发电机中性点接地方式及作用
中性点接地
中性点接地在三相电路中，三相电压源一般连接成星形或三角形两种特定的方式。
当三相电源（变压器或发电机，或三相负载）各相的同极端都联接到一个共同节点时，称为三相电压源（或三相负载）的星形接线。
该共同节点称为中性点，简称中或零点。
中性点分电源中性点和负载中性点。
由中性点引出的导线称为中性线，简称中线。
当中性点接地时，中线又称为地线或零线。
在三相电流对称时，中线电流为零。
三相电压源星形联接且引出中线时，形成三相四线制，它可以供给线电压和相电压两种等级电压，方便用户用电。
若将中线接地，则电路中各处对地电压不会超过相电压，在单相接地时，非故障相的对地电压接近相电压，因而可降低电路元件的绝缘要求，也有利于带电区域地表的人畜安全。
当三相负载不对称时，有利于消除中性点位移，保持负载相电压对称而正常工作。
为防止运行时中线断开，不允许在中线上安装保险丝或开关，必要时选用强度较高的导线作为中线。
中性点接地系统（earthed neutral system）三相交流电力系统的中性点与大地之间的电气连接方式，称为电网中性点接地方式。
中性点接地方式涉及电网的安全性、可靠性和经济性；同时直接影响电气系统设备绝缘水平的选择、过电压水平及继电保护方式、通讯干扰等。
由于电力系统中变压器的接地方式决定了系统的接地方式，所以一般也将电力系统中变压器中性点的接地方式理解为对应的电力系统的中性点接地。
电力系统的中性点接地有多种方式，各种接地方式都有一定的适用范围和使用条件，接地方式可以划分为两大类：大接地电流系统和小接地电流系统。
我国电力系统中性点的运行方式有：中性点不接地（绝缘）、中性点经消弧线圈接地、中性点直接接地。
大、小接地电流系统指的是当发生单相接地时，流过接地点电流的大小。
如果把变压器的中性点直接接地，当发生单相接地时，将构成回路，在接地点流过很大的短路电流，故称大电流接地系统，其单相接地时电弧不能自行熄灭，需要断路器来遮断。
如变压器中性点不接地，当发生单相接地时，不构成故障回路，在接地点只流过系统对地的电容电流，数值较小，故称小电流接地系统，其单相接地故障时电弧能够自行熄灭。
中性点接地
《电气工程基础》 电力系统中性点接地方式
第三节 中性点直接接地系统
定义：将电力系统中的部分或
全部变压器中性点直接接入大 地。
优点：过电压低，对绝缘要求
水平低，电力系统的电压越高 ，这一优点越突出。
缺点：当出现单相短路故障时
，单相短路电流很大，可靠性 差，在电气安全方面的问题比 较严重。
《电气工程基础》 电力系统中性点接地方式
缺点：
《电气工程基础》 电力系统中性点接地方式
第五节 中性点经电抗器接地
中性点经电抗器接地可以减少单向接地电流。 特别对于大接地电流的低阻值接地系统时效果更好 。因为低阻值的电阻器很笨重，降低接地电流的作 用小，电阻器上电压高；而电抗器可以减少有功功 率损耗，结构方面也比较简单，但接地设备的投资 大。 使用电抗器接地可以将接地电流限制到三相短 路电流的三分之一以上。
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《电气工程基础》 电力系统中性点 接地方式
缺点：不接地系统发生单相短路接地并且接地电 流大于10A而小于30A时，有可能产生不稳定的 间歇性电弧，随着间歇性电弧的产生将引起幅 值较高的弧光接地过电压，其最大值不会超过 3.5倍相电压。对绝缘较差的设备、线路上的 绝缘弱点和绝缘强度很低的旋转电机有一定威 胁，在一定程度上对安全运行有影响。 优点：（1）简单，易于实现；（2）由于中性点 不接地配电网的单相接地电流很小，对邻近通 信线路、信号系统的干扰小。 应用：这种接地方式适用于接地电容电流不大的 场合，主要是低电压的系统中。
《电气工程基础》 电力系统中性点接地方式
第四节 中性点经电阻接地
发电机中性点接地方式的选择
一、前言1.1 发电机中性点接地方式的选择发电机是电力系统的原动力，在运行中必须具备对突发性故障的应变能力，发电机中性点的接地方式与此有密切的关系。
发电机中性点的接地方式有：①中性点直接接地②中性点经低阻抗接地③中性点不接地④中性点经消弧线圈接地⑤中性点经高阻抗接地。
1.2 发电机经高阻抗接地方式发电机中性点经高阻接地能有效抑制发电机接地故障电流，从而有效防止发电机定子绕组烧毁,并降低电弧接地暂态过电压。
