第三节 中性点直接接地的三相系统
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。
' UC
U C (U C ) 0
I C 3I C . A 3 3I C 0 3 I C 0
《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
中性点接地方式
1 中性点直接接地中性点直接接地方式，即是将中性点直接接入大地。
该系统运行中若发生一相接地时，就形成单相短路，其接地电流很大，使断路器跳闸切除故障。
这种大电流接地系统，不装设绝缘监察装置。
中性点直接接地系统产生的内过电压最低，而过电压是电网绝缘配合的基础，电网选用的绝缘水平高低，反映的是风险率不同，绝缘配合归根到底是个经济问题。
中性点直接接地系统产生的接地电流大，故对通讯系统的干扰影响也大。
当电力线路与通讯线路平行走向时，由于耦合产生感应电压，对通讯造成干扰。
中性点直接接地系统在运行中若发生单相接地故障时，其接地点还会产生较大的跨步电压与接触电压。
此时，若工作人员误登杆或误碰带电导体，容易发生触电伤害事故。
对此只有加强安全教育和正确配置继电保护及严格的安全措施，事故也是可以避免的。
其办法是：①尽量使电杆接地电阻降至最小；②对电杆的拉线或附装在电杆上的接地引下线的裸露部分加护套；③倒闸操作人员应严格执行电业安全工作规程。
2 中性点不接地中性点不接地方式，即是中性点对地绝缘，结构简单，运行方便，不需任何附加设备，投资省。
适用于农村10kV架空线路为主的辐射形或树状形的供电网络。
该接地方式在运行中，若发生单相接地故障，其流过故障点电流仅为电网对地的电容电流，其值很小称为小电流接地系统，需装设绝缘监察装置，以便及时发现单相接地故障，迅速处理，以免故障发展为两相短路，而造成停电事故。
中性点不接地系统发生单相接地故障时，其接地电流很小，若是瞬时故障，一般能自动熄弧，非故障相电压升高不大，不会破坏系统的对称性，故可带故障连续供电2h，从而获得排除故障时间，相对地提高了供电的可靠性。
中性点不接地方式因其中性点是绝缘的，电网对地电容中储存的能量没有释放通路。
在发生弧光接地时，电弧的反复熄灭与重燃，也是向电容反复充电过程。
由于对地电容中的能量不能释放，造成电压升高，从而产生弧光接地过电压或谐振过电压，其值可达很高的倍数，对设备绝缘造成威胁。
高低压配电柜基础知识
1. 什么是TT 、IN 、IT 系统？答：TT 方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称TT 系统。
TN 方式是将电气设备的金属外壳及工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用TN 表示。
IT 方式是电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。
负载侧电气设备进行接地保护的保护系统。
2. 我国电网的标准频率是多少？答：为50Hz，又叫工频。
3. 电力负荷的分级？重大损者。
二级负荷：二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，三级负荷：三级负荷为一般的电力负荷。
4. 什么是电弧?答：电弧是电气设备运行中产生的一种物理现象,其特点是光亮很强温度很高。
5. 什么是变电所？答：是担负着从电力系统接受电能，经过变压（升压或降压），然后再配电的任务的供电枢纽。
6. 什么是相电压、相电流？线电压、线电流？答：在三相四线电路中相线及中线的电压为相电压；任意两相线间的电压为线电压；线电压是相电压的√3倍。
流过各相负载的电流为相电流；流过相线中的电流为线电流。
答：主要作用是变换电压，以利于功率的传输。
在同一段线路上,传送相同的功率, 电压经升压变压器升压后，线路传输的电流减小,可以减少线路损耗，提高送电经济性，达到远距离送电的目的，而降压则能满足各级使用电压的用户需要。
