中性点直接接地电网接地故障的特点
•取得零序电流的方法
零序电流滤过器
原理接线图
等效电路图
工作原理 1、正常运行及相间短路 原因：三相TA励磁性不同 特点： 正常运行时值小 不超过(2～3)％
2、接地故障
TA的额定电流 相间短路时其值 增大
应用： 中性点直接接地系统
零序电流互感器
一次电流为 IA+IB+IC
工作原理 1、正常运行及相间短路 理想情况下 IA+IB+IC＝0 Ik＝0 实际情况 IA+IB+IC≠0 Ik＝Iunb 不平衡电流 原因：三相导线排列不对称 特点：数值小 2、接地故障 IA+IB+IC＝3Io Ik＝3Io/nTAo 应用：中性点不接地电网 （①电缆线路或经电缆引出的架空线路 ②该电网接地时零序电流数值小）
零序电流的特点： 分布：取决于中性点接地变压器的数目和位置 系统处于各种运行方式时，可保持零序电流的 分布基本不变 大小：取决于中性点接地变压器和输电线路的零序阻抗
•保护安装处零序电流与零序电压的相位关系
保护安装处正方向接地
保护安装处反方向接地
•取得零序分量的方法
取得零序电流的方法 零序电流滤过器 零序电流互感器 取得零序电压的方法 零序电压滤过器 零序电压互感器
零序电压互感器 原理接线：
工作原理：发电机定子绕组单相接地时， UN＝Uo Umn＝UN/nTV 应用：发电机
结 束
中性点直接接地电网接地故障的特点
复习电工知识 接地故障的特点 取得零序分量的方法
•复习电工知识
一点
分析 电流特点 电压特点 保护安装处零序电流与零序电压 的相位关系
•分析：以单相接地为例
接地特征：出现零序电流和零序电压
零序电压的特点： 分布：取决于中性点接地变压器的数目和位置。 大小：接地点零序电压最高，变压器接地中性点 零序电压最低为零，其它各处离接地点愈远 零序电压愈低。
•取得零序电压的方法
零序电压滤过器 由一个三相五柱式电压互感器或三个单相 电压互感器二次侧接成开口三角形构成。原 理接线如下：
工作原理 以三相五柱式电压互感器为例： 输出电压Umn＝Ua+Ub+Uc ＝(UA+UB+UC)/nTV－Uunb 1、正常运行及相间短路 UA+UB+UC＝0 理想情况 Umn＝0 实际情况 Umn＝Uunb 2、接地故障 UA+UB+UC＝3Uo Umn＝3Uo/nTV 应用：任何电网
3.4中性点直接接地电网中接地短路保护
取两者中较大者为整定值
注：如果保护装置动作时间大于断路器三相触头
不同期合闸的时间，则无需考虑第二个条件。
❖ 零序电流限时速断(零序II段)保护
➢起动电流：与下一段线路的零序I段保护相配合 ✓当该保护与下一段线路之间无中性点接地的 变压器时
Ksen
=
3I0.min Iset
1.5
下一线路末端发生接 地故障时流过保护的 最小零序电流
❖ 方向性零序电流保护 ➢问题的提出
k1点短路 选择性 k2点短路
t03 t02 t03 t02
当零序功率方 向由线路到母 线时动作
矛盾，需要加 功率方向元件
❖ 对零序电流保护的评价
➢优点 ✓零序电流保护（一般为2-3A）比相间短路 的电流保护(一般为5-7A)有较高的灵敏度
2. 零序电流 分布与变压器中性点接地的多少及位置有关。 大小与线路的零序阻抗及中性点接地变压器的
零序阻抗有关。
3. 零序功率
短路点 S0 最大，越靠近变压器中性点接地处 S0
越小。对于发生故障的线路，两端
S
的方向与
0
S
1
方向相反，从线路 母线。
4. 保护安装外零序电压与电流的相伴关系：
•
•
UA0 I0 ZT1.0
✓零序电流保护受系统运行方式变化的影响 要相对较小
✓当系统中发生某些不正常运行状态时，例 如系统振荡，短时过负荷等，不会误动
✓动作时限比相间短路的保护相对要小