中性点经高电阻接地有多种方案，其中以单相接地变压器与电阻器结合的方案最优。
我公司生产的CXRD-FZ型接地电阻柜，体积小，重量轻。
接地变压器抗冲击，阻燃，局放小。
电阻采用特种材料制作，性能稳定，通流能力强。
第 1 页共5 页二、系统概述2.1 使用范围CXRD-FZ型发电机中性点电阻器柜为专用于发电厂发电机中性点采用高电阻接地的成套装置。
发电机电压等级主要为6kv至20kv。
当定子发生一点接地时，可限制接地电流在很小的数值，并有效抑制电弧接地暂态过电压2.2 使用环境1、适用于户内。
2、环境温度：不低于-40℃，不高于+40℃。
3、海拔高度不超过3000m。
4、相对湿度：不大于95%（25℃）。
5、电网频率：58～62Hz(60Hz系统)、48～52Hz(50Hz系统)。
6、安装场所的空气中不应含化学腐蚀气体和蒸气，无爆炸性尘埃。
2.3 产品型号及组成说明本公司免费根据用户要求计算电阻值，确定型号2.3.1接地变压器参数绝缘等级：H 级温升：≤100K冷却方式：AN防护等级：纸绝缘干式接变压器产品防护等级分为IP00(无外壳)、和IP20，IP23(有外壳)。
绝缘水平、阻抗电压、空载损耗、负载损耗按相应的国家标准绝缘电阻测试：高压—低压及地≥300MΩ、低压—地≥100 MΩ三、成套装置的组成及结构3.1装置组成CXRD-FZ型发电机中性点电阻器柜中装有干式单相接地变压器、电阻器、隔离开关、避雷器等电器设备，可以整体方便安装在发电机中性点附近。
大型水轮发电机组中性点接地方式
大型水轮发电机组中性点接地方式安振山 (攀枝花,二滩水力发电厂 617000)摘要 巨型水轮发电机组的出现,使直接接于发电机定子线圈接地故障保护问题越来越引起人们的关注。
流经接地点的电容电流不断增大,将破坏线圈绝缘和定子铁芯。
而流经接地点的电容电流与发电机中性点的接地方式有关。
以往,中国水轮发电机组中性点系经消弧线圈接地,中国近几年引进的一批外国机组,其接地方式是经过接地变压器接地。
文章结合水轮发电机组运行经验,对两种接地方式进行了比较,探讨了适合中国电网运行的接地方式。
关键词 二滩水电站 水轮发电机组 中性点接地 消弧线圈接地 接地变压器Mode of Neutral Point Grounding of Large Hydroelectric SetA n Zhenshan(Er tan Hydroelectric Power Station617000)Key Words er tan hydro electric pow er station hydroelectric sets neutral g rounding arc suppr ession coil g rounding g rounded transformer1 引言进入80年代以来,中国的水电事业得到了迅速的发展,投产百万千瓦以上的大型水电厂已很多,单机容量也从100MW发展到550M W,在建的三峡电站的单机容量将达700~750M W,巨型水轮发电机的出现,使直接接于发电机定子线圈接地故障的保护问题越来越引起人们的严重关注,因为流经接地点的电容电流不断增大,将破坏线圈绝缘和定子铁芯。
而流经接地点的电容电流与发电机中性点的接地方式有关,以往,中国水轮发电机中性点系统消弧线圈接地,在改革开放的情况下,中国又引进了一批国外机组,中性点接地方式又出现了经接地变压器接地的方式。
本文结合水轮发电机组的运行经验,比较了两种接地方式的优劣,探讨了适合中国电网运行的接地方式。
中性点接地
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UB’
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电力系统中性点接地
U U A ( U A ) 0 A 中性点不接地系统单相接地故 U B U B ( U A ) U BA 障的结论1 ： U C U C ( U A ) U CA
如何确定电力系统中性点接地方式 ？
应从供电可靠性、内过电压、对通信线路的干扰、继电保护以及确保 人身安全诸方面综合考虑。
电力系统中性点接地
二、中性点不接地的电力系 统 适用范围
3kV~60kV的电力系统
UA
A B C
UB
UC
负 荷
I A0 I B0
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正常运行时
