中性点不接地的三相系统
IT、TN、TT系统简介
IT、TT、TN系统简介低压配电接地系统分为IT系统、TT系统、TN系统三种形式，而这三种接地方式非常容易混淆。
现全面、深入总结了IT系统、TT系统、TN系统的原理、特点和适用范围，以期能对从事电气作业人员有所帮助。
首先给出定义。
根据现行的国家标准《低压配电设计规范》（GB50054），低压配电系统有三种接地形式，即IT系统、TT系统、TN系统。
（1）第一个字母表示电源端与地的关系T-电源变压器中性点直接接地。
I-电源变压器中性点不接地，或通过高阻抗接地。
（2）第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系T-电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。
N-电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。
下面分别对IT系统、TT系统、TN系统进行全面剖析。
一、IT系统IT系统就是电源中性点不接地，用电设备外露可导电部分直接接地的系统。
IT系统可以有中性线，但IEC强烈建议不设置中性线。
因为如果设置中性线，在IT系统中N线任何一点发生接地故障，该系统将不再是IT系统。
IT系统接线图如图1所示。
图1 IT系统接线图IT系统特点IT系统发生第一次接地故障时，仅为非故障相对地的电容电流，其值很小，外露导电部分对地电压不超过50V，不需要立即切断故障回路，保证供电的连续性；发生接地故障时，对地电压升高1.73倍；220V负载需配降压变压器，或由系统外电源专供；安装绝缘监察器。
使用场所：供电连续性要求较高，如应急电源、医院手术室等。
IT 方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。
一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。
地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。
运用IT 方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。
但是，如果用在供电距离很长时，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。
IT系统、TT系统、TN系统接地方式简述
IT系统、TT系统、TN系统接地方式简述一、定义根据现行的国家标准《低压配电设计规范》（GB50054），低压配电系统有三种接地形式，即IT系统、TT系统、TN系统。
（1）、第一个字母表示电源端与地的关系T-电源变压器中性点直接接地。
I-电源变压器中性点不接地，或通过高阻抗接地。
（2）、第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系T-电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。
N-电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。
二、分别对IT系统、TT系统、TN系统进行全面剖析1、IT系统IT系统就是电源中性点不接地，用电设备外露可导电部分直接接地的系统。
IT系统可以有中性线，但IEC强烈建议不设置中性线。
因为如果设置中性线，在IT系统中N线任何一点发生接地故障，该系统将不再是IT系统。
图1 IT系统接线图IT系统特点：IT系统发生第一次接地故障时，仅为非故障相对地的电容电流，其值很小，外露导电部分对地电压不超过50V，不需要立即切断故障回路，保证供电的连续性；－发生接地故障时，对地电压升高1.73倍；－220V负载需配降压变压器，或由系统外电源专供；－安装绝缘监察器。
使用场所：供电连续性要求较高，如应急电源、医院手术室等。
IT 方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。
一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。
地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。
运用IT 方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。
但是，如果用在供电距离很长的情况下，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。
