（四川港航嘉陵江金沙航电开发有限公司637400）
摘要：配电变压器是配电系统的重要组成部分，通过查找变压器中性点接地故障，重点分析了配电变压器中性点接地电阻升高对中性点电压偏移、零序电流保护的影响，并提出了防范措施，保证用电安全。
关键词：变压器；接地线；发热；危害
1引言
我国110kV及以上电网一般采用大电流接地方式，即中性点有效接地方式，6～35kV配电网一般采用小电流接地方式，即中性点非有效接地方式。而中性点非有效接地又分为不接地、经消弧线圈接地和直接接地三种方式。而变压器中性点是否接地也是根据系统运行方式的需要而选择的。作为配电用的变压器二次侧一般采用“三相四线”向用户供电，中性线（亦称零线）是直接接地的。若施工质量不合格、运行维护不到位等因素，会引起配电变压器中性点接地不良甚至断线等缺陷，配电变压器如果接地电阻阻值过大或发生接地线断线故障将引起中性点电压过高，造成供电异常甚至导致电气设备烧毁、对人身安全造成危险，也可能因系统零序阻抗的改变影响零序保护的正确动作。
2故障现象分析及处理
我公司生活区配电变压器型号为SCB9-500/10.5，接线方式为Dyn11,其低压侧中性点是直接地。2010年8月3日，生活区部分照明灯不亮，有的照明灯又比平常亮很多，住宿楼部分电视和其它用电设备不能正常使用，还有3台电脑和几盏照明灯被烧坏。公司电气检修人员迅速赶到生活区配电室进行检查，断开配电屏所有负载后，用万用表检测配电屏各相电压异常，其中N相对地170V、A相对地284V、B相对地262V、C相对地90V。可见A、B两相都远远超过额定电压的10%以上，N相电压明显偏高，甚至接近相电压。而正常情况下，三相对地电压应在220V左右，N线对地电压基本为0V。为什么会出现三相电压不平衡和零线（N线）带电的情况呢？
检查人员通过变压器观察窗没有发现变压器外部接线有异常情况，变压器本体中性点引出接线完好。变压器中性点接地电缆沿电缆沟布置，当检修人员掀开电缆沟盖板时，发现接地点连接螺螺已发红，温度极高，接地线连接处已烧坏变色。于是立即联系运行人员停运生活区变压器。
当生活区变压器停电检修安全措施完成后，检修人员仔细查看了变压器中性点接地电缆的接地点，发现接地连接螺栓经过高温发热后已完全变色，接地端的导线已经烧熔，几乎断裂。检修人员立即对损坏的接地端进行修复，更换新的连接螺栓，按规范要求把中性点接地电缆更换为铜导线，并用铜线鼻子与接地端可靠连接，测试中性点接地电阻为0.5Ω，满足运行要求（根据电力设备试验规程规定，100KVA以下的变压器接地点接地电阻不大于10Ω，100KVA以上的变压器接地点接地电阻不大于4Ω）；同时检查了变压器及其它附件，电气试验数据均满足运行要求，经公司领导同意，变压器带电试运行，测试变压器低压侧三相电压均正常，零线对地电压基本为0V，用电设备能正常使用，故障已全部排除。
3故障分析原因
变压器中性点接地电缆在正常运行时流过三相不平衡电流，从而使三相负载基本保持平衡，各相电压保持稳定。如果中性点接地电阻增加或者断开后，情况就发生了变化，由于三相负载不一定平衡，导致中性点漂移，中性线（零线）对地产生较高电压，线电压按照负载情况重新分配，造成了有的相对地电压升高，有的相对地电压下降，负荷较重的相实际承受的电压低于额定相电压，会造成电设备不能正常使用，而负荷较轻的相实际承受的电压高于额定电压，将会造成绝缘薄弱点的击穿或导致用电设备烧毁，而且还会威胁人身安全。公司生活区变压器中性点接地电缆使用的铝绞线，在与接地体连接时没有按规范要求采用接线鼻子，而是直接缠绕在接地体的螺栓上，导致变压器中性点接地不牢固，易松动，接地电阻增大；同时，公司用电负荷不均衡，导致配电系统三相电压不平衡，引起变压器中性点流过较大的零序电流，造成接地端严重发热，最终导致接地导线烧熔，几乎断裂。因此，变压器中性线要安装牢固，不允许在中性线上装开关和保险丝，防止断路。
