中性点直接接地运行方式
电力系统的中性点接地方式
电力系统的中性点接地方式电力系统中发电机绕组通常用Y联结、变压器高压绕组通常Y联结，Y联结绕组中性点统称电力系统中性点。
中性点接地方式有直接接地、不接地和经消弧线圈接地。
中性点接地方式要综合考虑电力系统的过电压与绝缘、继电保护与自动装置的配置、短路电流、供电可靠性。
中性点直接接地方式，系统发生单相接地故障时短路电流很大；中性点不接地和中性点经消弧线圈接地方式，系统发生单相接地故障时短路电流小。
1.中性点直接接地系统110kV及以上电网采用中性点直接接地方式。
实际运行时电网中性点并非全部同时接地，只有一部分接地，即合上中性点接地刀开关，其余则不接地即拉开其中性点接地刀开关。
系统单相接地时短路电流在合适范围，满足继电保护动作灵敏度需要，但不能过大。
一般单相短路电流不大于同一地点三相短路电流。
此系统正常运行时，系统中性点没有入地电流或只有极小的三相不平衡电流。
当发生单相接地时，短路电流足够大，继电保护装置动作，迅速切除故障电路；系统非故障部分仍正常运行。
接地故障线路停电，可在线路加装自动重合闸装置，如发生瞬时性接地故障，重合闸成功，停电约0.5s，系统供电可靠。
单相接地电流较大，对邻近通信线路电磁干扰较强。
我国380/220V三相四线系统，中性点直接接地。
2.中性点不接地系统我国3kV、6kV、10kV、35kV系统，当单相接地时根据电容电流中性点不接地，具体规定为3～6kV电网单相接地电容电流不大于30A；10kV电网单相接地电容电流不大于20A；35kV电网单相接地电容电流不大于10A。
因中性点未接地，当发生单相接地时，只能通过线路对地电容构成单相接地回路，故障点流过很小的容性电流（电弧）自行熄灭。
同时，系统三个线电压对称性未变化，用电设备正常工作，可靠性高。
规程规定，中性点不接地系统发生单相接地故障可继续运行2h，在2h内找到接地点并消除。
单相接地时电容电流近似计算公式如下：对架空线IC=UL/350；对电缆IC=UL/10。
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。
中性点运行方式
中性点运行方式
系统中性点不接地是指系统中性点对地绝缘。
当系统发生单相接地故障后系统的三相对称关系并未破坏，仅中性点及各相对地电压发生变化时，中性点的电压上升到相电压，非故障相对地电压增大倍相电压，故对于该中性点不接地系统可以带故障继续运行2h。
故障相接地点的对地故障电流为正常运行时对地电容电流的3倍。
在我国配电网电压在10~35KV之间的架空线路多采用此接地方式。
中性点直接接地系统：系统中性点经一无阻抗接地线接地的方式称为中性点直接接地。
这种方式对线路绝缘水平的要求较低，能明显降低线路造价。
此接地系统一般应在接有单相负载的低压配电系统和电力系统高压110KV输电线路上。
中性点经阻抗接地系统：在系统中性点与大地之间用一阻抗相连的接地方式称为中性点阻抗接地。
根据接地电阻器电阻值的大小，接地系统分为高电阻接地和低电阻接地。
补充：低压配电系统，按保护接地形式分为TN系统、TT系统和IT系统。
TN系统所有设备的外露可导电部分均接公共保护线或公共的保护中性线。
TT系统中的所有设备
的外露可导电部分也都各自经过PE线单独接地。
IT系统中的所有外露设备也都各自经过PE线单独接地，但是电源中性点不接地。
电力系统中性点运行方式
电力系统中性点运行方式电力系统中性点的运行方式正确与否，对电力系统的安全运行有很大的意义。
它关系到绝缘水平、通信干扰、继电保护及自动装置的正确动作等方面。
下面从电力系统运行的角度说明中性点的运行方式及所对应的电压等级。
一、电力系统中性点的运行方式发电机和变压器星形连接的结点称之为电力系统的中性点。
中性点的运行方式对电力系统的运行十分重要，是涉及到电力系统许多方面的综合性问题。
我国电力系统中性点运行方式有3种，直接接地（有效接地），不接地（中性点绝缘）和从属于不接地方式的经消弧线圈接地（非有效接地）。
二、中性点不接地系统对 中性点不接地系统，当一相发生故障接地时，不能构成短路回路，系统中点没有短路电流，系统仍可继续运行。
正常情况下三相对称，线间和相对地组成的等值电容 相等，中性点为地电位。
