单相接地电流分析
IT系统单相接地短路后电压和电流的变化
IT系统单相接地短路后电压和电流的变化从事电气工作的技术员或者工程师，经常听说，当IT系统单相接地短路后，电压又相电压变为线电压，故障电流变为正常电容电流的3倍。
这是个结论，但是如果你进一步问，为什么？很多人是答不上来的。
今天就这个问题，我详细的讨论下，有问题欢迎更正啊。
图1 IT系统图
图1为一个IT系统的接线方式。
在没有发生故障的时候：
1. A B C三相和大地之间，只有很小的电容电流，因为此时线路和大地的容抗很大，因此电容电流很小。
正常运行电容电流
Ic=Uo*WC ,(Uo为相电压，WC为容抗)。
由于三相平衡运行，电容电流的和向量为0。
2. 当一相发生接地故障时
图2 IT系统发生接地故障
当C相发生接地故障后，地上的点位就不是0V了，而是相电压Uo,因此A，B相和大地的电压就是线电压了，向量叠加后也就是
UN=sqr(3)*Uo。
，因此IT系统带故障运行的话，电缆的绝缘选择要参考线电压设计。
当C相发生接地故障后，由于电压变为线电压sqr(3)*Uo，电容阻抗为1/WC，A,B相的电流分别为sqr(3)*Uo*WC，利用向量叠加可知：接地故障电流为Iend=cos30*2*sqr(3)*Uo*WC=3 Uo*WC。
而Uo*WC 就是正常IT系统的对地电容电流。
单相接地电流分析
一、正常运行情况中性点不接地又叫做中性点绝缘。
中性点位移：中性点对地的电位偏移。
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。
电力系统正常运行时，各相导线间的电容及其所引起的电容电流较小，可以不予考虑。
各相导线对地之间的分布电容，分别用集中的等效电容C U、C V、C W表示，电源三相电压分别为、、，各相对地电压分别用、、表示。
中性点不接地系统的正常运行情况电路图中性点N对地的电位为零。
各相对地电压作用在各相的分布电容上，如正常运行时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：各相的对地电容电流、、大小相等，相位相差120°。
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，以下仅画出U相的情况。
二、单相接地故障完全接地（金属性接地）：接地处的电阻近似等于零。
中性点不接地三相系统单相接地电路图以W相k点发生完全接地的情况做一分析：故障相的对地电压为零，即则有：中性点对地电压与接地相的相电压大小相等、方向相反，中性点对地的电压不再为零，上升为相电压。
非故障相U相和V相的对地电压、分别为：非故障相的对地电压升高到线电压，升高为相电压的倍，各相对地电压的相量关系如下所示：中性点不接地三相系统单相接地系统三相的线电压仍保持对称且大小不变。
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。
由于非故障相U、V两相对地电压由正常时的相电压升高为故障后的线电压，对地的电容电流也相应增大倍，为。
三相对地电容电流之和不再等于零，大地中有容性电流流过，并通过接地点形成回路。
接地电流超前90°，为容性电流，其有效值为。
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。
单相接地电容电流的实用计算中可按下式计算：式中：I C 为接地电容电流，单位A；U为系统的线电压，单位kV；L1与L2分别为电压同为U，并具有电联系的所有架空线路及的电缆线路的总长度，单位km。
IT接地系统单相接地故障后的情况分析
-接地故障保护-规代建览电气No.3Vol.12(Serial No.135)2021IT接地系统单相接地故障后的情况分析武攀$同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海200092%扌商要：分析了IT接地系统在发生单相接地故障下的电压、电流变化情况，计算了35kV高压配电IT接地系统的使用条件和系统的绝缘配合，可为电气设计人员提供参考。