-I’CA UB
-UA UC’
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电力系统中性点接地
接地电流的经验计算公 式： I PE ( loh 35 lcab )U N / 350
中性点不接地系统单相接地故障的结论2 ： 接地电流在故障处可能产生稳定的或间歇性的 电弧。
如果接地电流大于30A时，将形成稳定电弧，成为持续性电 弧接地，这将烧毁电气设备和可能引起多相相间短路。 如果接地电流大于5A~10A，而小于30A，则有可能形成间歇 性电弧；间歇性电弧容易引起弧光接地过电压，其幅值可达 （2.5~3）U，将危害整个电网的绝缘安全。 如果接地电流在5A以下，当电流经过零值时，电弧就会自然 熄灭。
IPE
消弧线圈的作用
当发生单相接地故障时，接地故 障相与消弧线圈构成了另一个回路， 接地故障相接地电流中增加了一个感 性电流，它和装设消弧线圈前的容性 电流的方向刚好相反，相互补偿，减 少了接地故障点的故障电流，使电弧 易于自行熄灭，从而避免了由此引起 的各种危害，提高了供电可靠性。
中性点接地问题
电力系统中性点接地方式有两大类:一类是中性点直接接地或经过低阻抗接地，称为大接地电流系统；另一类是中性点不接地，经过消弧线圈或高阻抗接地，称为小接地电流系统。
其中采用最广泛的是中性点接地、中性点经过消弧线圈接地和中性点直接接地等三种方式。
(一)中性点不接地系统当中性点不接地的系统中发生一相接地时，接在相间电压上的受电器的供电并未遭到破坏，它们可以继续运行，但是这种电网长期在一相接地的状态下运行，也是不能允许的，因为这时非故障相电压升高，绝缘薄弱点很可能被击穿，而引起两相接地短路，将严重地损坏电气设备。
所以，在中性点不接地电网中，必须设专门的监察装置，以便使运行人员及时地发现一相接地故障，从而切除电网中的故障部分。
在中性点不接地系统中，当接地的电容电流较大时，在接地处引起的电弧就很难自行熄灭。
在接地处还可能出现所谓间隙电弧，即周期地熄灭与重燃的电弧。
由于电网是一个具有电感和电容的振荡回路，间歇电弧将引起相对地的过电压，其数值可达(2.5～3)Ux。
这种过电压会传输到与接地点有直接电连接的整个电网上，更容易引起另一相对地击穿，而形成两相接地短路。
在电压为3-10kV 的电力网中，一相接地时的电容电流不允许大于30A，否则，电弧不能自行熄灭。
在20～60kV 电压级的电力网中，间歇电弧所引起的过电压，数值更大，对于设备绝缘更为危险，而且由于电压较高，电弧更难自行熄灭。
因此，在这些电网中，规定一相接地电流不得大于10A。
(二)中性点经消弧线圈接地系统当一相接地电容电流超过了上述的允许值时,可以用中性点经消弧线圈接地的方法来解决，该系统即称为中性点经消弧线圈接地系统。
消弧线圈主要有带气隙的铁芯和套在铁芯上的绕组组成，它们被放在充满变压器油的油箱内。
绕组的电阻很小，电抗很大。
消弧线圈的电感，可用改变接入绕组的匝数加以调节。
显然，在正常的运行状态下，由于系统中性点的电压三相不对称电压，数值很小，所以通过消弧线圈的电流也很小。
中性点接地和中性点不接地的区别
中性点接地和中性点不接地的区别电力系统中性点运行方式有不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地或直接接地等多种。
我国电力系统目前所采用的中性点接地方式主要有三种：即不接地、经消弧线圈接地和直接接地。
小电阻接地系统在国外应用较为广泛，我国开始部分应用。
1、中性点不接地（绝缘）的三相系统各相对地电容电流的数值相等而相位相差120°，其向量和等于零，地中没有电容电流通过，中性点对地电位为零，即中性点与地电位一致。
这时中性点接地与否对各相对地电压没有任何影响。
可是，当中性点不接地系统的各相对地电容不相等时，及时在正常运行状态下，中性点的对地电位便不再是零，通常此情况称为中性点位移即中性点不再是地电位了。
这种现象的产生，多是由于架空线路排列不对称而又换位不完全的缘故造成的。
在中性点不接地的三相系统中，当一相发生接地时：一是未接地两相的对地电压升高到√3倍，即等于线电压，所以，这种系统中，相对地的绝缘水平应根据线电压来设计。
二是各相间的电压大小和相位仍然不变，三相系统的平衡没有遭到破坏，因此可继续运行一段时间，这是这种系统的最大优点。
