电力系统中性点接地方式 PPT
电力系统中性点接地
简约清新风 2019.4.17
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1
背景介绍
2
中性点接地的重要性
3
中性点接地的类型
4
中性点接地的设备
5 中性点接地的故障与保护
6 中性点接地的未来发展
01
背景介绍
电力系统概述
电力系统的组成
电力系统由发电厂、输电线路和配 电网组成
电力系统的功能
电Байду номын сангаас系统用于将发电厂产生的电 能传输到用户终端
电力系统的重要性
电力系统对现代社会的供电需求至 关重要
中性点接地的定义
定义
中性点接地是指将电力系统中的中性点与 地连接起来的一种电气连接方式。
作用
中性点接地可以提供电力系统的安全性和稳定 性。
目的
中性点接地的主要目的是保护人身安全和设 备的正常运行。
02
中性点接地的重要性
电力系统中性点接地的作用
中性点接地的安全性考虑
电气安全
01 确保电力系统的正常运行和人员的安全
火灾安全
防止电气设备因中性点接地问题引发火
02
灾
电击安全
03 减少电击风险，保护人员免受电击伤害
03
中性点接地的类型
接地电阻的要求
接地电阻应该足够小，以确保在 故障时能够迅速排除故障电流
直接接地
接地装置的作用
用于将电力系统的中性点与地面 直接连接，形成低阻抗的接地通 路
06
中性点接地的未来发展
智能中性点接地系统
智能中性点接地系统是一种基于智能电网技 术的创新解决方案。通过对中性点接地设备 进行实时监测和数据分析，系统能够及时发 现潜在的故障风险，并提供相应的预警和处 理建议。该系统利用先进的传感器和通信技 术，实现对中性点接地设备的远程监控和管 理，大大提高了电力系统的安全性和可靠 性。同时，系统还能够对中性点接地设备的 运行状态进行评估和优化，提供有效的运维 策略，降低了运维成本。智能中性点接地系 统是电力系统中性点接地技术发展的重要方 向之一，将为电力系统的稳定运行和智能化 发展提供有力支持。
电力系统中性点接地
8
中性点直接接地系统
中性点直接接地系统的优点：发生单相接地时，其它两相 完好对地电压不升高，因此可降低绝缘费用。 缺点：发生单相接地短路时，短路电流大，要迅速切除故 障部分，从而使供电可靠性差
9
中性点经消弧线圈接地
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。为了克服这个缺陷，便出现了经消弧 线圈接地的方式。在35kV电网系统中，广泛采用了 中性点经消弧线圈接地的方式
低压变压器电阻柜(8个)，电阻：45Ω-135Ω
高压变压器电阻柜(2个)，电阻：13.18Ω 透平发电机电阻柜(2个)，电阻：30.3Ω
HULL采用高阻接地，共6个接地电阻柜：
高压变压器电阻柜(4个)，电阻 ：900Ω Essential发电机电阻柜(2个)，电阻：1500Ω
14
Topside接地电阻柜外观
15
HULL接地电阻柜外观
16
蓬勃接地电阻柜介绍
蓬勃接地电阻柜采用上海新上阻的GZ型接地电阻器，用于 联接变压器和发电机与大地之间的一种保护型电器。当电力系 统出现故障时，配电系统中性点将偏移，中性点通过电阻接地 限制了故障电流，使电力系统有时间进行检测，诊断保护和切 换，避免设备损坏。
17
蓬勃接地电阻柜介绍
电力系统中性点接地
潘峰
电力系统接地
出于不同的目的，将电气装置中某一部位经接地线和接地体 与大地作良好的电气连接，称为接地。 根据接地的目的不同，分为工作接地和保护接地。 工作接地是指为运行需要而将电力系统或设备的某一点接地。 如：变压器中性点直接接地或经消弧线圈接地、避雷器接地等 都属于工作接地。 保护接地是指为防止人身触电事故而将电气设备的某一点接 地。如将电气设备的金属外壳接地、互感器二次线圈接地等。
中性点运行方式
2 中性点经消弧线圈接地系统
13
问题的提出
为什么要采用中性点经消弧线圈接地系统？
中性点不接地电力网发生接地时，仍可继续运行
2h，但若接地电流值过大，会产生持续性电弧，
危胁设备，甚至产生三相或二相短路。
14
2 中性点经消弧线圈接地系统
2.1 消弧线圈的工作原理
图3 中性点经消弧线圈接地的电力系统 （a）电路图 （b）相量图
假 设 条 件
C—各相对比地之间是空气层，空气是绝缘介质，
组成分散电容：图1
为了方便讨论，认为：
1、三相系统对称