关键词：I接地系统；单相接地故障；电容电流；消弧线圈中图分类号：TU856文献标志码：B文章编号：1674-8417(2021)03-0045-05 DOI：10.16618/ki.1674-8417.2021.03.011武攀(1983_),男，高级工程师，从事建筑电气设计。
0引言电源的接地制式主要有TN-C、TN-C-S、TN-S、TT、IT接地系统。
在我国目前使用比较多的是TN-C-S+TN-S+TT接地系统。
IT接地系统即中性点不接地或经高电阻接地系统，在我国并没有被广泛使用，目前主要被用在不间断供电要求较高和对接地故障电压有严格限制的场所,如应急电源装置、消防、矿井下电气装置、医院手术室以及有防火防爆要求的场所&1-'。
T接地系统一般不建议引出中性线，主要是因为当发生单相接地故障而设备仍需继续运行，这时中性线和其余两正常相对地电压会升高,对人员的生命、线路的安全会带来更大的危险,ITC标准也强烈建议IT接地系统不引出中性线&4-'。
本文主要分析IT接地系统在发生单相接地故障情况下的电压、电流变化，进而分析工程中35kV变配电系统IT接地系统可以使用的情况,供读者参考。
1单相接地故障时电压变化分析一般,电压是指两点间的电位差,例如电压220V是指相线与中性线的电位差,电压380V是指三相线路上两相之间电位差。
通常取大地电位为参考0电位,没有绝对电位，只有相对电位,如果一个电源系统中性点接地，中性点电位即为大地电位，即0电位，则某点与中性点的电位差是与大地的电位差，即对地电压。
单相接地时零序电流电压分析知识讲解
单相接地时零序电流电压分析知识讲解单相接地时零序电流电压分析下⾯对系统单相接地时，零序电流与电压之间的关系做简单的分析:将某⽤电系统简化为上图：（将所有正常回路简化为第⼀条回路，假定第⼆条回路出现接地故障,零序CT安装位置如图中1、2）下⾯就分别对存在或不存在接地故障情况下，电压及对地电容电流进⾏分析。
对该系统电压情况分析如下：⼀、在正常情况下⼀次电压，⼆次电压（测量、开⼝三⾓）关系如图：UA(向量)与Ua(向量)、Ua0(向量)；UB(向量)与Ub(向量)、Ub0(向量)；UC(向量)与Uc(向量)、Uc0(向量)；⽅向分别相同在测量线圈中变⽐为：即⼀⼆次侧电压⽐为60，即如果系统线电压为6000V,则在每⼀测量PT的⼆次线圈中电压为V，两相之间的电压为100V在开⼝三⾓线圈中变⽐为：即⼀⼆次侧电压⽐为，即如果系统线电压为6000V,则在每只PT的开⼝三⾓⼆次线圈中电压为V，UL0(向量)=Ua(向量)+ Ub(向量) +Uc(向量)====0⽤向量图的形式表⽰如下，由上图也可以看出系统正常时开⼝三⾓UL0(向量)为0⼆、如果C相保险熔断，那么UC(向量)=0，有UL0(向量)= Ua0(向量)+ Ub0(向量)======－Uc0（向量）⽤向量图的形式表⽰如下，可以看出此时开⼝三⾓电压与Ｃ相电压⼤⼩相等，⽅向相反。
即有：⼀相保险熔断（⽆论⾼压侧低压侧）开⼝三⾓电压约为33.3V，同理可知：如果⼀相保险熔断（⽆论⾼压侧低压侧），开⼝三⾓电压与该相⼆次电压⼤⼩相等，⽅向相反。
电压约为33.3V 如果两相保险熔断（⽆论⾼压侧低压侧），开⼝三⾓电压与正常相⼆次电压⼤⼩相等，⽅向相同。
电压约为33.3V三、如果存在⼀相⾦属性接地（假设为C相⾦属性接地）则有：UA’(向量)=UAC(向量)=UA(向量)-UC(向量) UA(向量)+Un(向量)UB’(向量)=UBC(向量)=UB(向量)-UC(向量)中性点N对地的电位为零UA’(向量)=UAC(向量)=UA(向量)-UC(向量) = =====UB’(向量)=UBC(向量)=UB(向量)-UC(向量) = ===⽤向量图的形式表⽰如下，。
单相接地电容电流
自动化论坛：单相接地电容电流的计算方法单相接地电容电流的计算4.1 空载电缆电容电流的计算方法有以下两种：（1）根据单相对地电容，计算电容电流(见参考文献2)。
Ic=√3×UP×ω×C×103式中: UP━电网线电压(kV)C ━单相对地电容(F)一般电缆单位电容为200-400 pF/m左右（可查电缆厂家样本）。
（2）根据经验公式，计算电容电流Ic=0.1×UP ×L式中: UP━电网线电压(kV)L ━电缆长度(km)4.2 架空线电容电流的计算有以下两种：（1）根据单相对地电容,计算电容电流Ic=√3×UP×ω×C×103式中: UP━电网线电压(kV)C ━单相对地电容(F)一般架空线单位电容为5-6 pF/m。