✓零序方向元件无死区 ➢缺点
✓不能反映相间短路
例：如图所示网络中，已知：
（1）电源等值电抗X1s= X2s=5Ω， X0=8 Ω； （2）线路AB、BC的电抗x1=0.4 Ω/km, x0=1.4 Ω/km; （3）变压器T1额定参31.5MVA,110/6.6kV,Uk=10.5%,
中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护
•3I0（1） =
•3E •2 +
•两相接地短路的零序电流为：
•3I0（1,1）=•
•3E +2
•单相接地
•= •+ •+
•故障点的等效零序电势
•故障点的等效正序、负序、零序阻 抗
•
2) 躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大 零序电流 ，引入可靠系数
•3I0.unb的计算，一相先合与两相断线情况类同， 两相先合与一相断线情况类同。 •具体可参见电力系统分析之短路计算
•
c. 当系统中发生某些不正常运行状态时（如系统振荡，短时 过负荷等）零序保护不受影响。
d. 在110kV及以上的高压或超高压系统中，单相接地故障占 全部故障的70%-90%，而且其它故障也往往是由单相接 地引起的，故采用零序保护具有显著的优越性。
•缺点：
a. 对于短线路或运行方式变化很大的情况，保护往往不能满 足系统运行所提出的要求。
•
•～
•T1 •A •1
•2•B •T2 •C
•A
•XT10
•系统接线
•X’k0
•X’’k0
•B
•若母线A还
•XT2. 接有中性点
0
接地的变压
器，则零序
阻抗变小，
流过A侧零
序电流增大
。
•T2中性点接地：
•零序等效网络
•= •=
•X’’k0+XT2.0
•X’k0+XT1.0+X’’k0+XT2.
0
•X’k0+XT10
•（c）零序电流变化曲线 中断开，此时
•
• 3）零序Ⅱ段灵敏系数：
•零序Ⅱ段的灵敏系数，应按照本线路 末端接地短路时的最小零序电流来校 验，并应满足Ksen≥1.5的要求。
关于中性点接地方式的特点分析
在我 国的供 电系统 中， 中性点接地一般分为两种 ， 大 电流 接地系统和小电流接地系统。其 中大电流接地系统一般包括 中 性 点直接接地 ： 小电流接地系统分 为 ： 中性点不接地 、 中性点经 消弧线 圈接地 、 中性点经电阻接地
１ ． １ 大 电流 接 地
一
借助消弧线圈将 中性点接地是我们用之最便捷 的方法之 利 用 消 弧 线 圈补 偿 通 路 中 电流 ， 电流 值 被 调 节 到 电 弧 可 以 自动熄灭的区域 。 在大地与中性点 中间附加 电感消弧线 圈来避
２ ０ １ ３ ． ＮＯ． １ １
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
工业 工 程 与技 术
关于中性点接地方式的特点分析
余祖红 李 淳
（ 湖北兴发化工集团股份有限公司， 湖北 宜昌
，
我国 １ １ ０ ｋ ｖ 及 以上电网一般采用大电流接地方式 即中性 点直接接地方式 ， 中性点 电位固定为地 电位 ， 发生单 相接地故 障时 ， 通过大地形成 回路 ， 就形成单相短路 。 在 中性点直接接地 系统 中， 单相接地故 障时非 故障相得相 电压不 变 ， 而故障相相 电压在故 障点骤降为 ０ ， 因大地容量可视为无穷大系统 ， 故单相 短路时 ， 中性点电势仍为 ０ ， 故障点以后 电压则 由线路 阻抗乘 以 短路电流急剧升高。对于电源侧来说 ， 单相接地故 障后 ， 中性点 电势仍为 ０ ， 并未 漂移 ， 因此非故 障相对地 电压并 未改变 ． 而故 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 。 系统的过 电压水平和输变 电设备所需的 绝缘水平较低 ， 线路造价投资低 。但是大电流接地 系统在发生 单相接地时所产生的大电流对通讯 系统 的干扰影响很大 ， 且引 发生单相接地故障时单相接地 电流很大 ， 必然引起断路器 的跳 闸， 降低 了供 电连续性 ， 因此供 电可靠性较差 。
