电力系统接地方式的基础知识
20kV配电网中性点接地方式基本原理
引言在电力系统配电网中，中性点接地方式是一个综合性的技术问题，它不仅与电力系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、通信干扰（电磁环境）以及接地装置等问题有密切的联系，而且是20kV中压配网升压改造过程中所面临的关键技术之一。
合理地选择配电网中性点接地方式，提高配电网供电安全性和可靠性，减少停电时间和跳闸次数。
同时，电力系统中性点接地方式也是经济问题。
在选定方案的决策过程中，应结合系统的现状和发展规划进行技术经济比较，全面考虑，使系统具有更优的技术经济指标，避免因决策失误而造成的不良后果。
2 中性点接地方式基本原理电力系统在正常运行中，对不同的中性点接地方式及其差异，基本上没有反映。
可是，当系统发生单相接地故障时，情况则大不一样。
因中性点接地方式的不同，非故障相工频电压的升高和单相接地故障电流的大小也不相同。
通常，以两者的具体数值表征不同接地方式系统的基本运行特性。
分析存在于两者之间的互换特性，可以展示出各种不同接地方式之间的内在联系，各种接地方式的特点和适用范围等主要问题也均将由此决定。
2.1 中性点接地方式理论分析分析非故障相的工频电压升高与单相接地故障电流等有关问题，可以从图2.1-1中简化的电力系统等值接线图开始。
请 下 载 后 阅 读 ！图2.1-1 配电网单相接地等值电路图图中的降压变压器也可暂不考虑，所导出的公式和得出的结论，对研究中性点接地方式的有关问题依然具有普遍适用意义。
当等值电力系统中的A 相发生单相接地故障时，即使变压器的中性点直接接地，由于系统的零序阻抗不等于零，非故障相的对地电压也会有所升高。
利用故障相的电压和非故障相的电流为零这两个边界条件，将电压和电流分解为对称分量，便可求出非故障相的工频电压升高和故障点的单相接地电流。
中性点经阻抗Z n 接地的电网在单相（例如A 相）接地情况下电压和电流发生变化。
以A 相电动势(10)AA EE j ∙=+为基准，A 相在k 点发生金属接地时的相序网络如图2.1-2所示。
电力系统接地讲解知识
电力系统的中性点接地有三种方式：有效接地系统（又称大电流接地系统）小电流接地系统（包含不接地和经消弧线圈接地）经电阻接地系统（含小电阻、中电阻和高电阻）大电流接地系统用于110kV及以上系统及。
该系统在单相接地时，另外两相对地电压基本不变，系统过电压较低，对110kV及以上系统抑制过电压有利，但此时接地电流很大，运行设备很难长时间通过此电流，接地相对地电压很低，甚至为零，系统电压严重不平衡，许多电气设备无法正常工作，必须及时切除接地点。
大电流接地系统要求部分主变的中性点接地，避免单相接地时短路电流过大。
这些主变必须有一个三角形接线的绕组，以构成零序通路，降低零序阻抗。
主变的零序阻抗一般为正序阻抗的1/3，线路的零序阻抗一般为正序阻抗的3倍。
作为220kV枢纽变电站的主变必须并列运行。
其中一台主变的220kV侧中性点和110kV侧中性点必须直接接地，其他主变中性点通过间隙接地。
好处是110kV侧零序阻抗稳定，有利于该110kV系统零序定值的计算和整定，零序过流保护的保护范围变化很小，容易保持其阶梯特性；未220kV系统提供稳定的零序电源，保持220kV系统零序保护的方向性和稳定性。
主变220kV侧中性点和110kV侧中性点均加装间隙保护，保护动作跳开各侧断路器。
作为220kV负荷变电站的主变必须分列运行。
此时所有主变的220kV侧中性点必须通过间隙接地，110kV侧中性点全部接地运行。
所有主变不能相220kV系统提供零序电流，110kV 侧零序阻抗稳定。
主变220kV侧中性点加装间隙保护，保护动作跳开各侧断路器。
作为链式接线的220kV变电站，其220kV侧母线并列运行并有两个电源。
虽然主变分列运行，但必须有一台主变的220kV侧中性点直接接地，其他主变的220kV侧中性点通过间隙接地。
110kV侧中性点必须全部直接接地。
主变220kV侧中性点加装间隙保护，保护动作跳开各侧断路器。
目前运行的110kV变电站全部主变均分裂运行，其电源侧母线为单电源。
电力系统的接地处理方式