（2）根据经验公式,计算电容电流Ic= (2.7~3.3)×UP×L×10-3式中: UP━电网线电压(kV)L ━架空线长度(km)2.7━系数，适用于无架空地线的线路3.3━系数，适用于有架空地线的线路关于单相接地电容电流计算单相接地电容电流我所知道估算公式：对架空线：Ic=UL / 350对电缆：Ic=UL / 10我想请问的是L是指的架空线长度还是架空线距离？比如是三相的L是不是为距离X 3 另请问有没有更详细的计算方法？工业与民用配电设计手册上对L的定义是线路的长度，单位km，这里的长度与楼主说的距离是同一个概念，也就是说L是指架空线或电缆的距离，三相不需要再用距离乘以3更详细的单相接地电容电流计算公式见附件，摘自工业与民用配电设计手册152页描述:没有文件说明附件:( 189 K)单相接地电容电流计算.pdf下载次数(27)首先应该明确为什么要算这个电容电流，一般计算单相接地电容电流首先要了解，中性点接地系统的分类，什么样的系统才要计算单相接地电容电流，相关国家规定是怎样规定的，算出这个电流怎样进行相关的补偿，选用什么装置进行补偿，补偿的分类是欠补偿，还是过补偿，还是完全补偿，为什么要选用过补偿，单单理解怎样计算是没有任何用处的，中性点接地系统是个综合问题，考虑的要全面。
单项接地电容电流
单项接地电容电流的规定和限制措施一、规定要求：《煤矿安全规程》第453条规定：矿井6000V及以上高压电网，必须采取措施限制单相接地电容电流，生产矿井不超过20A，新建矿井不超过10A。
矿井高压电网中的变压器都采用中性点不接地的运行方式，此种运行方式当变电容量过大进将产生较大的单相接地电容电流。
单相接地电流过大可能引起电气火灾和电雷管超前引爆等故障。
从安全角度讲，国家规定额定安全电压最高值为42V，对煤矿井下规定额定安全电压为36V，取上限为42V，《规程》规定，接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω。
而单相接地电流应限制在42V/2Ω=21A以下。
因此规程规定，对于大中型矿井，当高压电网的单相接地电容电流超过20A时，可采取变压器中性点经消弧电抗线圈接地或缩短供电网络距离等补偿措施。
二、矿井下的变压器中性点不能直接接地：因为对于中性点直接接地的连接方式，一旦发生系统中一相接地而出现除中性点外的另一个接地点，则会发生严重的短路。
此时接地故障相电流很大，容易损坏设备，危害人身安全。
对于矿井而言，大短路电流可能会产生电火花，易导致井下易爆气体爆炸。
因此井下变压器中性点不能直接接地。
而对于中性点不接地的系统，即使发生单相接地，也不会造成短路，系统仍然可以继续运行，保证可靠性。
但此时非接地相电压将升高至线电压，所以此类系统对于绝缘的要求较高。
由于高压绝缘较困难，所以通常高压输电网采用中性点直接接地，而中压系统主要是采用中性点不接地。
三、单相接地电容电流的危害1、人体触电：在绝缘电阻和分布电容一定时，电网电压越高，人体触电时的危险性就越大。
当电网电压一定时，供电线路越长而对地分布电容越大，人体触电时危险性就越大。
2、接地电压升高：供电系统中任一相绝缘损坏接地时，该相对地电压等于零，其他非故障两相对地电压升高达电网线电压（即为正常工作的√3倍，即线电压），易使绝缘薄弱处击穿造成两相接地、相间短路。
非故障两相对地电容电流也随之增大为正常时的√3倍，接地点的接地电流是非故障两相对地电容电流的矢量和，即为正常时对地电容电流的3倍。
单相接地故障的定义及单相接地故障电流的采集方法
单相接地故障的定义及单相接地故障电流的采集方法
要回答题主的问题，首先我们要弄懂几个原理。
1.单相接地故障的定义
我们设三相电流分别为ia、ib和ic，并且有如下关系：
如果三相电流是平衡的，也即Ia=Ib=Ic，则上式中可以写成：
我们很容易利用中学的三角函数知识证明中括号内三个正弦量的和等于0。
等号右侧的量其实就是三相不平衡电流。
我们看到，中性线电流In与三相不平衡电流的大小相等方向相反。
所以，当三相平衡时，中性线N的总线上的电流为零。
提醒一下：虽然三相平衡时中性线N总线上的电流等于零，但中性线支线上的电流不等于零。