在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时，漏电电流经大地形成架路，保护设备不一定动作，这是危险的。
只有在供电距离不太长时才比较安全。
一起6kV不接地系统三相电压不平衡故障处理与分析
一起 6kV不接地系统三相电压不平衡故障处理与分析【摘要】某厂6kV变电所6kVⅡ段发生三相对地电压不平衡故障，如果不能得到尽快处理，可能诱发严重电气事故，通过逐个瞬停负荷方式排查故障回路，最终发现故障点在一台中压电机开关C相未断开，导致系统三相容抗严重不平衡，引起中性点电压偏移，继而引发系统三相对地电压不平衡。
本文详细介绍了故障处理过程，分析计算了不同工况下三相电容不平衡对三相电压的影响差异，为排除和分析类似三相电压不平衡故障提供了有益的解决思路和理论支撑，并提出了相应的防范措施。
关键词：不接地系统；三相电压不平衡；电容不平衡1.系统运行方式与带载情况某厂6kV变电所有2段6kV母线，单母分段运行，中性点不接地系统。
6kVⅡ段带有负载有1组3000kVar电容器、3台1600kVA变压器、3台2000kW循环风机、3台900kW磨煤机、1台1600kW溢流型磨煤机、1台1250kW循环风机、1台500kW球磨机、1台400kW球磨机风机、1台280kW胶带输送机等共15个回路。
2.故障现象某日17:10分，该变电所运行人员巡检发现6kVⅡ段母线PT柜微机消谐装置显示电压频率为50Hz,开口电压值14V（正常为0-2V左右），同时检查发现母线三相对地电压不平衡：A相3.945kV，B相3.941kV，C相3.169kV（正常时三相对地电压均为 3.6kV）。
此时电压无波动及谐振现象，三相线电压平衡，均为6.3kV。
3.故障处理过程运行人员立即汇报技术主管，并协助处理故障。
17：30分，运行人员测量PT二次电压，其值分别为：A相65.7V，B相65.7V，C相52.8V，与表计显示一次侧三相对地电压相符。
线电压均为105V。
由此证明PT二次系统正常，系统电压不平衡确实存在于一次系统。
17：45分，运行人员联系工艺将6kVⅡ段负荷切换至6kVⅠ段运行，退出6kVⅡ段PT，此时系统三相对地电压依然不平衡，A相3.7kV，B相3.7kV，C相3.4kV。
中性点不接地系统电容电流
中性点不接地系统电容电流中性点不接地的运⾏⽅式，电⼒系统的中性点不与⼤地相接。
我国3～66kV系统，特别是3～10kV系统，⼀般采⽤中性点不接地的运⾏⽅式。
中性点不接地系统正常运⾏时，各相对地电压是对称的，中性点对地电压为零，电⽹中⽆零序电压。
由于任意两个导体之间隔以绝缘介质时，就形成电容，所以三相交流电⼒系统中相与相之间及相与地之间都存在着⼀定的电容。
系统正常运⾏时，三相电压UA、UB、UC是对称的,三相的对地电容电流Ico.A、Ico.B、Ico.C也是平衡的。
所以三相的电容电流相量和等于0，没有电流在地中流动。
每个相对地电压就等于相电压。
当系统出现单相接地故障时(假设C相接地)，故障电流Id（在下图中实际就是Ic）没有返回电源的通路，只能通过另外两⾮故障相（如A、B相）的对地电容返回电源。
I=U/Xc=ωCU，⽽C∝S/d，即与电容极板⾯积成正⽐、⽽与极板距离成反⽐。
所以线路对地电容，特别是架空线路对地电容很⼩，容抗很⼤，所以Id很⼩，按照规范，不得⼤于20A，同时作为此系统（如10KV 系统）负载⼯作的10KV变电所（10/0.38KV），其保护接地电阻按规范不得⼤于4Ω（交流电⽓装置的接地设计技术规范，DL/T 621），所以低压系统对地电位升⾼有限（⼀般不超80V，保护接地电阻做重复接地时不超50V）。
此时C相对地电压为0,⽽A相对地电压⽽B相相对地电压,同时U'a、U'b相差60度。
由此可见，C相接地时，不接地的A、B两相对地电压由原来的相电压升⾼到线电压（即升⾼到原来对地电压的√3 倍，即1.732倍），相位差60度。
C相接地时，系统接地电流（电容电流）IC应为A、B两相对地电容电流之和。
由于⼀般习惯将从电源到负荷⽅向取为各相电流的正⽅向，所以：。
IC＝√3 ICA⼜因Ica＝U’A／XC＝√3 UA／XC＝√3 IC0，因此IC＝√3Ica= 3IC0，即⼀相接地的电容电流为正常运⾏时每相电容电流的三倍。
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。
第一节中性点不接地的三相系统
各相导线对地的电容相等并等于C，正常时各相对地电容电流的
有效值也相等，且有