4变压器中性线断线及接地电阻升高的主要影响
4.1造成三相电压不对称。电压降低相用电设备无法正常工作；电压升高相可能使用电设备损坏；当负荷不平衡度较大时，各相电压将无法满足电压会质量要求。
4.2发生单相短路故障时，非故障相电压升高到线电压水平，对低压输电线路的绝缘水平提出更高的要求。
4.3中性点电压升高，单相短路情况下可到相电压水平，有可能将中性点绝缘击穿而使变压器损坏，同时，中性点电压高于36V的安全电压，对接触地线的人身和设备造成危害。
4.4当接地线断线时，致使避雷器接地电阻等效为无穷大，雷击过电压时，避雷器不能正常对地放电。
4.5对零序电流的影响。若接地线可靠连接，接地电阻较小，则零序电流幅值较大，有利于继电保护装置地检测并切除故障回路。而当接地线断线时，虽三相电流幅值均升高，但零序电流幅值很小，不能及时动作跳闸出隔离故障回路，降低继电保护装置的可靠性。
4.6在低压配电网中，若三相负荷不平衡，不仅使低压线路中的电能损耗增加，而且使高压线路中的电能损耗增加。
5防范措施
5.1加强设备巡视检查力度，检查设备各个连接处有无接触不良和断路隐患，并按照相关规范要求做好电气设备预防性试验。
5.2严格施工工艺，规范接地体的埋设，按规程选取接地线的截面及种类，正确选取变压器中性线截面积。
5.3在变压器的中性线上选取适当的位置将变压器的中性线多点重复接地。当变压器中性线在某点断线时，由于多点接地，中性线电流仍可经大地回到变压器中性点，中性线的电位始终为零，每相负载的电压始终为正常的相电压。另一方面，当变压器接地点接地电阻升高或接地线断线相线接地，由于有了多点的重复接地，也能保证大地的电位为零，不会对人生安全和设备的正常运行造成威胁。
5.4严禁在中性线上装熔断器或单独的开断装置，以防中性线在此处开路。
5.5在配电变压器低压侧和用户侧可装设剩余电流动作断路器，能有效保护人身和用电设备安全。
5.6在三相四线低压配电系统中，应将三相用电负荷调整得尽可能平衡，尽量使变压器中性线有较小的不平衡电流通过，如果中性线断了，相与相间电压的差值也不会过大。
5.7变压器若发生中性线断线故障，应尽早切断三相电源进行处理，以减小事故危害。
6结论
在三相四线制供电系统中，变压器中性线是三相电源与负载连接方式的桥梁和依据。因此，保障变压器中性线运行安全可靠非常重要。公司运维人员应加强生活区变压器的维护和管理，除每年电气预防性试验项目外，还应重点关注变压器中性点接地电阻，防止变压器中性点开路，保证生活区安全用电。
参考文献
[1]官澜.变压器中性点接地方式对电力系统运行可靠性的影响研究[D].西南交通大学，2010
[2]何林.中性点接地方式对配电网可靠性影响的研究[D].华北电力大学，2013
[3]陈孝建.配电变压器接地电阻阻值过大的危害及防范[J].农村电工2010,19(7):36-37
作者简介
胥科（1981-），男，四川成都人，助理工程师，本科，长期从事水电站电气设备运行、维护工作。
王代银（1986-），男，重庆合川人，助理工程师，本科，长期从事水电站设备检修技术管理工作。
何凯（1988-），男，四川武胜人，助理工程师，本科，长期从事水电站设备检修技术管理工作。