前言
通过对20kV电网的技术和经济性的分析，证明了在国内某些地方进行20kV电网的技术可行性和经济性。20kV配电网络的实际工作中，中性点用的是消弧线圈接地方式，出现了一些问题，不能对线路进行精确、迅速的选线和定位；如果在配电网络中出现了接地形式的失效，就会导致线路的脆弱破裂，进而发展成相间短路，造成更严重的事故。无论出现暂态或永久性失效，那么处于失效状态的开关首先要进行一次跳闸动作，从而会对电源的可靠度产生一定的影响。
一、20kV配电网中性点接地运行方式
（一）配电网采用中性点不接地运行方式
配电网络采用的是中性点不接地的方式进行，在单相接地发生短路问题时，具有很少的电流，不会对附近的信号系统、通信线路等产生干扰的情况下，保持三相直流电源的对称性，不会对使用者的基础电源造成任何干扰，可以在1-2小时内连续工作。此外，当导线发生接地故障时，其电压与无故障时相比为倍相电压，而当其容量大时，接地部位极易发生断续放电，产生诸如共振过载等故障，会造成导线的绝缘脆弱部位被破坏，造成相间、短路等问题，对装置造成很大的伤害。因此，当容量低于10A、架空线数量充足、接地容量小的配电网络时，应采用中性点不接地运行方式。
（二）配电网采用中性点经消弧线圈接地运行方式
在配电网的工作模式下，采用了中性点经消弧线圈接地，当出现单相故障时，该系统会对整个电网的供电造成一定的冲击，从而实现电容接地；从而可减少接地电流的故障，防止出现接地电弧。这时候可以按照补偿的数量进行补偿，分为全补偿、欠补偿和过度补偿。在这种情况下，完全补偿后的电流与电容器的电流是一样的，而在欠补偿之后，它的电流略低于电容，而在经过了补偿之后，它的电流要大于电容。一般采用的是过补偿，即在经过补偿后，感应比电容电流大，从而可以避免产生串行共振过电压。通过采用中性点经消弧线圈接地，在电力市场发生单相接故障后，该配电网络仍可以正常工作2小时，从而保证了电力供应的可靠性和持续性。然而，当中性点经消弧线圈接地时，一旦发生单相接地故障，极易造成工频过电压，故采取此种操作方法，对装置的绝缘性能有很高的要求；因此，项目成本也会随之增加。当电源容量为10-150A时，可以考虑使用中性点经消弧线圈接地。
（三）配电网采用中性点经小电阻接地的运行方式
通过中性点经小电阻接地，可以更好的保证工频过电压的正常工作，但如果发生在低电阻的情况下，发生单相接地的情况，很可能会导致线路的短路和线路现象发生。如果发生了问题，就需要对其进行防护，以保证其不会损坏或者降低损坏的程度。一旦发生重大的事故，将会产生磁场和跨步电压，产生巨大的危害。因而，当这种情况发生时，电网将需要在多个断电状态下进行操作，尽管这样会使电力供应的可靠性下降，不过这也算是最好的方法了，不过这需要在有装备防护的情况下才能起到作用。若采用中性点经小电阻接地，电力供应的容量必须大于150A，才可采用此方法。
二、20kV配电网中性点接地方式的选择
（一）对通信和信号的电磁干扰问题
零序电压与零序电流是影响配电网单相接地的重要因素。单相接地既有直接接地的特点，又有通过小电阻的接地方法，又有较少的短路时间和较少的干扰。而采用中性点不接地方式或经消弧线圈接地进行低电压接地的方法，其影响因素以静电感应的干扰为主，必须采用相应的方法进行控制。不接地系统没有安装接地保护，导致单相接地失效的持续时间很久，有发生地面电弧转换为频率干扰的风险，但不会对电缆造成很大的影响。
（二）配电网稳定问题
20kV配网属于中压配网，若不接地，仅在供电侧上部的高压母线出现短路，则会动动态稳定性产生较大影响；若由受端变电站的变电所采用的小电阻接地，在电网不均匀的情况下，该小电阻会耗尽整个受端的有功功率，有利于提高电网的动态稳定性。
（三）线路电容电流计算