事实上，中性线支线上的电流与某相的相线电流大小相等而方向相反。
现在，我们把中性线电流和三相电流合在一起求相量和，如下：
结果会怎样呢？
我们发现，即使出现了三相不平衡，但ig的值依然为零。
即：
我们看下图中的图1，它的负载其实就是安装在三条相线上的三只阻值相同的电阻，显见三相是平衡的。
而图2中A相多了一只电阻，所以三相不平衡。
然而不管是图1还是图2，中性线电流与三相电流的相量和，却始终等于零。
注意1：图1中N线的总线上电流等于零，但N线的支线电流不等于零。
注意2：图1和图2的接地系统是TN-S。
现在我们假设A相出现了漏电ias，我们看看会怎样：
我们把ig叫做剩余电流，它的值反映了漏电流的值。
发电机定子单相接地故障电流的计算和测试
22第44卷 第4期2021年4月Vol.44 No.4Apr.2021水 电 站 机 电 技 术Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station1 引言发电机定子接地故障是最常见的发电机故障，大型发电机组在发生接地故障时会产生较大的对地电容电流，为将接地故障电流限制在允许范围内，中性点常采用消弧线圈接地方式运行，而测试发电机定子单相接地故障电流是为了检验发电机在发生单相接地时消弧线圈是否能够有效地补偿故障电流，保证接地电弧瞬间熄灭，以消除弧光间歇接地过电压，防止事故进一步扩大为匝间或相间短路。
需要知道发电机单相接地故障电流的大小，究其原因，主要有3点。
（1）发电机的定子一点接地保护动作出口方式的整定和这个电流大小有关。
根据DLT 684-2012《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》的规定，当发电机定子单相接地故障电流大小超过规定值，发电机定子一点接地保护动作后就必须出口跳闸停机，而小于这个值，则允许保护仅动作于告警，由运行值班人员确认后，采取转移负荷解列停机的方式进行处置。
（2）知道中性点不接地时发电机单相接地故障电容电流的大小后，与消弧线圈标注的补偿电流比较，可以定性地判断消弧线圈是否工作在欠补偿状态。
（3）消弧线圈投入后发电机单相接地故障电流必须小于制造厂的规定，制造厂无明确规定时，这个电流应小于15 A，否则在运行中发生定子绕组内部单相接地故障，有可能对定子铁心造成不可修复的损伤。
本文以万安水力发电厂1号发电机为例，通过简单估算和现场实测这两种方法对发电机定子单相接地故障电流进行讨论，所得结论不一定适合其它发电厂，仅供同行参考。
2 发电机定子单相接地故障电流的计算发电机定子单相接地故障点可能在定子绕组从机端到中性点的任意位置，但因为机端对地电压最高，所以在机端发生单相接地故障时故障电流最大，因此，我们只计算机端单相接地时的故障电流。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、正常运行情况
中性点不接地又叫做中性点绝缘。
中性点位移：中性点对地的电位偏移。
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。
电力系统正常运行时，各相导线间的电容及其所引起的
电容电流1较小，可以不予考虑。
I
各相导线对地之间的分布电容，
分别用集中的等效电容 C U 、C V 、C W 表示，电源三相电压分别为
J
中性点不接地系统的正常运行情况电路图
■
中性点N 对地的电位,为零。
各相对地电压作用在各相的分布电容上，如正常运行时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：
各相的对地电容电流「=、.1.、,.-•大小相等，相位相差 120
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
门.、门，、'.如 与相应的对地电容电流
I
盘
■ I
各相对地电压分别用
ftl-
/1 y
*
■
__ 1 J
1
人
+ 丿出
二、.，.-.的相量和，以下仅画岀U相的情况。
、单相接地故障
完全接地（金属性接地）：接地处的电阻近似等于零。
中性点不接地三相系统单相接地电路图
以W相k点发生完全接地的情况做一分析：故障相的对地电压为零，即'■11则有:
Ui=-U.
