电力系统中性点接地的三种方式
第八章 中性点接地方式1
本章分析电力系统中性点常用接地方式的特点及适用范围。
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。包括中性点不接地，经消弧线圈接 地及经高阻抗接地的系统。通常这类系统有X0/ X1>3，R0/ X1>1。当发生一相接地 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。包括中性点直接接地及经低阻抗接地 的系统。通常这类系统有X0/ X1≤3，R0/ X1≤1。当发生一相接地故障时，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。
C CV CW U O
C ph
C 为三相对地电容的平均值。电压、电流相量关系如图8-2（b）所示 。
由以上分析可知，当中性点不接地系统发生单相金属性接地时： 1）中性点对地电压U O 与接地相的相电压大小相等、方向相反，并等于电网中 出现的零序电压[式（8-9）、（8-11）]。 2）故障相的对地电压降为零；两健全相的对地电压升高为相电压的 3 倍，即 升高到线电压，其相位差不再是120°，而是60°。三个线电压仍保持对称和大小 不变，故对电力用户的继续工作没有影响，这是这种系统的主要优点。但各种设 备的绝缘水平应按线电压来设计[式（8-10）和相量图]。 3）两健全相的电容电流相应地增大为正常时相对地电容电流的 3 倍，分别超 前相应的相对地电压90°；而流过接地点的单相接地电流 I 为正常时相对地电容 C 90°。 电流的3倍，并超前U O （2）经过渡电阻 Rk 接地。仍忽略绝缘泄漏电导，并设CU CV CW C 。当 U相接地时，线路各相对地导纳为：U 1 jC ，YV YW jC 。这时 Y Rk 1 UU YU UV YV UW YW U （8-16）， UO （8-17） U 1 j 3CRk YU YV YW
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。
发电机中性点接地方式及作用
发电机中性点接地方式及作用随着现代电力系统的发展，发电机的中性点接地方式也越来越多样化。
发电机的中性点接地方式根据电力系统的要求和实际情况选择，以确保系统的安全运行和设备的可靠工作。
本文将介绍几种常见的发电机中性点接地方式及其作用。
1.无中性点接地方式无中性点接地方式是指发电机中性点不接地，即不与任何接地点相连。
这种方式适用于一些特殊的发电机系统，如高压直流输电系统或其他要求无中性点接地的电力系统。
该方式的作用是防止中性点电流的产生，以及减小对系统产生的潮流冲击。
2.直接接地方式直接接地方式是指发电机中性点直接接地。
这种方式适用于小型和中型的发电机系统，一般用于低电压和小容量的发电机组。
直接接地方式的作用是将发电机的中性点电位固定在地电位，避免中性点电位漂移造成的不稳定。
3.高阻抗接地方式高阻抗接地方式是指通过中性点接线电抗或电容将发电机中性点与地相连。
这种方式适用于中型和大型的发电机系统，一般用于额定电压为10kV以上的发电机组。
高阻抗接地方式的作用是限制中性点电流的大小，减小对系统的影响，并增强系统的抗干扰能力。
4.低阻抗接地方式低阻抗接地方式是指通过中性点接线电阻将发电机中性点与地相连。
这种方式适用于大型的发电机系统，一般用于输电系统或大容量的发电机组。
低阻抗接地方式的作用是提供系统的绝对保护，能够及时检测和隔离发电机的接地故障，并快速恢复电力系统的运行。
除了上述几种常见的发电机中性点接地方式，还有一些其他的方式，如星形接地方式、虚地方式等。
每种方式都有其特点和适用范围，选择时需根据具体情况综合考虑。
发电机的中性点接地方式在电力系统中具有重要的作用，它能够保护电力设备和人身安全，减小电力系统的故障和事故发生的概率，提高电力系统的可靠性和稳定性。
总之，发电机的中性点接地方式是电力系统中重要的技术措施，它能够保证系统的安全运行和设备的可靠工作。
各种接地方式具有不同的作用和适用范围，选择时应根据实际情况进行合理选择，并加强对接地方式的监测和维护，以确保电力系统的正常运行。
中性点接地方式
中性点接地方式电力系统中性点是指发电机或星形连接的变压器的中性点，其接地方式分为有效接地和非有效接地。
中性点非有效接地系统包括中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统和中性点经高阻抗接地系统等；中性点有效接地系统包括中性点直接接地系统和经小电阻接地系统。