ICU＝ICV＝ICW＝ωCUph
对称电压的作用下，各相的对地电 容电流大小相等，相位相差120°，如 图（c）所示。
各相对地电容电流的相量和为零， 所以大地中没有电容电流过。
各相电流为各相负荷电流与相应的 对地电容电流的相量和，如图（b）所 示，图中仅画出U相的情况。
接电电我地力机国，系的电经统中力消中性系弧性点统线点。广圈是泛接三采地相用及绕的直组中接作性接星点地形接三连地种接方。的式变主压要器有和不发 路电系电电力统力流系中系、统性统过中点中电性接性压点地点水与方接平大式地、地（方继间即式电的中与保电性电护气点压和连运等自接行级动方方、装式式单置，）相的称。接配为地置电短等力 有电关力，系直统接中影性响点电的网运的行绝方缘式水，平可、分系为统中供性电点的非可有靠效性接 和地连和续中性性、点主有变效压接器地和两发大电类机。的运行安全以及对通信
（３）3～10kV电缆线路构成的系统，接地电流IC ＜30A；
（４）与发电机有直接电气联系的3～20kV系统， 如果要求发电机带内部单相接地故障运行，当接地 电流不超过允许值时。
第一节 中性点不接地的三相系统 思考练习
思考练习
《发电厂变电站电气设备》 第二章 中性点的运行方式
1.什么是电力系统中性点？我国电力系 统常用的中性点运行方式有哪几种？
《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 中性点不接地的三相系统
第一节 中性点不接地的三相系统 教学内容
《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、正常运行情况 二、单相接地故障 三、适用范围
中性点不接地系统电压不平衡现象分析
中性点不接地系统电压不平衡现象分析背景介绍在电力系统中，常见的中性点不接地供电方式，即三相电源中性点没有连接地线，被称为中性点不接地系统。
在这种情况下，系统中出现不平衡电压的现象比较常见。
本文将对中性点不接地系统中出现电压不平衡的原因进行分析，并提出解决方案。
电压不平衡现象在中性点不接地系统中，由于系统中存在单相负载、三相不对称负载等诸多因素，会导致系统中出现电压不平衡的现象。
电压不平衡指的是三相电压中存在不同的相电压值，可以通过计算三相电压的平均值和标准差得到。
在电力系统中，电压不平衡会对负载设备产生很大的影响，如使电机出现震荡、过热等不良反应，甚至驱使设备损毁。
产生原因分析1. 三相不对称负载三相不对称负载是导致中性点不接地系统电压不平衡的主要原因。
三相不对称负载是指在三相电源下，每相负载大小、性质不同。
由于负载不相同，会导致电流的不相等，从而产生电压降，进而导致电压不平衡的出现。
2. 单相负载中性点不接地系统中，由于单相负载连接方式与三相负载不同，单相负载会导致各个电流之间的相位差不同，从而引起电压不平衡的现象。
3. 母线电感母线电感也是导致电压不平衡的一个因素。
母线电感的存在，导致每相电流之间相位差不同，也会引起电压不平衡的现象。
4. 其他因素除了以上三个因素之外，还有一些其他因素可能导致中性点不接地系统电压不平衡，包括系统的开关控制方式、电气设备的故障等诸多因素。
解决方案针对中性点不接地系统中电压不平衡的问题，有以下几个指导性的解决方案。
1. 优化负载配置通过优化负载配置，使得负载在三相电源下的负载大小、性质基本相同，可以有效地减小电流不相等的现象，从而缓解电压不平衡带来的不良影响。
2. 增加中性点接地增加中性点的接地，可以有效地减小电压不平衡，进而达到保护电气设备的目的。
不过，这种方式需要考虑系统的绝缘水平和设备的耐受能力。
3. 使用无源式电流平衡器在中性点不接地系统中，可以使用无源式电流平衡器来消除三相电流不平衡的问题，从而达到电压平衡的目的。
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非故障相的对地电压升高到线电压，
即升高为相电压的 倍，3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。
单相接地故障
Ｗ接相地接电地流时的，大W小相与对系地统电的容电被压短、接频，率Ｗ和相对的地对电地容电值容有电 流关为，零而。对未地接电地容U值、又V与相线的路对的地结电构容（电电流缆的或有架效空值线为、：
（1）3-66KV系统由于设备绝缘水平按线电压考 虑对设备造价影响太大，为提高供电可靠性，一 般采用中性点不接地运行方式，如果单相接地电 流大于一定数值时，则应采用中性点经消弧绕组 接地运行方式。