1引言电力系统的接地处理方式主要有直接接地，电抗接地，低阻接地，高阻接地，谐振接地(又称消弧线圈接地)和不接地。
前三种称为大电流接地系统，后三种称为小电流接地系统。
我国3～66kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式，即为小电流接地系统，该系统最大的优点是发生单相接地故障时，并不破坏系统电压的对称性，且故障电流值较小，不影响对用户的连续供电，系统可运行1～2h。
但长期运行，由于非故障的两相对地电压升高1.732倍，可能引起绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常用电。
同时，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。
因此，当发生单相接地故障时，必须及时找到故障线路予以切除。
2目前的检测方法及存在的问题(1)绝缘监察装置利用接于公用母线的三相五柱式电压互感器，其一次线圈均接成星形，附加二次线圈接成开口三角形。
接成星形的二次线圈供给绝缘监察用的电压表、保护及测量仪表。
接成开口三角形的二次线圈供给绝缘监察继电器。
系统正常时，三相电压正常，三相电压之和为零，开口三角形的二次线圈电压为零，绝缘监察继电器不动作。
当发生单相接地故障时，开口三角形的二次端出现零序电压，电压继电器动作，发出系统接地故障的预告信号。
这是以前常规变电所使用最多、应用最广泛的绝缘监察装置，其优点是投资小，接线简单、操作及维护方便。
其缺点是只发出系统接地的无选择预告信号，不能准确判断发生接地的故障线路，运行人员需要通过推拉分割电网的试验方法才能进一步判定故障线路，影响了非故障线路的连续供电，不能满足日益发展的城乡经济对供电可靠性的要求。
基于上述原因，我国从50年代末就开始研制小电流接地自动选线装置，提出了多种选线方法，并开发出了相应的各种装置。
(2)各种选线原理分析：①稳态分量法。
稳态分量法又分为零序电流比幅法，零序电流相对相位法，以及群体比幅比相法。
零序电流比幅法利用的是流过故障元件的零序电流在数值上等于所有非故障元件的对地电容电流之和，即故障线路上的零序电流最大，所以只要通过比较零序电流幅值大小就可以找出故障线路。
电力系统的中性点接地方式演示文稿
二、中性点经消弧线圈接地系统
当一相接地电容超过了上述允许值时，可以用中性点经消弧线 圈接地的方式来解决，即称为中性点经消弧线圈接地系统。
消弧线圈由带气隙的铁芯和套在铁芯上的线圈组成，并被放在 充满变压器油的油箱内。线圈的电阻很小，电抗很大。消弧线 圈的电感，可用改变接入线圈的匝数加以调节。显然，在系统 正常运行状态下，，因系统中性点的三相不对称电压很小，故 通过消弧线圈的电流也很小。
由于电力系统中性点接地问题牵涉的范围很广，所以在选择中性点接 地方式时，必须综合考虑各种因素，才能获得合理的结果。目前我国电力 系统中性点的接地方式，大体是： （1）对于6-10千伏系统，由于设备绝缘水平按线电压考虑，对于设备的 造价影响不大，为了提高供电可靠，一般局均采用中性点不接地或经消弧 线圈接地的方式。 （2）对于110千伏及以上系统，主要考虑降低设备绝缘水平，简化继电保 护装置，一般均采用中性点直接接地方式，并采用送电线路全线架设避雷 线和专设自动重合闸装置等措施，以提高供电可靠性。 （3）20-60千伏的系统，是一种中间情况，一般一相接地时的电容电流不 是很大，网络不很复杂，设备绝缘水平的提高或降低对于造价影响不很显 著，所以一般均采用中性点经消弧线圈接地的方式。 （4）1千伏以下的电网的中性点采用不接地的方式运行。但电压为 380/220的三相四线制电网的中性点，则是为了电气设备取得相电压的需 要而采取中性点直接接地方式。
电力系统中性点接地
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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
第08章 电力系统中性点接地方式
第八章电力系统中性点接地方式8-1 概述电力系统三相交流发电机、变压器接成星形绕组的公共点，称为电力系统中性点。