8. 变压器各主要参数是什么？答：（1 ）额定电压；（2 ）额定电流；（3 ）额定容量；（4 ）空载电流；（5 ）空载损耗；（6 ）短路损耗；（7 ）阻抗电压；（8 ）绕组连接图、相量图及连接组标号。
9. 什么叫短路电流的热效应？答：在电路发生短路时，极大的短路电流将使导体温度迅速升高，称之为短路电流的热效应。
10. 什么叫涡流？涡流的产生有哪些害处？答：当交流电流通过导线时，在导线周围会产生交变的磁场。
交变磁场中的整块导体的内部会产生感应电流，由于这种感应电流在整块导体内部自成闭合回路，很像水的旋涡，所以称作涡流。
涡流不但会白白损耗电能，使用电设备效率降低，而且会造成用电器（如变压器铁芯）发热，严重时将影响设备正常运行。
中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护-文档资料
一、接地短路时零序电压、电流和功率的分布
零序分量参数的特点：
1、零序电压
➢ 故障点零序电压最高， 距离故障点越远零序电压 越低。变压器中性点接地 处电压为零。
➢ 运行方式的变化，间接 影响零序分量的大小。
2、零序电流
1）零序电流由故障点零序电压产生，由故障点经线路流向 大地，必须经变压器中性点构成回路；中性点不接地的网络 不存在零序电流。
3、零序功率及其分布
大小：短路点U0最大，零序功率最大，变压器中性点零序 功率为零。 方向：从故障线路指向母线，与正序方向相反。
4、保护安装处电压、电流相位关系
从任一保护安装处得零序电压和零序电流之间的关系看， 由于A母线上的零序电压实际上是从该点到零序网络中性 点之间的零序阻抗上的电压降，可表示为：
1、优点
1）零序过电流保护灵敏度高，动作时限短； 2）受系统运行方式的影响较小； 3）不受系统振荡和过负荷的影响； 4）零序方向保护没有电压死区。 5）结构和工作原理简单。
2、缺点
不能反映相间短路。
1、零序电流Ⅰ段保护
（1）躲开下级线路出口处单相或两相接地短路时可能出 现的最大零序电流：
I
op
K rel
3I 0. max
K rel路器三相触头不同期合闸时出现的最大零序 电流：
I
op
K rel
3I 0.unc
K rel
取1.1～1.2
说明： 1.按上述原则整定时，应选取较大者作为零序电流速断保 护的动作电流。
总结：
从TV来口三角处获取
➢ 可由三个单相电压互感器或三相五柱式电压互感器的次 级绕组接成开口三角，即首尾相连得到的电压就是3U0。
U mn U a U b U c 3U 0
中性点运行方式
电力系统中性点运行方式我国电力系统中常见的中性点运行方式有中性点非有效接地和中性点有效接地两大类。
中性点非有效接地包括：不接地、经消弧线圈接地和经高阻接地，又称为小接地电流系统。
而中性点有效接地包括直接接地和经低阻抗接地，又称为大接地电流系统。
一、中性点不接地的三相系统1、中性点不接地系统的正常运行正常运行时，电力系统三相导线之间和各相导线对地之间，沿导线的全长存在着分布电容，这些分布电容在工作电压的作用下，会产生附加的容性电流。
各相导线间的电容及其所引起的电容电流较小，并且对所分析问题的结论没有影响，故可以不予考虑。
2、单相接地故障当中性点不接地的三相系统中，由于绝缘损坏等原因发生单相接地故障时，情况将会发生显著变化。
假设W相在k点发生完全接地的情况，W相对地电压为零，中性点对地电压上升为相电压，而且与接地相的电源电压反相。
（完全接地，又称为金属性接地，即认为接地处的电阻近似等于零）三相系统的三个线电压仍保持对称而且大小不变。
非故障相电压升高为线电压，非故障相的对地电容电流也就相应的增大到√3倍。
W相对地电容被短接，于是对地电容电流为零。
此时三相对地电容电流的向量和不再为零，大地中有容性电流流过，并通过接地点形成回路。
可见，单相接地故障时流过大地的电容电流，等于正常运行时每相对地电容电流的三倍。
接地电流Ic的大小与系统的电压、频率和对地电容的大小有关，而对地电容又与线路的结构（电缆或架空线）、布置方式和长度有关。