在20 kV配网中，导线的电容电流是决定中性点地接法的一个关键因素，在《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的指导下，对于架空线路和电缆线路，20kV配电网不同接线方式所适用的电容电流范围如表1
表1 不同接地方式适用 的电容电流范围
三、配电网的设备选择
（一）配电变压器的选择
电力用户对电力的需求日益增长，对电力系统进行适当的调整，一般可将其分成液浸式和干式两类，用于20/0.4 kV的配变。液体变压器一般包括单相和三相，它们都很适合在室内或室外安装。三相变压器一般都属于户内安设，其最大的优势在于能自动降低室内的气温，特别适用于低温。干式变压器又是一种三相变压器的实际应用。干、液浸变压器都符合外部绝缘爬电比的规定，也就是室内20毫米/kV以上，室外超过30毫米/kV。
变压器的选型需求：Dynll型变压器的短时对 AC电流的阻滞效果为6%，而液体型变压器的三相对 AC电流的阻滞效果为5.5%-6%，在电网需配置零序保护中，设各厂家需要给电网提供零序阻抗值。
（二）消弧线圈的运用
在配电网络的选型中，采用消弧线圈整套装置，可以精确测量电网中的电容器的容量，而采用消弧线圈整套装置，可以保证在发生事故时，只需一次选定的导线，具有实时白自动追踪补偿电容器的电流，并具有失灵时的记录能力。在配电网络的选型过程中，采用消弧线圈的成套设备，需要满足不同的设备条件，即：电网的额定电流应在50-150 A之间，对工频的抗压要在55kV以上，对雷的冲击要在125kV以上，在中点处的偏移不能大于15%，在60毫秒之内，完成接地补偿，确保剩余电流小于5A，对电容器的精度不能低于2%。
（三）接地电阻的使用
在配电网络的选型中，为了方便地测量到额定的通流、阻值、柜内环境的温度，这种小型的接地设备就是目前的主流，而且当发生接地问题时，它还可以精确地将配电网络的电流值、电阻值和故障是否是温度的改变状况及时记录下来。接地电阻的界面可以进行通讯，可以随时传送到任何地方，也可以进行遥控监控。在应用地线之前，应符合有关的有关指标，以便在工作中保持其敏感性。工作频率测试应为55 kV，加热温度为300-600 A；保证额定电流下通流为10s，温度不高于760摄氏度；在10%的额定流量下，仍可持续工作2小时，温度不超过385摄氏度；在额定的加热情况下，其阻抗的变动不大于15%。接地电阻还具有抗氧化、高韧性、易于散热等优点，所以在选用配电网络时，如果采用地线电阻时，会产生过高的发热量，导致次级电路烧坏。所以在进行电路设计时要小心避开电阻的散热点。
（四）断路器的使用
断路器的构造设备通常具有弹簧装置，以方便在通常的电路状态下的闭合、承载和打开，以及在规定的时间内，在包含短路状态的情况下承载和打开切换设备，它基本上由六氟化硫断路器和一个真空断路器组成。在配电网络的选型中，采用断路器时必须要达到25kA的额定电流和63kA的动态电流；无论是采用中线还是经过消弧线圈的接地，其绝缘等级都要高于低电阻的，从而使装置费用增加约10%。
（五）电流互感器、电压互感器的使用
电流互感器分为单相、液浸式和环氧灌装式三种，为达到电流互感器、电压互感器的绝缘和耐压等级，其额定稳定电流为20kA/4s或50kA。
总结
综上所述，20kV配电网络的升级改造工程，其中线接地的选取与其相关网络的安全性、经济效益有关，已成为20kV配电网络升级和改造的一个重要课题。但要做好20kV配电网络的升级改造，有关部门应从电力系统的发展前景出发，根据中性点的具体条件选择相应的装置；根据安全，经济，适度超前的原则，选择合适的接地方式。
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