配电网中性点接地方式的分类及特点
配电网中性点接地方式的分类及特点配电网中性点接地方式的分类及特点一、我国城乡配电网中性点接地方式的发展概况(1)建国初期，我国各大城市电网开始改造简化电压等级，将遗留下来的3kV、6kV配电网相继升压至10kV，解放前我国城市配电网中性点不接地、直接接地和低电阻接地方式都存在过，上海10kV电缆配电网中性点不接地、经电缆接地、经电抗接地3种方式并存运行至今，北京地区10kV系统中性点低电阻与消弧线圈并联接地，上海35kV系统中性点经消弧线圈和低电阻接地2种方式并存至今。
但是，从50年代至80年代中期，我国10,66kV系统中性点，逐步改造为采用不接地或经消弧线圈接地两种方式，这种情况在原水利电力部颁发的《电力设备过电压保护设计技术规程SDJ7-79》中规定得很明确。
(2)80年代中期我国城市10kV配电网中，电缆线路增多，电容电流相继增大，而且运行方式经常变化，消弧线圈调整存在困难，当电缆发生单相接地故障时间一长，往往发展相短路。
从1987年开始，广州区庄变电站为了满足较低绝缘水平10kV电缆线路的成为两要求，采用低电阻接地方式，接着在近20个变电站推广采用了低电阻接地方式，随后深圳、珠海和北京的一些小区，以及苏州工业园20kV配电网采用了低电阻接地，90年代上海35kV配电网也全面采用电阻接地方式。
(3)90年代对过电压保护设计规范(SDJ7-79)进行了修订，并已颁布执行，在新规程中，有关配电网中性点接地方式的修改主要有以下几点:1 ?原规程中规定3,10kV配电网中单相接地电容电流大于30A时才要求安装消弧线圈，新的规程将电容电流降低为大于10A时，要求装消弧线圈。
2 ?根据国内已有的中性点经低电阻接地的运行经验，对6,35kV主要由电缆线路构成的系统，其单相接地故障电流较大时，中性点经低电阻接地方式作为一种可选用的方案列入了新规程。
3 ?对于6kV和10kV配电系统以及厂用电系统，单相接地电流较小时，将中性点经高电阻接地也作为一种可选择的方案，列入了新规程。
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。
中性点直接接地和不直接接地系统中发生单相接地故障时各有什么特点
地 。直 接 接地 系统 供 电可 靠 性 相对
（贵 州 省 独 山 县 欧 阳 丹 ）
遇 有 下 列 情 况 ，现 场 运 行 人 员 较 低 。 这 种 系 统 中 发 生 单 相 接 地 故 欧 阳 丹 同 志 ：
必 须 请 示 值 班 调 度 员 并 得 到 许 可 后 ｔ￣ ｎ，－Ｊ，出 现 了 除 中 性 点 外 的 另 一 个
电 力 系 统 中 性 点 运 行 方 式 主 要 有 几 种 ？ 什 么 叫 大 电 流 、小 电 流 接
送 电 ？ （辽 宁 省 铁 岭 市 肖 会 云 ） 分 两 类 ，即 直 接 接 地 和 不 直 接 接 地 系 统 ？ 其 划 分 标 准 如 何 ？
肖 会 云 同 志 ：
闸 ，没 有 查 出 明 显 故 障 点 时 ；
中 性 点 不 直 接 接 地 方 式 （包 括 中 性 速 切 除接 地相 甚 至 三 相 。 不直 接接
（２）环 网线 路 故 障 跳 闸 ；