如果中性点与地向连，连线中没有电流，A相、B相、C相对地都是相电压，各相对地电容电流超前各相电压90°，通常树值不大。
若发生C相接地，C相自然成为地电位，C相与地之间形成的回路中的电压方程为U’c= Uc+Uo=0此时中性点对地电压Uo= -Uc其他两相对地电压Ua ，Ub为U’a= Ua+Uo= Ua-Uc=1.732 Uc∠-150°U’b= Ub+Uo= Ua-Uc=1.732 Uc∠150可以看出，当C相发生接地时，中性点对地电压升高为相电压，而非故障相对地电压升高为线电压；但三相线电压不变。
因此，只要各相对地绝缘能承受线电压，发生 单相接地时对三相用电设备的运行没有影响。
这是中性点不接地系统的一大优点。
按规程规定，在此情况下电网仍可运行2h。
但此时应发出单相接地的预告信号， 告之值班员并采取相应的措施。
在正常运行条件下，三相对地电容对称，三相电容电流之和为零。
发生单相接地的情况下，如C相接地，流过接地点的接地电流应为A、B两相对地电容电流之和，即Id= -(Ica+Icb)= -（jωCUa+jωCUb ）Id=j3ωCUc可见Id在相位上超前向量Uc90°，为容性电流，是正常时一相电容电流的3倍。
电力系统中性点运行方式
电力系统中性点运行方式电力系统中性点接地方式有两大类:一类是中性点直接接地或经过低阻抗接地，称为大接地电流系统；另一类是中性点不接地，经过消弧线圈或高阻抗接地，称为小接地电流系统。
其中采用最广泛的是中性点接地、中性点经过消弧线圈接地和中性点直接接地等三种方式。
（一）中性点不接地系统当中性点不接地的系统中发生一相接地时，接在相间电压上的受电器的供电并未遭到破坏，它们可以继续运行，但是这种电网长期在一相接地的状态下运行，也是不能允许的，因为这时非故障相电压升高，绝缘薄弱点很可能被击穿，而引起两相接地短路，将严重地损坏电气设备。
所以，在中性点不接地电网中，必须设专门的监察装置，以便使运行人员及时地发现一相接地故障，从而切除电网中的故障部分。
在中性点不接地系统中，当接地的电容电流较大时，在接地处引起的电弧就很难自行熄灭。
在接地处还可能出现所谓间隙电弧，即周期地熄灭与重燃的电弧。
由于电网是一个具有电感和电容的振荡回路，间歇电弧将引起相对地的过电压，其数值可达（2.5〜3）Ux。
这种过电压会传输到与接地点有直接电连接的整个电网上，更容易引起另一相对地击穿，而形成两相接地短路。
在电压为3-10kV的电力网中，一相接地时的电容电流不允许大于30A，否则，电弧不能自行熄灭。
在20〜60kV 电压级的电力网中，间歇电弧所引起的过电压，数值更大，对于设备绝缘更为危险，而且由于电压较高，电弧更难自行熄灭。
因此，在这些电网中，规定一相接地电流不得大于10A。
（二）中性点经消弧线圈接地系统当一相接地电容电流超过了上述的允许值时,可以用中性点经消弧线圈接地的方法来解决，该系统即称为中性点经消弧线圈接地系统。
消弧线圈主要有带气隙的铁芯和套在铁芯上的绕组组成，它们被放在充满变压器油的油箱内。
绕组的电阻很小，电抗很大。
消弧线圈的电感，可用改变接入绕组的匝数加以调节。
显然，在正常的运行状态下，由于系统中性点的电压三相不对称电压，数值很小，所以通过消弧线圈的电流也很小。
低压配电系统的中性点运行方式
一、TN系统 3．TN-C-S系统 这种系统的前部分全为TN－C系统，而后边有一部分 为TN－C系统，有一部分为TN－S系统。设备外露可导电 部分接PEN或PE线。PE与N线一旦分开，两者不能再相 连。对安全或抗电磁干扰要求高的场所采用TN－S系统， 而其它情况则采用TN－C系统。 广泛地应用于分散的民用建筑中。
二、TT系统 TT系统中所有设备的外露可导电部分均各自经PE线单独接地， 如图1-10所示。TT系统各设备的PE线之间无电磁联系，因此互相 之间无电磁干扰。当发生一相接地故障时则形成单相短路，但短路 电流不大，影响保护装置动作，此时设备外壳对地电压近1/2相电 压(110V)，危及人身安全。
短路电流 I K U /R0 RE 220/4 4 27.5 A ①过电流保护装置动作，切断故障设备电源，从而减少人体触电的 危险。 ②过电流保护装置不动作，由于人体电阻R。远大于保护接地电阻 RE(此时相当于R0与R③为保障人身安全，应根据国际IEC标准加装漏电保护器(漏电开 关 )。