2、对地分散电容用集中电容表示,相间电容不予考虑
3、当导线经过完全换位后，Cu=Cv=Cw=C
6
2、分析：图1
1、三相系统对称时，三相电 压 U A、 UB、 U C 对称,即 U N U A U B U C 0
3.1
简化等值电路
假定C相完全接地，如下图。
图4 单相接地故障时的中性点直接接地的电力系统
21
分
3.2 单相接地时 1、电压情况（C相）
析
接地相电压降低→为0
非接地相电压不变→为相电压 中性点对地电压不变→为0 2、电流情况 形成短路→危害大→装设继电保护→跳闸切除故障（供电可
靠性降低），避免接地点的电弧持续。
图2 单相接地故障时的中性点不接地的电力系统
（a）电路图 （b）相量图
9
2、分析：图2
电压情况：
' UA
电流情况：
U A (U C ) U AC
' IC .C 0
' ' IC I .A C . B 3I C 0
接地系统培训课件
流大得多，因此在系统发生单相短路时保护装置应动作与跳闸，切除短
路故障，使系统的其他部分恢复正常运行。
1.电力系统中性点运行方式
➢ 中性点直接接地系统单相短路后
中性点直接接地的系统发生单相接地时，其他两完好相的对地电压不会升
高，这与上述中性点非直接接地的系统不同。因此，凡中性点直接接地的系统
由于ሶ = 3.
= 30
（2）
即一相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流的3
倍。
1.电力系统中性点运行方式
由于线路对地的电容C不好准确确定，因此0 和 也难以根据
C来精确计算。通常采用下列经验公式来确定中性点不接地系统
的单相接地电容电流，即
+35
= ℎ
危险程度 ，这就必须采取安全措施。
3.接地保护与接零保护的区别
➢ 保护接地原理
保护接地就是把电气设
备的金属外壳用足够粗的金
属导线与大地可靠地连接起
现谐振过电压了。
1.电力系统中性点运行方式
➢ 中性点经消弧线圈接地注意事项：
在中性点经消弧线圈接地的三相系统中，与中性点不接地
的系统一样，允许发生单相接地故障时短时（一般规定为2h）
继续运行，但保护装置要及时发出接地报警信号。运行值班人
员应抓紧时间茶查找和处理故障；在暂时无法消除故障时，应
设法将负荷特别是重要负荷转移到备用线路上去。如果发生单
大于10A时），则应采用中性点经消弧线圈接地的运行方式；
我国110kV及以上的系统，则都采用中性点直接接地的运行方
式。
1.电力系统中性点运行方式
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。
中性点接地方式
三、接地方式的性能评价
• 正常运行的电力系统，无论何种接地方式都对 其没有影响。
• 但系统受到扰动或发生故障时，不同的接地方 式将出现不同的情况。
• 对供电可靠性的影响
• 电力系统单相对地故障约占80%，而其中绝大 多数故障都是瞬时性的。
• 架空线路中瞬时性故障约占单相接地故障的 90%；电缆线路约占30%。
个系统性、全局性问题。
二、接地方式的种类
• 中性点接地方式有：不接地(绝缘)、经电阻接 地、经电抗接地、经消弧线圈接地、直接接地。
• 电力系统中性点接地方式可划分为两大类：有 效接地方式和非有效接地方式。
• 有效接地方式又称大接地电流方式；非有效接 地方式又称小接地电流方式。
• 非有效接地电网依靠中性点的高阻抗将单相接 地故障电流控制在较小的数值。
• 丹东某变电站2001年8月至2002年2月间瞬时 性接地故障30余次，无一次永久接地，对供电 连续性没有任何影响。
• 小电流接地方式发生单相接地故障时不需要 继电保护和断路器动作，在系统和用户几乎无 感觉的情况下，接地电弧自动熄灭，系统保持 连续供电。
• 对于永久性单相接地故障，可以允许电网在 一段时间内（一般2小时）带故障运行。
• 大电流接地方式主要有：中性点直接接地方式、 中性点经小电阻或小电抗接地方式。 • 小电流接地方式主要有：中性点不接地方式、 中性点经消弧线圈接地方式和中性点经高电阻 接地方式等。
• 接地阻抗或接地电流的大小是相对的，因而需 要采用明确的指标来对两种接地方式进行界定。
• 多数国家规定：凡是系统的零序电抗(x0)与正 序电抗(x1)的比值≤3且零序电阻(r0)与正序电抗 (x1)的比值≤1的系统，属于有效接地系统；零序 电抗(x0)和正序电抗(x1)的比值＞3且零序电阻 (r0)与正序电抗(x1)的比值＞1的系统，属于非有 效接地系统。
