā)和應(yīng)用 　　我國過去主要使用的是手動調(diào)節(jié)的消弧線圈，這種方法調(diào)節(jié)很不方便，一般需要先將消弧線圈與電網(wǎng)斷開之后再調(diào)節(jié)；另外，手動方式適應(yīng)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(fā)了多種電網(wǎng)電容電流自動補(bǔ)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(jié)點(diǎn)方程法、調(diào)諧測算法、狀態(tài)比較法、相角控制法、電流注入法等。這些方法在實(shí)際應(yīng)用中各有優(yōu)缺點(diǎn)，可根據(jù)實(shí)際需要選用。 　　從消弧線圈的線圈本體來說，先后出現(xiàn)過多種型式，從最原始的有載開關(guān)調(diào)分接頭的調(diào)匝式，發(fā)展到以后的調(diào)氣隙式、直流助磁式、磁閥式，到現(xiàn)在利用電力電子器件的調(diào)高阻抗變壓器式、調(diào)容式等。由于消弧線圈采用了電力電子器件，使原來的調(diào)節(jié)從機(jī)械運(yùn)動變?yōu)殡娮悠骷?dǎo)通關(guān)斷，因此現(xiàn)在的消弧線圈響應(yīng)速度越來越快，最快可達(dá)數(shù)十毫秒甚至幾毫秒，因此隨調(diào)式消弧線圈成為可能，即只有檢測到線路單相接地時(shí)才調(diào)節(jié)消弧線圈，而系統(tǒng)正常時(shí)使消弧線圈運(yùn)行在最大過補(bǔ)償狀態(tài)。 　　另外，由于微計(jì)算機(jī)在自動消弧線圈控制中的使用，對裝置的保護(hù)比原來更可靠，如接地保護(hù)的準(zhǔn)確性一直是非常難保證的問題，當(dāng)使用微機(jī)控制時(shí)可以用殘留增量等算法很容易地解決這個(gè)問題。 6結(jié)論 　　綜合以上介紹可以看出：中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈（諧振）接地方式廣泛適用于發(fā)電機(jī)及110kV以下中壓電網(wǎng)中。在110～220kV高壓系統(tǒng)中，中性點(diǎn)經(jīng)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(jì)算機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù)應(yīng)用到自動消弧線圈裝置中，諧振接地技術(shù)不斷被優(yōu)化，經(jīng)過優(yōu)化后的諧振接地方式，具有安全性能高、電磁環(huán)境好、綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高的特點(diǎn)，因此，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方式有較廣泛的應(yīng)用前景。 　　參考文獻(xiàn)： 　　 　?。?］要煥年，曹梅月．電力系統(tǒng)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(yīng)的自動調(diào)諧消弧成套裝置［J］．電工技術(shù)雜志，2001，（8）． 　　［3］曾祥君，于永源，尹項(xiàng)根，等．基于注入信號法的消弧線圈自動調(diào)諧新技術(shù)［J］．電力系統(tǒng)自動化，2000，24（9）． 　?。?］張松，孫偉，陳文針．消弧線圈自動調(diào)諧研究［J］．高壓電器，1999，（2）． 　?。?］陳曉宇，鄭建勇，聶成新．電力系統(tǒng)單相接地電流自動補(bǔ)償裝置［J］．繼電器，2002，30（2）：54－56．