实用计算中可按计算为：对架空线路：I c=UL/350对电缆线路：I c=UL/10式中I c——接地电流，A；U——系统的线电压，Kv；L——与电压同为U，并具有电联系的所有线路的总长度，km。
当系统发生不完全接地，即通过一定的过渡电阻接地时，接地相的对地电压大于零而小于相电压，中性点的对地电压大于零而小于相电压，非接地相对地电压大于相电压而小于线电压，线电压仍保持不变，此时的接地电流要比金属性接地时小一些。
电力系统的中性点运行方式
主要内容
中性点不接地的三相系统 中性点经消弧线圈接地的三相系统 中性点直接接地的三相系统 中性点经阻抗接地的三相系统
概述
电力系统的中性点是指三相系统作星形连接的变压 器和发电机的中性点。 中性点采用不同的接地方式，会影响到电力系统许 多方面的技术经济问题，如电网的绝缘水平、供 电可靠性、对通信系统的干扰、继电保护的动作 特性等。因此，选择电力系统的中性点运行方式 是一个综合性间题。本章就中性点不同运行方式 的三相系统作一般综合介绍。
一、中性点不接地的三相系统
对架空线路
对电缆线路
IC
IC
UL 350
UL 10
式中IC ——接地电流，A； U ——网络的线电压，kV； L ——与电压为U具有电联系的所有线路的总长 度，km。
一、中性点不接地的三相系统
综上所述，中性点不接地系统发生单相接地故障时产生的影 响可从以下几个方面来分析。 单相接地故障时，由于线电压保持不变，使负荷电流不变， 电力用户能继续工作，提高了供电可靠性。然而要防止由于接 地点的电弧或者过电压引起故障扩大，发展成为多相接地故障。 所以在这种系统中应装设交流绝缘监察装置，当发生单相接地 故障时，立即发出信号通知值班人员及时处理，规程规定：在 中性点不接地的三相系统中发生单相接地时．继续运行的时间 不得超过2h，并要加强监视。
一、中性点不接地的三相系统
各相对地的电压分别为电源各相的相电压。在此对地电 压下，各相对地电容电流 大小相等，相位差为 120°。 如图2-1（c）所示。各相对地电容电流之和为零，所以 没有电容电流流过大地。各相电源电流 应为各相 负荷电流 与对地电容电流 的相量和， 如图2-1（b）所示，图中仅画出U相情况。
变电站的运行方式
3 U w e j150
非故障相的对地电压升高到线电 压，即升高为相电压的 3 倍，各相 对地电压的相量关系如图（b）所示： 系统三相的线电压仍保持 对称且大小不变。因此，对 接于线电压的用电设备的工 作并无影响，无须立即中断 对用户供电。
二、单相接地故障
Ｗ相接地时， W相对地电容被短接，Ｗ相的对地电容电 接地电流的大小与系统的电压、频率和对地电容值 流为零。未接地 U、V相的对地电容电流的有效值为： 有关，而对地电容值又与线路的结构（电缆或架空线、 有无避雷线）、布臵方式、相间距离、导线对地高度、 I CV 3CU Ph I CU 杆塔型式和导线长度有关。 此时三相对地电容电流之和不再等于零，大地中有 单相接地电容电流的实用计算为： 容性电流流过，并通过接地点形成回路，接地电流 ： 式中：IC—接地电容电流，A； L ) U ( L1 35 2 IC I C ( I CU I CVU )—系统的线电压，kV； 350 L1—架空线路的总长度，km; L2—电缆线路的总长度，km. 单相接地故障时，流过大地的电容电流，等于正常运行 时一相对地电容电流的 3倍，其有效值为： 当发生不完全接地时，即通过一定的电阻接地时，接 地相的相对地电压大于零而小于相电压，未接地相的对地 3CU Ph I C 3I CU 电压大于相电压而小于线电压，中性点电压大于零而小于 相电压，线电压仍保持不变，此时的接地电流要比完全接 地时小一些。
本节结束！
第三节 中性点直接接地系统
本节教学
二、特点以及适用范围
中性点直接接地系统的工作原理
正常运行时：
中性点的电压为零，中性点没有电流流过。
发生单相接地时：
电力系统中性点接地
.
.