但不许长期接地运行，尤其是发电机直接供电的电力系统，因为未接地相对地电压升高到线电压，一相接地运行时间过长可能会造成两相短路。
所以在这种系统中，一般应装设绝缘监视或接地保护装置。
当发生单相接地时能发出信号，使值班人员迅速采取措施，尽快消除故障。
一相接地系统允许继续运行的时间，最长不得超过2h。
三是接地点通过的电流为电容性的，其大小为原来相对地电容电流的3倍，这种电容电流不容易熄灭，可能会在接地点引起弧光解析，周期性的熄灭和重新发生电弧。
弧光接地的持续间歇性电弧较危险，可能会引起线路的谐振现场而产生过电压，损坏电气设备或发展成相间短路。
故在这种系统中，若接地电流大于5A时，发电机、变压器和电动机都应装设动作于跳闸的接地保护装置。
2、中性点经消弧线圈接地的三相系统上面所讲的中性点不接地三相系统，在发生单相接地故障时虽还可以继续供电，但在单相接地故障电流较大，如35kV系统大于10A，10kV系统大于30A时，就无法继续供电。
电力系统中性点的运行方式
消弧线圈的结构与型号
消弧线圈装有铁芯，可调、电阻小、电抗很大， 外形跟小容量变压器相似，装在发电机或变压器 的中性点与大地之间。为调节线圈匝数，通常有 5～9个分接头可选用，用来改变补偿程度，国产 型号为XDJL。其中X—消弧线圈；D—单相； J—油浸式；L—铝线。
一般认为：中性点直接接地系统对通信干扰影响 最大；中性点经消弧线圈接地系统对通信的干扰最 小。
5.系统稳定性
在大接地电流系统中发生单相接地时，由 于接地电流很大，电压的剧烈下降、线路 的突然切除可能导致系统稳定的破坏。如 果采用小接地电流系统，则流过接地点的 电流很小，不存在引起失步的可能。因此， 从系统稳定的角度看，中性点直接接地系 统是不利的。
4.对通信的干扰 单相接地产生干扰对通信的影响是不可忽视的，
在某种情况下，它甚至还是选择中性点接地方式的 决定因素。
单相接地产生干扰的途径有两种，一种是静电感 应，另一种是电磁感应。
在小接地电流系统中，起主要作用的是静电感应， 可以用较简单的方法加以限制。在大接地电流系统 接地故障时，大的接地电流对临近的通信线路干扰 大，感应电压可能危及工作人员安全或引起信号装 置误动作，因此，电力线和通信线间必须保持一定 的距离。
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电力系统中性点的运行方式不同，其技 术特性和工作条件也不同，还与故障分析、 继电保护配置、绝缘配合等均密切相关。 采用哪一种中性点运行方式，直接影响到 电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连 续性、电网的造价以及对通信线路的干扰 程度。
一、 中性点不接地系统
正常运行情况：
2.过电压与绝缘水平
对于电力系统的绝缘水平，大接地电流系 统按相电压考虑，小接地电流系统则需按线 电压考虑。大接地电流系统比小接地电流系 统绝缘水平大约可降低20%左右，在选用避 雷器时，前者用80%避雷器，后者用100%避 雷器。
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发电机中性点接地方式及作用
发电机中性点接地一般有以下几类：
1.中性点不接地：当发生单相接地故障时,其故障电流就是发电机三相对地电容电流,当此电流小于5A时,并没有烧毁铁芯的危险;发电机中性点不接地方式,一般适用于小容量的发电机;
2.中性点经单相电压互感器接地：实际上这也是一种中性点不接地方式,单相电压互感器仅仅用来测量发电机中性点的基波和三次谐波电压;这种接地方式能实现无死区的定子接地保护;
3.中性点经单相变压器高阻接地：发电机中性点通过二次侧接有电阻的接地变压器接地,实际上就是经大电阻接地,变压器的作用就是使低压小电阻起高压大电阻的作用,这样可以简化电阻器结构、降低造价;大电阻为故障点提供纯阻性的电流,同时大电阻也起到了限制发生弧光接地时产生的过电压的作用;注意发电机起励升压前要检查接地变压器上端的中性点接地刀闸合好;
4.中性点经消弧线圈接地：在发生单相接地故障时,消弧线圈将在零序电压作用下产生感性电流,从而对单相接地时的电容电流起补偿作用采用过补偿方式,以避免串联谐振过电压;这种方式也可以实现高灵敏度既无死区的定子接地保护;
5.中性点直接接地：在这种接地种方式下,接地电流很大,需要立即跳开发电机灭磁开关和出口断路器或发变组出口断路器;。