低压配电系统的中性点运行方式
几种形式：TN系统、TT系统、IT系统，其中TN系统又分 为：TN-S、TN-C、TN-C-S系统。 字母含义： 第一个字母： T：中性点直接接地； I：没有接地或经阻抗接地； 第二个字母： N：设备外露可导电部分与电源有电气连接； T: 设备外露可导电部分有直接接地，此接地点在 电气上独立于电源端的接地点； 而后的S：保护线（PE线）和中性线（N线）完全分开； C：保护线和中性线合一； C-S：部分合一，部分分开；
低压配电系统的中性点运行方式 一、TN系统 TN系统的电源中性点直接接地，并引出中性线。 中性线（N线）作用： 一是用来提供相电压； 二是用来传导不平衡电流； 三是减少中性点电压偏移。 TN系统分为TN-S系统、 TN-C系统和TN-C-S系统
电力系统中性点的运行方式
消弧线圈的结构与型号
消弧线圈装有铁芯，可调、电阻小、电抗很大， 外形跟小容量变压器相似，装在发电机或变压器 的中性点与大地之间。为调节线圈匝数，通常有 5～9个分接头可选用，用来改变补偿程度，国产 型号为XDJL。其中X—消弧线圈；D—单相； J—油浸式；L—铝线。
一般认为：中性点直接接地系统对通信干扰影响 最大；中性点经消弧线圈接地系统对通信的干扰最 小。
5.系统稳定性
在大接地电流系统中发生单相接地时，由 于接地电流很大，电压的剧烈下降、线路 的突然切除可能导致系统稳定的破坏。如 果采用小接地电流系统，则流过接地点的 电流很小，不存在引起失步的可能。因此， 从系统稳定的角度看，中性点直接接地系 统是不利的。
4.对通信的干扰 单相接地产生干扰对通信的影响是不可忽视的，
在某种情况下，它甚至还是选择中性点接地方式的 决定因素。
单相接地产生干扰的途径有两种，一种是静电感 应，另一种是电磁感应。
在小接地电流系统中，起主要作用的是静电感应， 可以用较简单的方法加以限制。在大接地电流系统 接地故障时，大的接地电流对临近的通信线路干扰 大，感应电压可能危及工作人员安全或引起信号装 置误动作，因此，电力线和通信线间必须保持一定 的距离。
P313 Jd1F5052
电力系统中性点的运行方式不同，其技 术特性和工作条件也不同，还与故障分析、 继电保护配置、绝缘配合等均密切相关。 采用哪一种中性点运行方式，直接影响到 电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连 续性、电网的造价以及对通信线路的干扰 程度。
一、 中性点不接地系统
正常运行情况：
2.过电压与绝缘水平
对于电力系统的绝缘水平，大接地电流系 统按相电压考虑，小接地电流系统则需按线 电压考虑。大接地电流系统比小接地电流系 统绝缘水平大约可降低20%左右，在选用避 雷器时，前者用80%避雷器，后者用100%避 雷器。
电力系统中性点接地的三种方式
电力系统中性点接地的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。
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1、中性点直接接地系统正常运行时中性点的电压是多少？ 发生单相完全接地时又是多少？
比中性点不接地时的Ijd要 大，但 I 和 U W 间的相位 C 角减小，使电弧易灭。
（二）中性点经高电阻（高值电阻）接地
3、选择R值原则：使接地点的阻性电流等于容性电流的1-1.5 倍，即IR=（1-1.5）IC
4、经电阻接地改变 I C 相位，加速泄放回路中的残余电荷， 促使电弧自灭，限制间隙电弧过电压，同时可提供足够的电 流和U0，供保护可靠动作，发信号或跳闸。
• IkE≤10—15A 高电阻接地，单相接地时发信号或跳闸 • IKE >15A 中值电阻接地，单相接地时跳闸
5、接线：一般经接地变压器，R接二次侧。接地变一次侧额定 电压不小于电源额定相电压，二次侧取110V或是220V。
三、中性点经小阻抗接地
1、目的：限制IK（1） • 与经XQ接地不同，着眼点是为增大零序电 抗，限制IK（1）。 • 并且每台变压器中性点均经小阻抗接地，既 使系统被分裂成几个部分，也不会出现中性 点不接地的变压器，对主变中性点绝缘水平 要求大大降低。 2、应用：500KV系统