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。
中性点接地方式
中性点接地方式三相交流电力系统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可靠性、经济性；同时直接影响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。
一般来说，电网中性点接地方式也就是变电所中变压器的各级电压中性点接地方式。
我国110kV及以上电网一般采用大电流接地方式，即中性点有效接地方式（在实际运行中，为降低单相接地电流，可使部分变压器采用不接地方式），这样中性点电位固定为地电位，发生单相接地故障时，非故障相电压升高不会超过1.4倍运行相电压；暂态过电压水平也较低；故障电流很大，继电保护能迅速动作于跳闸，切除故障，系统设备承受过电压时间较短。
因此，大电流接地系统可使整个系统设备绝缘水平降低，从而大幅降低造价。
6～35kV配电网一般采用小电流接地方式，即中性点非有效接地方式。
近几年来两网改造，使中、小城市6～35kV配电网电容电流有很大的增加，如不采取有效措施，将危及配电网的安全运行。
中性点非有效接地方式主要可分为以下三种：不接地、经消弧线圈接地及经电阻接地。
中性点接地保护装置一、概述1、ENR-JXB型变压器中性点接地保护装置专用于电力变压器中性点，以实现变压器中性点接地运行或不接地运行两种不同的运行方式；从而避免由于系统故障，引发变压器中性点电压升高造成对变压器的损害。
本产品广泛应用于电力、冶金、石化、建筑、环保等领域。
2、一般来说，棒间隙为极不均匀电场，放电电压不稳定分散性大从而决定了其保护性能差。
球间隙为均匀电场放电电压稳定，分散性小保护性能好。
球间隙现场调试比较容易，用户可根据自己地区情况现场调试；而棒间隙尖顶特别难对准，所以现场调试难度大。
球间隙采用不锈钢球表面镀银、成本高并且固定要求高，所以许多厂家为降低成本而采用棒间隙，但是并没有考虑使用效果。
3、中性点接地保护装置中电流互感器选用：采用环氧树脂浇注的干式电流互感器。
电流互感器装在不锈钢箱体里，不受环境气候影响，使用寿命长。
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第 要有不接地，经消弧线圈接地及直接接地三种
八。 章
第二节 中性点非有效接地系统
发 电
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
•
•
•
•
U ud U u U n U u
•
•
•
•
U vd U v U n U v
厂
相的对地电容相等，相对地电 •
•
•
•
电 压分别为：
电 • 当发生不完全接地时，即通过一定的电阻接地
气
时，接地相的相对地电压大于零而小于相电压，
部 分
未接地相的对地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
第
些。
八
章
第二节 中性点非有效接地系统
• 中性点不接地系统发生单相接地故障时产生的影响：
U wd U w U n U w
气
各相导线对地的电容相等并等于C，正常时各相对地
部 电容电流的有效值也相等，且有
分
ICU＝ICV＝ICW＝ωCUph
第
对称电压的作用下，各相的对地电容电流大小相等，相
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
八 位相差120°。各相对地电容电流的相量和为零，所以大地
章 中没有电容电流过。
第二节 中性点非有效接地系统
单相接地故障时：
发 电 厂 电 气 部 分
• 当U相完全接地时，故障相的对地电压为零。 • 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。
• 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。
• 接地电流的大小与系统的电压、频率和对地电
• 单相接地故障时，由于线电压保持不变，对电
发
力用户没有影响，用户可继续运行，提高了供
电
电可靠性。
厂 • 为防止由于接地点的电弧及伴随产生的过电压，
电
引起故障范围扩大，在这种系统中必须装设交
气