地 系 统 供 电 可 靠 性 相 对 较 高 ，但 对 点 经 消 弧 线 圈 接 地 方 式 ）。
（６）拉 合 励 磁 电 流 不 超 过 ２ Ａ的 机 等 ），引 发 系 统 事 故 ，威 胁 电 力 系
并 列 有 关 的 二 次 回 路 检 修 时 改 动 空 载 变 压 器 、电 抗 器 和 电 容 电 流 不 统 的 安 全 运 行 。
过 ，也 须 核 对 相 位 、相 序 。 若 相 位 或 超 过 ５ Ａ的 空 载 线 路 （但 ２０ ｋＶ及 以
接 地 故 障 时 ，接 地 短 路 电 流 很 大 ，这
Ｅ重蛋盈 墼堑
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Ｎ Ｏ ＮＧ Ｃ Ｕ Ｎ ＤＩＡ Ｎ Ｇ Ｏ Ｎ Ｇ
电力系统中性点运行方式特点
电力系统中性点运行方式特点发表时间：2017-07-13T15:02:55.190Z 来源：《基层建设》2017年第7期作者：张源[导读] 摘要：所谓电力系统中性点接地方式就是电力系统当中，变压器或者发电机中性点和地之间所采用的连接方式。
厦门ABB开关有限公司福建 361009摘要：所谓电力系统中性点接地方式就是电力系统当中，变压器或者发电机中性点和地之间所采用的连接方式。
通过大量的实践发现，选用恰当的中性点接地方式非常重要，不但对电力系统的电流起到一定的抑制作用，还可以对过电压的水平进行有效的控制。
本文对各种中性点运行方式的特点进行了分析和比较，并根据其不同特点，列举了我国电力系统种主要运用的中性点接线方式。
关键词：中性点接地；消弧线圈；电力系统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；另一类是中性点不接地，经过消弧线圈或高阻抗接地。
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。
1中性点不接地电力系统中性点接地方式就是中性点和地之间没有任何实质性的连接，然而电力系统的三相却和地之间有电容的存在，也就是说，电力系统中性点不接地是通过等值电容来实现接地的目的的，并且电力系统中性点不接地的零序电抗是一个可以变化的有限数值。
所以能够得到以下结论：电力系统中性点不接地和中性点绝缘是完全不同的。
1.1安全性电力系统中性点不接地安全性更高。
如果三相供电系统进行单相接地，那么中性点不接地的短路电流要比直接接地的电力小很多，也就是说，中性点不接地连接方式和直接接地方式相比较，中性点不接地更加的安全。
因此，在很多低压供电系统或者爆炸危险场所都选用中性点不接地的连接方式。
1.2可靠性电力系统中性点不接地连接方式除了具有安全性的优点之外，还具有可靠性的特点。
通过研究发现，中性点不接地配电网存在单相接地故障的时候，线电压通常是处于对称不变的状态，同时故障位置的短路电流非常小，所以对用户的用电安全没有起到破坏作用。
接地故障的特征与保护方式
△
3I 0.max
L
（2）按躲过断路器三相触头不同时合闸时，最大零序电流
整定
I
I op1
K
I rel
3I
t
若保护动作时间大于断路器三相合闸不同期时间，本 条件可不考虑。
保护整定值取上述两条件较大值。
灵敏度不满足要求措施：
保护可经小延时，使保护装置的动作时间大于断路器 触头不同时合闸的时间。
从保护构成看，三段式零序电流保护与三段式 相间短路保护相类似。
1、零序电流速断保护
特点：为了保证保护动作的快速性和选择性
要求，保护只能保护线路的一部分。 动作条件：
（1）按躲过被保护线路末端接地短路时，保护 安装处测量到的最大零序电流整定。
I
I op1
K
I rel
3I
0.
