我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展對(duì)供電可靠性提出了更高要求，而智能電網(wǎng)的興起更是極大助推了配電技術(shù)的發(fā)展，國(guó)家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司先后在眾多城市開展了配電自動(dòng)化建設(shè)。作為主流設(shè)備供應(yīng)商，山東科匯電力自動(dòng)化有限公司始終堅(jiān)持開展配電自動(dòng)化研究與技術(shù)應(yīng)用，取得了豐富的研究成果與工程經(jīng)驗(yàn)。

　　自1996年率先推出國(guó)內(nèi)第一代功能完善的配電網(wǎng)自動(dòng)化終端以來(lái)，已在浙江、福建、山東、四川、廣東、上海、陜西等地的配電自動(dòng)化工程中取得良好業(yè)績(jī);研發(fā)的利用故障暫態(tài)信息小電流接地故障選線產(chǎn)品，在千余廠站獲得應(yīng)用，選線成功率超過(guò)95%，為提高供電可靠性作出了應(yīng)有貢獻(xiàn)。近年來(lái)，隨著配電自動(dòng)化建設(shè)深入以及分布式電源接入，在配電網(wǎng)小電流接地故障檢測(cè)與定位、短路故障檢測(cè)與處理、繼電保護(hù)以及IEC61850在配電網(wǎng)應(yīng)用等方面，涌現(xiàn)出了一批新技術(shù)?？茀R公司結(jié)合近年來(lái)最新認(rèn)識(shí)、研究成果以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用做此系列講座，拋磚引玉，與廣大配電工程技術(shù)人員共同致力于我國(guó)配電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

　　本講座分為5講：①配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式探討;②小電流接地故障選線和定位技術(shù);③分布式智能控制的故障處理技術(shù);④配電網(wǎng)廣域保護(hù)技術(shù);⑤即插即用技術(shù)。

　　配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式，即配電網(wǎng)中性點(diǎn)與大地之間的電氣連接方式，是配電網(wǎng)的一個(gè)基礎(chǔ)問(wèn)題，涉及到供電可靠性、過(guò)電壓、繼電保護(hù)等諸多技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，目前業(yè)界討論較多，認(rèn)識(shí)也不盡相同，各國(guó)配電網(wǎng)的接地方式也不同。本文主要介紹配電網(wǎng)中性點(diǎn)常用接地方式及其特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上給出接地方式選擇的建議。

　　接地方式分類

　　配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式可分為有效接地和非有效接地兩大類。

　　有效接地方式又包括直接接地(中性點(diǎn)與大地直接連接)、經(jīng)小電阻接地(經(jīng)阻值較小的電阻與大地連接)、經(jīng)電抗接地(經(jīng)感抗值較小的電感與大地連接)3種具體方法。由于單相接地時(shí)故障電流較大，習(xí)慣上稱為大電流接地方式。

　　非有效接地包括中性點(diǎn)不接地(中性點(diǎn)對(duì)地懸空或無(wú)中性點(diǎn))、諧振接地(經(jīng)消弧線圈，即感抗值較大的電感線圈與大地連接)、高阻接地 (經(jīng)阻值較大的電阻與大地連接)3種具體方法。由于單相接地時(shí)流過(guò)故障點(diǎn)的電流很小，又稱為小電流接地方式。近年來(lái)出現(xiàn)的采用電力電子器件實(shí)現(xiàn)故障電流無(wú)功、有功以及諧波等全電氣分量補(bǔ)償?shù)挠性唇拥胤绞剑部蓺w類到非有效接地方式，由于其有源電流發(fā)生裝置屬于柔性配電(DFACTS)設(shè)備，又可稱為柔性接地方式。

　　不同接地方式的特點(diǎn)