（2）110KV及以上系统主要考虑降低设备绝缘 水平，简化继电保护装置，采用中性点直接接地 运行方式，并采用送电线路全线架设避雷线和装 设自动重合闸装置。
驱部动实际可上移是动一铁只芯具有，分通段过（改即变带气主隙气）隙铁的芯大的可小调来电调感节线导圈，磁铁率芯 ，和从线圈而浸改放变在线油圈箱内的。电感、电流。
采 在 主 绕调流使调感消用铁线气在组节和电、谐弧层轭圈隙铁电抗增值直，消线的式上作芯恒压值大流通弧圈接结设用柱定成较消偏过线装构有地：上线稳弧。有磁，电调圈端避设性定线同改以压装式免节的有关，圈时变利测有磁主系以的，:直电带线电于 量饱线带， 保 容流感圈气流线 线和圈气减 证 量控、的圈 圈互隙，少 已 。隙串绝制电感使一高 整可，的联缘器补绕流般次 定减在铁连。。偿谐 好小组。芯电电波 的的上调 先，励整 将有这磁补 消种交偿 弧电消流电线弧流绕流圈线，组，断圈来切开和不实换，允直分所现许流接以带平控头称负滑制时为荷需
IUC IVC IWC 0
UN 0
各相导线对地的电容相等并等于C，正常时各相对地电容电流的 有效值也相等
对称电压的作用下，各相的对地电 容电流大小相等，相位相差120°，如 图（c）所示。
各相对地电容电流的相量和为零， 所以大地中没有电容电流过。
各相电流为各相负荷电流与相应的 对地电容电流的相量和，如图（b）所 示，图中仅画出U相的情况。
（3）1KV以下电网中性点采用不接地运行方式。 但电压为380/220V三相四线制，电网中性点是 为适应接受电设备取得相电压的需要而直接接地。
一、中性点不接地系统
正常运行情况
电力系统正常运行时，一般 认为三相系统是对称的，若三 相导线经过完全换位，则各相 的对地电容相等，则有：
U U U V UW 0
二、中性点经消弧线圈接地系统 消弧线圈的结构及工作原理
1.消弧线圈结构简介
载可五分调柱铁式在接消芯等线开弧式。分关线、级，圈气调以隙种可匝改类调式变：柱:线离由塞圈线式电分的、动级直串传调流联动匝偏连式机磁接、式构在匝、驱线直数动分流，油级磁从调箱阀而匝式上式改、部、调变的气容线有隙式、 圈电离感线、分电级流调大匝小式。消弧线圈：结构如图所示。其外形和小容 量单相气变隙压可器调相铁似，芯有式油、箱气、隙油枕可、调玻柱璃塞管式油表:由及电信动号温机度经计蜗。杆内
适用范围
（１）3～10kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路 构成的系统和所有35kV、66kV系统，不直接连接 发电机的系统；当接地电流IC＜10A时；
（２）3～10kV非钢筋混凝土或非金属杆塔的架空 线路构成的系统，电压为3kV时，接地电流IC＜ 30A；电压为6kV时，接地电流IC＜20A；
单相接地故障
当W相完全接地时，故障相的对地电压为零，即：U wk 0
则有：U wk U n U w 0
Un ห้องสมุดไป่ตู้U w
非故障相U相和V相的对地电 压分别为：
U uk U u U n U u U w
U vk U v U n U v U w
有杆无塔避型雷式线和）导、线IC布长U 置度方有IC式关V 、。 相3间C距U离Ph、导线对地高度、
性单电此相流时接流三地过相电，对容并地电通电流过容的接电实地流用点之计形和算成不为回再：路等，于接零地，电大流地中：有容
IC
U
(
L135I03C5L2) (
式 中：IC —电网单相接地电容电流，A；
I CU I CUV—) 电网额定电压，kV；
L1—架空线路的总长度，km；
单相接地故障时，流过大地的L2电—容电缆电线流路，的等总于长度正，常k运m。行
时一当相发对生地不电完容全电接流地的时3，倍即，通其过有一效定值的为电：阻接地时，接地
相压的大相于对相地电电压压而大小IC于于零线而电3IC小压U 于， 相中3电性CU压点Ph，电未压接大地于相零的而对小地于电相
（３）3～10kV电缆线路构成的系统，接地电流IC ＜30A；
（４）与发电机有直接电气联系的3～20kV系统， 如果要求发电机带内部单相接地故障运行，当接地 电流不超过允许值时。
思考练习
思考练习
1.什么是电力系统中性点？我国电力系 统常用的中性点运行方式有哪几种？
2.中性点不接地系统中，发生单相接地 故障时，各电压和电流如何变化？画出 电压、电流相量图。
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。
单相接地故障
中性点不接地系统发生单相接地故障时产生的影响：
单单相相接接地地故时障，时在，接由地于处线有电接压地保电持流不流变过，，对会电引力起用电户弧没， 有影此响电，弧用的户强可弱继与续接运地行电，流提的高大了小供成电正可比靠。性。