中性点对地电压与接地相的相电压大小相等、方向相反，中性点对地的电压不再为零,
■■
上升为相电压。
非故障相U相和V相的对地电压〔，、’..分别为：
九二力+讯二力-矗
系如下所示:
系统三相的线电压仍保持对称且大小不变。
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。
由于非故障相U V 两相对地电压由正常时的相电压升高为故障后的线电压,
三相对地 电容电流 之和不再等于零，大地中有容性电流流过，并通过接地点形成回路。
fl
■
接地电流 I 超前 90°，为容性电流，其有效值为。
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。
单相接地 电容电流 的实用计
算中可按下式计算：
巴（£】+35厶）
~350~
式中：I C 为接地电容电流，单位A; U 为系统的线电压，单位
kV ; L i 与L 2分别为电压同 为U,并具有电联系的所有架空线路及的电缆线路的总长度，单位
kmo 接地电流I C 的大小与系
非故障相的对地电压升高到线电压,
对地的电容
升高为相电压的 倍，各相对地电压的相量关
中性点不接地三相系统单相接地
电流也相应增大
统的电压、频率和对地电容值有关，而对地电容值又与线路的结构(电缆或架空线、有无避雷线)
布置方式、相间距离、导线对地高度、杆塔型式和导线长度有关。
当发生不完全接地时，接地电流要比完全接地时小一些。
中性点不接地系统发生单相接地故障时产生的影响：
单相接地时，在接地处有接地电流流过，会引起电弧，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，电弧将自行熄灭，接地故障随之消失，电网即可恢复正常运行；
接地电流10A〜30 A时，有可能产生一种周期性熄灭与复燃的间歇性电弧，引起其幅值
可达2.5〜3倍相电压的过电压，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；
当接地电流超过一定值时 (如在10kV电网中接地电流大于30A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
器内部发生单相接地岀现电弧时最危险。
中性点不接地系统发生单相接地故障时优点：线电压对称保持不变，用户可继续运行，提高了供电可靠性。
但非故障相电压升高为线电压，长期运行可能在绝缘薄弱处发生绝缘破坏时，造成相间短路。
为防止由于接地点的电弧及伴随产生的过电压，使系统由单相接地故障发展为多
相接地故障，引起故障范围扩大，在这种系统中通常都装设交流绝缘监察装置，当发生单相接地
故障时，立即发岀绝缘下降的信号，通知运行值班人员及时处理。
电力系统的有关规程规定：在中性点不接地的三相系统中发生单相接地时，允许继续运行的时间不得超过2h,并要加强监视。
中性点不接地系统发生单相接地故障时缺点：非故障相的对地电压升高到线电压，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。
三、适用范围
当线路不长、电压不高时，接地点的接地电流数值较小，电弧一般能自动熄灭。
特别是在35kV及以下的系统中，绝缘方面的投资增加不多，而供电可靠性较高的优点比较突岀，中性点采用不接地运行方式较适合。
中性点不接地方式的适用场合：
(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l e v 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l e v 30A;电压为6kV时，接地电流l e v 20A；
(3)3〜10kV电缆线路构成的系统，当接地电流l e v 30A时；
(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。
欢迎您的下载，
资料仅供参考!
致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等
打造全网一站式需求。