教 教 学 内
学 容
Hale Waihona Puke 过 板程 书2、不完全接地：即故障点经过一定的电阻接地。 1）接地相对地电压大于零而小于相电压，未接地相对地电压大于相电压而 小于线电压。 2）中性点电压大于零而小于相电压，线电压仍保持不变。 3）接地电流比完全接地时要小一些。 由此可见： 1）非故障两相的对地电压数值升高 3 倍，即变为线电压；三相系统的线电 压大小不变，相位差仍和正常运行时一样，不影响线电压电力用户的工作。 2）相对他的电容电流也相应增大 3 倍；而 W 相已接地，该相对地电容电 流为零，三相对地电容电流之和不再为零，大地中有电流流过。 Ic=3ωCUph 式中 Uph——电源的相电压，V； w ——频率，rad／s； C——相对地电容，F. 中性点不接地系统中，单相接地电流等于正常运行时相对地电容电流的三 倍。其值与网络的电压、频率和相对地电容的大小有关，而相对地电容又与线路 的结构（电线或架空线）和长度有关。实用计算中按下式计算 对架空线路 对电缆线路 式中 U——电网的线电压，kV； L——相同电压等级的具有电联系的所有线路的总长度，km。 2、不完全接地：即故障点经过一定的电阻接地。 (三)适用范围 1、电压在 500V 以下的三相三线装置 2、3~10kV 系统当接地电流 c ≤30A
教 学 过 程 内 容 及 板 书 提问：电力网的额定电压的确定 复习内容：电力系统额定电压、额定电流、额定容量 引入： 课题一 电力系统中性点的接地方式
电力系统的中性点：是指星形连接的变压器或发电机的中性点。 常见接地方式有三种：中性点不接地系统 中性点经消弧线圈接地系统 中性点直接接地系统 c 一、中性点不接地系统 （－）中性点不接地系统的正常工作 如图所示，为简化的中性点不接地三相系统正常运行情况的示意图，图中断路 器 QF 正常运行时处于合闸状态。正常运行时，三相电源的相电压分别为 Uu、 Uv、Uw，并且三相对称，中性点的电位 U
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第二章 中性点的运行方式
一、中性点直接接地系统的工作原理
正常运行时：
中性点的电压为零，中性点没有电流流过。
发生单相接地时：
由于接地相直接通过大地与电源构成单相回路，形成单相 短路故障，则短路电流很大，继电保护装置立即动作，断路器 断开，迅速切除故障部分。 当中性点直接接地时， 接地电阻近似为0，所以 中性点与地之间的电位相 同，即 。 U 0
《发电厂变电站电气设备》
第二章 电力系统中性点的运行方式
第一节 中性点直接接地的 三相系统
第三节 教学内容
中性点直接接地的三相系统 《发电厂变电站电气设备》
第二章 中性点的运行方式
本节教学内容
一、中性点直接接地系统工作原理
二、特点及适用范围
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第三节
中性点直接接地的三相系统 《发电厂变电站电气设备》
n
单相短路时，故障相的 对地电压为零，非故障相 的对地电压基本保持不变， 仍接近于相电压。
第三节
中性点直接接地的三相系统 《发电厂变电站电气设备》
第二章 中性点的运行方式
二、特点及适用范围 1.中性点直接接地系统的主要优点
单相接地短路时，非故障相的对地电压基本保持不变，仍接近于 相电压。设备和线路对地绝缘按相电压设计，降低了造价。电压等 级愈高，节约投资的经济效益愈显著。
110kV及以上的系统广泛采用。
第三节 思考练习
中性点直接接地的三相系统 《发电厂变电站电气设备》
第二章 中性点的运行方式
思考练习 中性点直接接地系统中，发生单相接地 时，电压和电流有什么变化？能否继续 运行？为什么？
第三节
中性点直接接地的三相系统 《发电厂变电站电气设备》
第二章 中性点的运行方式
2.中性点直接接地系统的缺点
（1）中性点直接接地系统供电可靠ห้องสมุดไป่ตู้较低。中性点直接接地系 统的线路上，通常都装设有自动重合闸装置。 （2）单相接地时的短路电流很大，必须选用较大容量的开关设备。
（3）单相接地时，对附近通信线路将产生电磁干扰。以减少电磁干 扰，电力线路应尽量避免和通信线路平行架设。
3.适用范围