　　直接接地系統(tǒng)中，單相接地時(shí)故障電流將超過(guò)三相短路電流的50%，巨大的短路電流會(huì)危害電氣設(shè)備并干擾鄰近通信線路，也容易產(chǎn)生接觸電壓和跨步電壓危害人身安全，因此需要繼電保護(hù)裝置立即動(dòng)作，切除故障線路。由于單相接地是配電網(wǎng)最主要的故障形式，這將頻繁產(chǎn)生供電中斷，影響供電可靠性。其優(yōu)點(diǎn)是不產(chǎn)生過(guò)電壓，且繼電保護(hù)比較容易實(shí)現(xiàn)。

　　經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)中，由于電阻的限流作用，單相接地故障電流相比于直接接地系統(tǒng)有明顯下降，會(huì)減輕對(duì)配電網(wǎng)及設(shè)備的危害程度，但仍然需要立即切斷故障線路，從而造成供電中斷影響供電可靠性。同時(shí)，其過(guò)電壓有所升高，但對(duì)配電設(shè)備不會(huì)造成危害。

　　不接地系統(tǒng)中，單相接地時(shí)三相間的線電壓基本保持不變，不影響對(duì)負(fù)荷的供電;又由于故障電流為系統(tǒng)對(duì)地分布電容電流，數(shù)值比較小，對(duì)設(shè)備、通信和人身的危害也較小，因此允許在接地情況下繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，運(yùn)行人員可借此采取處理措施。事實(shí)上，如果接地電流不大，電弧會(huì)自行熄滅，形成“瞬時(shí)性”故障，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，達(dá)到“自愈”效果。單相接地不造成用戶供電中斷、供電可靠性高是不接地方式的主要優(yōu)點(diǎn)。其不足之處是：接地電流較大時(shí)，會(huì)形成穩(wěn)定的電弧接地或間歇性電弧接地，產(chǎn)生最大可達(dá)3.2倍相電壓的弧光接地過(guò)電壓，危害線路和設(shè)備絕緣安全并可能引發(fā)相間短路故障，造成線路跳閘停電;單相接地故障電流小，繼電保護(hù)(故障選線、定位等)困難。

　　諧振接地系統(tǒng)中，單相接地時(shí)，故障點(diǎn)電流是系統(tǒng)對(duì)地電容電流與消弧線圈電感電流之和。調(diào)整消弧線圈，可使故障點(diǎn)電流趨于最小，電弧更易熄滅;熄弧后可以限制故障相電壓恢復(fù)速度，減小電弧重燃概率，促進(jìn)故障自消除和系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。根據(jù)補(bǔ)償電感電流分別等于、小于和大于系統(tǒng)對(duì)地電容電流，消弧線圈可分為全補(bǔ)償、欠補(bǔ)償和過(guò)補(bǔ)償三個(gè)狀態(tài)。單純從補(bǔ)償效果來(lái)看全補(bǔ)償方式最好，但消弧線圈與系統(tǒng)對(duì)地電容易產(chǎn)生串聯(lián)諧振;欠補(bǔ)償方式在切除部分線路后容易形成全補(bǔ)償;因此，一般采用適度過(guò)補(bǔ)償狀態(tài)。

　　早期消弧線圈調(diào)整采用人工方式，難以及時(shí)、準(zhǔn)確地跟蹤系統(tǒng)電容電流的變化，現(xiàn)在一般采用自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償技術(shù)，極大提高了消弧線圈的補(bǔ)償效果。

　　有源接地方式，可以最大限度減少故障點(diǎn)電流(趨于0)，使故障電弧更容易自熄滅，最大限度避免電弧重燃，促使更多接地故障自恢復(fù)。通過(guò)避免間歇性接地的發(fā)生，也減少了弧光過(guò)電壓的危害。

　　配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇

　　這是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，要考慮配電網(wǎng)運(yùn)行情況、供電可靠性要求以及故障時(shí)的過(guò)電壓、人身安全、通信干擾、繼電保護(hù)、設(shè)備投資等，是一個(gè)系統(tǒng)工程。