电力系统中性点与大地间的电气连接方式，称为电力系统中性点接地方式。
我国电力系统广泛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。
根据主要运行特征，可将电力系统按中性点接地方式归纳为两大类：（1）非有效接地系统或小接地电流系统。
含中性点不接地、经消弧线圈接地及经高阻抗接地的系统。
通常这类系统有X0X1＞3，R0X1＞1。
当发生单相接地故障时，接地电流被限制到较小数值，非故障相的对地稳态电压可能达到线电压。
（2）有效接地系统或大接地电流系统。
含中性点直接接地及经低阻抗接地的系统。
通常这类系统有X0X1≤3，R0X1≤1。
当发生单相接地故障时，接地电流有较大数值，非故障相的对地稳态电压不超过线电压的80％。
电力系统的中性点接地方式是一个涉及到多方面的综合性技术问题。
包括：短路电流大小、供电可靠性、过电压大小及绝缘配合、继电保护合自动装置的配置及动作状态、系统稳定、通信干扰等等。
8-2 中性点非有效接地系统一、中性点不接地系统中性点不接地又叫做中性点绝缘。
在这种系统中，中性点对地的电位是不固定的，在不同的情况下，它可能具有不同的数值。
中性点对地的电位偏移称为中性点位移。
中性点位移的程度，对系统绝缘的运行条件来说是至为重要的。
1．中性点不接地系统的正常运行中性点不接地系统正常运行时，中性点的对地电位，称为不对称电压，用U no表示。
U nO =−UU Y U +U V Y V +U W Y W Y U +Y V +Y W(8−2) 取UU 为参考量，即 UU =U U =U ph ， U V =a 2U ph ， U W =aU ph (8−3) 其中：a =e j120°=1+j 3， a 2=e −j120°=−1−j 3,1+a +a 2=0 考虑到三相泄漏电导g U 、g V 、g W 大致相同，以g 表示: U nO =−U ph ρ1(8−4) ρ=C U +a 2C V +aC W U V W (8−5) d =3g U V W(8−6) ρ近似地代表中性点不接地系统正常运行时不对称电压UnO 与相电压U ph 的比值（因d ≪1），称为系统的不对称度。
接地线基础知识详解
接地线基础知识详解一、地线的概念地线，又称避雷线，是指用来将电流引入大地的导线;电气设备漏电时，电流通过地线进入大地。
地线的符号是E(Earth);可分为供电地线、电路地线两种。
按我国现行标准，GB2681中第三条依导线颜色标志电路时，一般应该是相线—A相黄色，B相绿色，C相红色。
零线—淡蓝色，地线是黄绿相间，如果是三孔插座，左边是零线，中间(上面)是地线，右边是火线。
简单的说：接地线是电气保护中的一种方式。
它的作用是当你的电器设备漏电或感应带电时能够快速通过接地线将电流引入大地从而使设备外壳不再带电，从而保证了人员后设备的安全。
例如：家用电器设备由于绝缘性能不好或使用环境潮湿,会导致其外壳带有一定静电，严重时会发生触电事故。
为了避免出现的事故可在电器的金属外壳上面连接一根电线,将电线的另一端接入大地，一旦电器发生漏电时接地线会把静电带入到大地释放掉。
另外对于电器维修人员在使用电烙铁焊接电路时，有时会因为电烙铁带电而击穿损坏电器中的集成电路，这一点比较重要。
使用电脑的朋友有时也会忽略主机壳接地，其实给电脑主机壳接根地线，在一定程度上可以防止死机现象的出现。
在电力系统中接地线：是为了在已停电的设备和线路上意外地出现电压时保证工作人员的重要工具。
按规定,接地线必须是25mm2以上裸铜软线制成。
在电器中：接地线就是接在电气设备外壳等部位及时的将因各种原因产生的不安全的电荷或者漏电电流导出的线路。
通俗点说：接地可以防止用电设备表面的静电或漏电对人造成电击伤害，大功率电器尤其需要注意。
二、地线的作用接地线的作用是为了避免家用发生漏电时对人体的伤害而接的；把有可能带电金属壳上的电引到大地中，以免人触到发生触电事故。
如果不接地，一旦设备发生漏电现象，人碰到带电体，就有可能发生触电事故。
家用电接地线是保护人身安全的，防止家用电器漏电后人身触电。
不能防雷。
地线有两种接地，分别是系统接地和保护接地。
系统接地的任务是建立零电位参考点；保护接地的任务是保护人身安全。