max
△
3I 0
II op1
使用条件：电缆线路或经电缆出线的架空线路上，同一母 线上出线回路数越多越灵敏。 （有装设零序电流互感器的条件）
保护动作电流：I op0 K rel 3U pC0L1
线路自身对 地电容电流
可靠系数 速动保护：4~5； 延时保护1.5~2。
被保护线路接地时零序电流为：
3U p(C0 C0L1 )
灵敏系数：
保护动作电流确定分析
K △
△
3I 0
II op1
II op 2
I II op1
II 0.cal
L
动作时间： tⅡop1 toIp2 t
当下级线路比较短或运行方式变化比较大，灵 敏系数不满足要求时，可采用下列措施加以解决:
（1）使本线路的零序Ⅱ段与下一线路的零序Ⅱ 段相 配合，其动作电流、动作时限都与下一线路的零序Ⅱ 段配合；
中性点直接接地电网接地故障的特点
短路电流损坏设备
短路电流会通过接地点流入大地，造成设备损坏或火灾事故。
短路电流影响正常供电
短路电流会导致电压下降，影响正常供电的稳定性和可靠性。
短路电流威胁人身安全
短路电流会产生电弧，威胁现场工作人员的人身安全。
接地故障的检测与排除
使用保护装置
在电力系统中安装保护装置，如 继电器、断路器等，可以在发生 接地故障时迅速切断故障线路。
01 中性点直接接地电网的概 述
接地故障的类型
单相接地故障
多相接地故障
指三相交流电力系统中一相导线与零 线发生短路，造成该相电流过大。
指三相交流电力系统中三相导线同时 与零线发生短路，造成三相电流过大。
两相接地故障
指三相交流电力系统中两相导线同时 与零线发生短路，造成两相电流过大。
接地故障的危害
定期巡检
定期对电力设备进行巡检，及时发 现并排除潜在的接地故障隐患。
培训与演练
对工作人员进行培训和演练，提高 他们对电力设备和系统的认知和操 作技能，以便在发生接地故障时能 够迅速应对。
02 中性点直接接地电网接地 故障的类型
单相接地故障
定义
01
单相接地故障是指电网中某相导线发生接地，导致该相电压降
定位故障点
通过故障指示器、行波测 距等手段快速定位故障点。
隔离故障区域
将故障线路从电网中隔离， 避免故障扩大。
恢复供电
通过合环操作或切换线路 等方式，尽快恢复对非故 障区域的供电。
两相接地故障的处理方法
定位故障点
利用保护装置和自动化装置快速定位故障点。
隔离故障区域
将故障线路从电网中隔离，防止事故扩大。
对设备的运行状态进 行监测，及时发现异 常情况，采取相应措 施。
接地故障的特征与保护方式要点
3U j(C C C ) 3 jC U I k0 k0 0 L1 0L2 0 L3 0 k 0
故障线路的零序电流为
I 0 L3 j(C0 L1 C0 L 2 )U k 0 j(C0 C0 L3 )U k 0
E C
E B
E A
I 0 L1
I 0 L1
I 0L2
I 0 L3
K
I 0L2
I 0 L3
0 U kA
E E U kB B A E E U kC C A
1 (U U U ) E U k0 kA kB kC A 3
4
接地故障的特征与保护方式
电力系统接地方式：
中性点直接接地、中性点不直接接地。 中性点直接接地称为大电流接地系统（110KV及以上 电网），中性点不直接接地称为小电流接地系统（ 35KV 及以下电网）。 接地故障的方式包括：单相接地、两相接地、三相接 地，后两种故障现象出现的几率小且具有相间短路的特征， 这里重点分析出现几率最高的单相接地故障所表现出的特征 及保护方式。
使用条件：电缆线路或经电缆出线的架空线路上，同一母 线上出线回路数越多越灵敏。 （有装设零序电流互感器的条件）
保护动作电流：I op 0 K rel 3U pC0 L1
可靠系数 速动保护：4~5；
线路自身对 地电容电流
延时保护1.5~2。
被保护线路接地时零序电流为：
3U p(C0 C0 L1 )
sen 70
灵敏角
sen (95 ~ 110 )
零序功率方向继电器接线
三段式零序电流方向保护原理接线
信号 信号