未故障相 电压 线电压 接地点电 流 单相接地 处理 优缺点 应用
相电压
线电压
相电压
线电压
相电压
线电压
相电压
线电压
0
相电压
0
相电压
不变
不变
不变
不变
变化
变化
3ICU
运行2h 发信号 可靠性高 经济性差
IL+IC
运行2h 发信号
IL+IR
发信号或 跳闸
IL+IR
跳闸
IKE
跳闸
IKE
跳闸
可靠性高 可靠性高 经济性好 经济性好 经济性好 经济性差 经济性差 可靠性差 可靠性差 可靠性差
IC小于规 IC大于规 200MW 电缆为主 110KV 500KV 定，电弧 定的 以上发电 的35、 以上电网 系统 110KV 能自灭 110KV下 机 系统 城网
测试题
2、中性点直接接地系统发生单相接地能否继续运行？为 什么？中性点直接接地系统应用在什么情况下？ 3、中性点直接接地系统发生单相接地时故障相电压为多 少？未故障相电压又为多少？线电压发生变化没有？ 4、中性点经中值、高值电阻接地应用在什么情况下？ 5、中性点经中值、高值电阻接地系统发生单相接地如何 处理？ 6、中性点经小阻抗接地的意义是什么？应用在什么情况 下？
《发电厂变电站电气设备》
中性点直接接地系统的运行方式
复习并导入新课
1、中性点不接地系统运行特点 2、中性点经消弧线圈接地系统运行特点
3、中性点不接地、经消弧线圈接地的适 用条件
任务5
中性点直接接地的三相系统
一、运行特点：直接接地系统可靠性低，因该
系统一相接地时出现了除中性点外的一个接地 须迅速切除故障相甚至三相。
小结
1、中性点直接接地系统运行特点及适用范围 2、中性点经中值电阻接地系统运行特点及应用 3、中性点经高值电阻接地系统运行特点及应用 4、中性点经小阻抗接地系统的特点及应用
单元小结（比较中性点几种运行方式）
不接地 经XQ接 地 经高值R 接地 经中值R 直接接地 经小阻抗 接地 接地
K（1）Un
（二）中性点经高电阻（高值电阻）接地
1、应用：发变组单元接线的200MW发电机， 大型火电厂6KV厂用电系统及6—10KV城 市电网，用电阻代替XQ也可避免产生间隙 性电弧造成的过电压。 2、经电阻R接地，接地点的电流是阻容性电 流（非容性、感性）是电容性电流和电阻性 电流的相量和。
I KE I C I C I R
点，构成短路回路，Ik（1）大，防止设备损坏， 二、中性点电位：Yn=∞，中性点的位移电压为
零，
Un 0
被接地体所固定
三、优点：经济性好
单相接地时， Un=0，非故障相对地电压 不升高，接近相电压，各相对地绝缘水 平决定于相电压，设备和线路绝缘按相 电压决定，大大降低了电网造价，减少 设备和线路投资。（比不接地低20%）
（二）中性点经高电阻（高值电阻）接地 二、中性点经小阻抗接地：限制IK（1）
（一）中性点经低电阻（中值电阻）接地
应用：以电缆为主体的35KV、10KV城市电网 原因：
1、由于电缆线路对地电容较大，当线长L↑，单
相接地电容电流也↑，用XQ很难使电弧熄灭。
2、电缆发生瞬时性故障机会少，如带单相接地运
行时间长，易成为相间短路，损坏设备，引起 火灾。为此，采用经中值电阻接地方式，单相 接地
注意：
1、中性点经中值电阻接地时，为限制接地相中 的电流，减少对周围通讯线路干扰，所接电阻 以接地相电流在600-1000A为宜，此时IKE >15A 。
2、由于电缆故障多为永久性故障，不装自动重 合闸。 3、经电阻接地要从电网结构上和自动装置上采 取措施保证用户可接受的供电可靠性。
四、中性点直接接地系统的缺点和措施：
1、单相接地时须断开故障线路，中断供电，可靠性降低。
• 措施：装自动重合闸
2、IK（1）很大，甚至大于，IK（3）须选大容量开关设 备。大，IK（1）在三相线周围形成较强的单相磁场，对 附近通讯线路电磁干扰。
• 措施：只将系统中部分变压器中性点接地或经阻抗接地，
使IK（1）<IK（3）。
3、大IK（1）产生大电动力，热效应造成故障范围扩大， 损坏设备；
4、增大QF维修量
• 对重要用户保证不中断供电，应另装备用电源。
五、应用条件
1、220KV及以上系统 2、大多数110KV系统
课题四
中性点经阻抗接地的三相系统
一、中性点经电阻接地
（一）中性点经低电阻（中值电阻）接地