　　非有效接地方式的過(guò)電壓危害、繼電保護(hù)困難、運(yùn)行管理復(fù)雜等，對(duì)供電企業(yè)而言都是不利因素，如果僅從自身利益出發(fā)，有理由選擇有效接地方式。但從提高供電可靠性、減少人身危害等角度出發(fā)，非有效接地方式又具有更大的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于非有效接地方式，選用不接地還是諧振接地，則應(yīng)著重考慮故障電弧的熄弧率。根據(jù)我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在電纜和架空線路混合網(wǎng)絡(luò)中接地電流超過(guò)10安培以及純電纜網(wǎng)絡(luò)接地電流超過(guò)20安培時(shí)，應(yīng)采用諧振接地方式。

　　目前，美國(guó)、英國(guó)、新加坡等國(guó)和我國(guó)香港的配電網(wǎng)中性點(diǎn)一般采用有效接地方式，德國(guó)、法國(guó)等歐洲國(guó)家以及日本、俄羅斯等國(guó)的配電網(wǎng)中性點(diǎn)一般采用非有效接地方式。

　　我國(guó)絕大多數(shù)配電網(wǎng)采用非有效接地方式，一些沿海城市和特大型城市中心區(qū)域的部分配電電纜網(wǎng)絡(luò)采用了小電阻接地方式。

　　配電電纜網(wǎng)絡(luò)采用小電阻接地方式，通常基于兩方面考慮：①電容電流大，消弧線圈補(bǔ)償效果不佳;②故障都是永久性的，難以自恢復(fù)。事實(shí)上，目前的消弧線圈自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)完全能夠滿足電纜網(wǎng)絡(luò)的需求，在德國(guó)，電容電流達(dá)數(shù)百安培的電纜網(wǎng)絡(luò)仍然采用諧振接地方式。統(tǒng)計(jì)表明，電纜網(wǎng)絡(luò)中相當(dāng)一部分故障是發(fā)生在電纜接頭或本體以外 (如用戶變壓器)的瞬時(shí)性故障;實(shí)際故障表明電纜本體接地也可能自熄弧。因此，電纜網(wǎng)絡(luò)采用諧振接地方式，也可避免不必要的供電中斷，或者說(shuō)可維持一段時(shí)間的正常供電。

　　近年，諧振接地方式受到了各國(guó)供電公司的重視。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)供電可靠性提出了更高要求，采用諧振接地方式可盡量減小單相接地引起的供電中斷;消弧線圈自動(dòng)調(diào)諧、小電流接地故障保護(hù) (如利用暫態(tài)信號(hào)的選線)等技術(shù)的成熟，也起到重要的推動(dòng)作用。傳統(tǒng)上采用有效接地方式的英國(guó)，已有部分配電網(wǎng)改為諧振接地方式。

　　有源接地技術(shù)目前處于研究和少量運(yùn)行階段，由于可極大提高單相接地的自愈水平，是智能配電網(wǎng)中一種重要的故障自愈技術(shù)措施，代表了配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地 (特別是非有效接地)方式的發(fā)展方向。

　　對(duì)于智能配電網(wǎng)，當(dāng)主網(wǎng)采用有效接地方式時(shí)，分布式電源(接入變壓器)的接地方式將面臨兩難境地。如果其也采用直接接地或小電阻接地方式，則顯著增大并網(wǎng)狀態(tài)下單相接地故障電流;如果其采用不接地方式，在并網(wǎng)時(shí)系統(tǒng)為有效接地方式，脫網(wǎng)后孤網(wǎng)內(nèi)為非有效接地方式，系統(tǒng)需要滿足特性完全不同的2種接地方式的需要。當(dāng)主網(wǎng)采用非有效接地方式時(shí)，問(wèn)題要相對(duì)簡(jiǎn)單，分布式電源可采用不接地方式，無(wú)論在并網(wǎng)還是脫網(wǎng)狀態(tài)下，接地方式都不會(huì)發(fā)生根本性改變。

　　因此，從技術(shù)層面上講，含分布式電源配電網(wǎng)的中性點(diǎn)應(yīng)采用非有效接地方式，特別是采用有源接地技術(shù)，不僅可以使主網(wǎng)和孤網(wǎng)保持同類接地方式，還可充分實(shí)現(xiàn)接地故障自愈，最大限度提高供電可靠性。