流绝缘监察装置，当发生单相接地故障时，立
部 分
即发出绝缘下降的信号，通知运行值班人员及 时处理。
• 电力系统的有关规程规定：在中性点不接地的
发 • 电力系统中性点是三相绕组作星形连接的变压
电
器和发电机的中性点。
厂 电 气 部 分
• 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（即中性点运行方 式）。
• 电力系统中性点的运行方式，可分为中性点非 有效接地和中性点有效接地两大类。
第
八
章
第一节 概述
发 电 厂 电 气 部 分
可减小电感、增大消弧线圈的容量。
八
章
第二节 中性点非有效接地系统
• 消弧线圈的工作原理
发 电 厂 电 气 部 分
第 八 章
第八章 电力系统中性点接地方式
发 • 第一节 概述
电 厂 电
• 第二节 中性点非有效接地系统 • 第三节 中性点有效接地系统
气 • 第四节 各种接地系统的比较与适用范围
部 • 第五节 发电机中性点接地方式
分 • 第六节 厂用电系统中性点接地方式
第 八 章
第一节 概述
发 • 单相接地时，在接地处有接地电流流过，会引起电弧，
电 厂
此电弧的强弱与接地电流的大小成正比。 • 当接地电流不大时，交流电流过零时电弧将自行 熄灭，接地故障随之消失，电网即可恢复正常运
电
行；
气 部
• 当接地电流超过一定值时，将会产生稳定的电弧， 形成持续的电弧接地，高温的电弧可能损坏设备， 甚至可能导致相间短路，尤其在电机或电器内部
发 电 厂 电
• 消弧线圈种类：离线分级调匝式、在线分级调 匝式、气隙可调铁芯式、气隙可调柱塞式、直 流偏磁式、直流磁阀式、调容式、五柱式等。
气 • 离线分级调匝式
部 消弧线圈：其外形
分 和小容量单相变压
第 器相似，有油箱、 八 油枕、玻璃管油表 章 及信号温度计。
第二节 中性点非有效接地系统
• 内部实际上是一只具有分段（即带气隙）铁芯
第
三相系统中发生单相接地时，允许继续运行的
八
时间不得超过2ｈ，并要加强监视。
章 • 系统中电气设备和线路的对地绝缘必须按能承
受线电压考虑设计，从而相应地增加了投资。
第二节 中性点非有效接地系统
• 适用范围
发 • （１）3～10kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线
电 厂 电 气 部
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
• 中性点非有效接地包括中性点不接地、中性 点经消弧线圈接地和中性点经高电阻接地的系 统，当发生单相接地时，接地电流被限制到较 小数值，故又称为小接地电流系统； • 中性点有效接地包括中性点直接接地和中性 点经小阻抗接地的系统，因发生单相接地时接 地电流很大，故又称为大接地电流系统。 • 我国电力系统广泛采用的中性点接地方式主
分
发生单相接地出现电弧时最危险；
• 接地电流小于30A而大于5～10A时，有可能产生
第
一种周期性熄灭与复燃的间歇性电弧，将引起过
八 章
电压，其幅值可达2.5～3倍的相电压，这个过电 压对于正常电气绝缘来说应能承受，但当绝缘存 在薄弱点时，可能发生击穿而造成短路，危及整
个电网的安全。
第二节 中性点非有效接地系统
IC ＜30A；电压为6kV时，接地电流IC ＜20A； • （３）3～10kV电缆线路构成的系统，接地电流
分 IC ＜30A；
第 八 章
• （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。
第二节 中性点非有效接地系统
• 中性点经消弧线圈接地系统
第
容值有关，而对地电容值又与线路的结构（电
八
缆或架空线、有无避雷线）、布置方式、相间
章
距离、导线对地高度、杆塔型式和导线长度有
关。
第二节 中性点非有效接地系统
• 单相接地故障时，流过大地的电容电流，等于
发
正常运行时一相对地电容电流的3倍。
电 • 此时三相对地电容电流之和不再等于零，大地
厂
中有容性电流流过，并通过接地点形成回路。
发
的可调电感线圈，铁芯和线圈浸放在油箱内。
电 厂 电 气 部 分
• 这种消弧线圈不允许带负荷调整补偿电流，切 换分接头时需先将消弧线圈断开，所以称为 “离线分级调匝式”。
• 气隙作用：避免磁饱和，使补偿电流和电压成 线性关系，减少高次谐波，使电抗值较稳定， 以保证已整定好的调谐值恒定。同时，带气隙
第