电力接地-TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统、TT系统的接线图解
TN-S / TN-C / TN-C-S / TT / IT 接地系统的接线图解TN-S接地系统（整个系统的中性线和保护线是分开的）TN-C接地系统（整个系统的中性线和保护线是合一的）TT接地系统（TT接地系统有一个直接接地点，电气装置外露可导电部分则是接地）TN-C-S接地系统（整个系统有一部分的中性线和保护线是合一的）IT接地系统（IT接地系统的带电部分与大地间不直接连接，而电气装置的外露可导电部分则是接地的）字母标识第一字母表示电力系统的对地关系T-----一点接地I-----所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地第二字母表示装饰的外露可导电部分对地关系T-----外露可导电部分对地直接电气连接，与电力系统的任何接地点无关N-----外露可导电部分与电力系统的接地点直接电气连接（在交流系统中，接地点通常就是中性点）如果后面还有字母，这个字母表示中性线和保护线的组合S-----中性线和保护线是分开的C-----中性线和保护线是合一的（PEN线）来自: /f231617794/blog/item/28bdee8e942eaff2503d92ef.htmlTN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统、TT系统的区别：建筑工程供电使用的基本供电系统有三相三线制三相四线制等，但这些名词术语内涵不是十分严格。
国际电工委员会（IEC ）对此作了统一规定，称为TT 系统、TN 系统、IT 系统。
其中TN 系统又分为TN-C 、TN-S 、TN-C-S 系统。
下面内容就是对各种供电系统做一个扼要的介绍。
TT 系统TN-C供电系统→TN 系统→TN-SIT 系统TN-C-S（一）工程供电的基本方式根据IEC 规定的各种保护方式、术语概念，低压配电系统按接地方式的不同分为三类，即TT 、TN 和IT 系统，分述如下。
（1 ）TT 方式供电系统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。
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保护接地
注意事项：
接地电阻一定符合要求； 接地一定可靠； 保护接地的目的是降低外壳电压，但由于工作性质的要求，并不
需要立即停电（一般允许运行半小时），所以危险一直存在。 从防止人身触电角度考虑，既然保护接地不能完全保证安全，应
当配漏电保护器；但从安全生产角度考虑，不允许漏电就断电， 所以是个矛盾，根据现场实际情况决定漏电时是否断电。如果要 求断电则安装跳闸线圈。 产品：选择性漏电保护装置。
正确接入方式
在中性点接地的电网中，由于单相对地电流较大，保护接地就不能完全 避免人体触电的危险，而要采用保护接零。将电气设备的金属外壳或构架 与电网的零线相连接的保护方式叫保护接零。适用于中性点接地的三相四 线制低压电网。
保护接零
电站的电气设备（如电机）也接 入的是中性点接地的三相四线制 低压电网，而采用的是保护接地， 非保护接零。
电力系统接地方式 的基础知识
2015年3月
火线、零线、地线
为了使交流电有很方便的动力转换功能， 通常工业用电， 三根正弦交流电,电流相位(反映电流的方向 大小)相互相差 120度。通常我们将每一根这样的导线称为相线(火线),通常 电力传输是以三相四线的方式，三相电的三根头称为相线， 三相电的三根尾连接在一起称中性线也叫"零线"。叫零线的 原因是三相平衡时刻中性线中没有电流通过了，再就是它直 接或间接的接到大地，跟大地电压也接近零。地线是把设备 或用电器的外壳可靠的连接大地的线路，是防止触电事故的 良好方案．火线又称相线，它与零线共同组成供电回路。在 低压电网中用三相四线制输送电力，其中有三根相线一根零 线。为了保证用电安全，在用户使用区改为用三相五线制供 电，这第五根线就是地线，它的一端是在用户区附近用金属 导体深埋于地下，另一端与各用户的地线接点相连，起接地 保护的作用。
中性点
中性点、中性线、零点
火线 火线
零点
火线 中性线
零线
中性点与中性线
零点与零线
在星形联结的三相电路中，其中
三个绕组连在一起的点称为三相电 路的中性点。由中性点引出的线称 该中性点成为零点。此时，由 零点引出的线称为零线。即为 一般所称的三相四线
UA
UAO=UBO=UCO
蓝 N(Naught wire)
L(Live wire) 黄绿红
电力术语
接地线：接地线分为自然接地线和人工接地线。 为其它用途装设的金属导 线，兼
做接地线，称为自然接地线。为接地需要专门安装的金属导线，称为人工 接地线。按接地线在配电系统中所处的层次不同，分为接地干线和接地支 线。
零线： (零线又称中性线、工作零线N)。零线是带电的线，零线对地电压为0。零线
保护接地
保护接地的作用：
• 1）对电源中性点不接地的系统中，如果电气设备金属外壳不接地， 当设备带电部分某处绝缘损坏碰壳时，外壳就带电，其电位与设备带 电部分的电位相同，显然这是十分危险的。
• 2）采取保护接地后，接地电流将同时沿着接地体与人体两条途径流 过。因为人体电阻比保护接地电阻大得多，所以流过人体的电流就很 小，绝大部分电流从接地体流过（分流作用），从而可以避免或减轻 触电的伤害。
称为工作接地或配电系统接地。
保护接地：将电气设备的金属外壳或构架用导线与接地极可靠地连接起来，使之与
大地做电气上的连接，这种接地的方式就叫保护接地。
保护接零：保护接零又叫保护接中线，在三相四线制系统中，电源中线是接地的，
将电气设备的金属外壳或构架用导线与电源零线(即中线)直接连接，就 叫保护接零。
重复接地：三相四线制的零线一处或多处经接地装置与大地再次连接，称为重复接
不带电是因为电源的另一端 (零线)接了地,我们在地上接触零线的时候，因为 没有位差,就不会形成电流。零线的最近接地点是在变电所或者供电的变压器 处。
地线： (地线又称保护零线PE)。地线的对地电位为零。使用的电器的最近点接地。 工作接地：为使电路或设备达到运行的要求的接地，如变压器中性点接地。该接地
接地的目的
• 接地：利用大地作为导线或者为了消除设备的导电部分对地电压的升 高而接地。为了保证人身安全和设备而接地。
• 图示：
保护接地与保护接零（深入探讨）
接地和接零是安全用电的主要保护措施。接地 和接零是否符合技术要求，关系到能否保证人身 和设备安全。因此，正确选择接地、接零方式， 正确安装接地，接零装置是非常重要的。
L1 L2 L3 N
此处接 地电阻 比电源 处大
保护接地
存在问题：
如果两台设备同时进行保护接地，两者都发生漏电，但不为同一相， 则设备外壳将带危险电压。
图例
L1
L2
L3
如果将多个接地体用导体连接在一起，则可以解决此问题。称为等电 位连接。连接线组成接地网。
保护接地要耗费很多钢材，因为保护接地的有限性在于接地电阻小。
地。
接地的分类
工作接地
保护接地
电气设备的金属外壳或构架与土壤之间作良好的电气连接称为接地。可分为工作接 地和保护接地两种。
1 工作接地 ：为了保证电器设备在正常及事故情况下可靠工作而进行的接地，如三相 四线制电源中性点的接地。
2 保护接地 ：为了防止电器设备正常运行时，不带电的金属外壳或框架因漏电使人体 接触时发生触电事故而进行的接地。适用于中性点不接地的三相三线制低压电网。
设想：假如发生漏电，金属外壳 带电，人体没触电的原因是发生 漏电后漏电保护器已经直接断电 了。（漏电保护器在开关附近）
正确接入方式
三相三线制供电系统(中性点不接地系统)采用保护接地可靠。
对三相四线制系统，采用保护接地十分不可靠。一旦外壳带电时，电 流将通过保护接地的接地极、大地、电源的接地极而回到电源。因为 接地极的电阻值基本相同，则每个接地极电阻上的电压是相电压的一 半。人体触及外壳时，就会触电。所以在三相四线制系统中的电气设 备不推荐采用保护接地，最好采用保护接零。
三相 负载 对称
o
UC
中性点为什么要接地
三相负 载不对 称
UAO’≠UBO’≠UCO’
UB
三相负载对称时，中线无电 流，无电压。
三相负载不对称时，中线有电流， 有电压。OO’ ≠0，只有中性点接地， OO’ =0才能保证三相电压平衡，设 备正常工作。
火线、零线、地线的颜色
E(Earth wire) 黄绿相间