下面对这些接地方式进行简单介绍一下。
中性点非有效接地系统1、中性点不接地系统：指与该系统直接连接的全部发电机和变压器中性点对大地绝缘的系统，也称为中性点绝缘系统。
中性点不接地系统结合目前我国的技术经济政策，采用中性点不接地方式运行的系统有：额定电压为3-10KV，接地电流不大于30A的电力网；额定电压为35-60KV，接地电流不大于10A的电力网。
2、中性点经消弧线圈接地系统：为了限制接地点电流，使电弧能自行熄灭，在电源中性点与大地之间接入消弧线圈的系统。
中性点经消弧线圈接地系统我国采用中性点经消弧线圈接地方式运行的系统有：额定电压为3-10KV，接地电流大于30A的系统；额定电压为35-60KV，接地电流大于10A的系统；额定电压为110KV的系统若处于雷电活动比较频繁的地区，若采用中性点直接接地方式不能满足安全供电要求，为减少因雷击等单相接地事故造成频繁跳闸的系统也可采用中性点经消弧线圈接地方式运行。
中性点有效接地系统1、中性点直接接地系统：为了防止发生单相接地故障时，电源中性点电位变化和相对地电压升高而将中性点直接和大地连接起来的系统。
中性点直接接地系统主要用于额定电压为110KV以上的电力系统中。
2、中性点经小电阻接地系统：随着用电负荷的不断增长，城市用电网和工业用电网中电缆线路占比较高，电网接地电容电流也较高（可达100A以上），若采用中性点经消弧线圈接地，则需要消弧线圈的容量很大，过电压倍数较高，需要提高电网绝缘水平，因此当接地电容电流较大时，建议采用中性点经小电阻接地方式。
中性点经小电阻接地系统其主要用于额定电压为6-10KV的配电网中电缆线路占比高的电网中。
中性点接地系统及分类
中性点接地系统及分类中性点接地系统及分类中性点接地系统：earthedneutralsystem一种系统，其中性点直接接地，或是通过电阻或电抗接地，其阻值低到既能抑制暂态振荡，又能得到充足的电流供接地故障保护选择用。
中性点接地系统依据接地方式不同，可以分为：1、直接接地系统2、阻抗接地系统3、谐振接地系统中性线接地是什么？.依据现行的国家标准《低压配电设计规范》（GB50054）的定义，将低压配电系统分为三种，即TN、TT、ＩＴ三种形式。
其中，第一个大写字母Ｔ表示电源变压器中性点直接接地；Ｉ则表示电源变压器中性点不接地（或通过高阻抗接地）。
第二个大写字母Ｔ表示电气设备的外壳直接接地，但和电网的接地系统没有联系；N表示电气设备的外壳与系统的接地中性线相连。
TN系统：电源变压器中性点接地，设备外露部分与中性线相连。
TT系统：电源变压器中性点接地，电气设备外壳采纳保护接地。
IT系统：电源变压器中性点不接地（或通过高阻抗接地），而电气设备外壳电气设备外壳采纳保护接地。
1、TN系统电力系统的电源变压器的中性点接地，依据电气设备外露导电部分与系统连接的不同方式又可分三类：即TNC系统、TNS系统、TNCS系统。
下面分别进行介绍。
1.1、TNC系统其特点：电源变压器中性点接地，保护零线（PE）与工作零线（N）共用。
（１）它是利用中性点接地系统的中性线（零线）作为故障电流的回流导线，当电气设备相线碰壳，故障电流经零线回到中点，由于短路电流大，因此可采纳过电流保护器切断电源。
TNC系统一般采纳零序电流保护；（2）TNC系统适用于三相负荷基本平衡场合，假如三相负荷不平衡，则PEN线中有不平衡电流，再加一些负荷设备引起的谐波电流也会注入PEN，从而中性线N带电，且极有可能高于５０Ｖ，它不但使设备机壳带电，对人身造成不安全，而且还无法取得稳定的基准电位；（3）TNC系统应将PEN线重复接地，其作用是当接零的设备发生相与外壳接触时，可以有效地降低零线对地电压。
1.电力系统中性点接地方式
本章分析电力系统中性点常用接地方式 的特点及适用范围
* 概述
一、定义
中性点：电力系统三相交流发电机、变压器接成星形绕组的公共点。
二、种类
1．中性点不接地 2．中性点经消弧线圈接地 3．中性点直接接地 前两种又称中性点非直接接地系统，也称为小接地电流系统。后一种称为大接 地电流系统。
（线电压）
（线电压）
U wd 0
结论： 故障相对地电压为零，非故障相对地电压为线电压， 中性点对地电压为相电压。 下一页
U
N
V W
d Cw Cv Cu
返
回
2．电流情况：
W相接地时，三相电容电流不对称。W相电容电流为零，其他两相电容 电流的有效值为： Icu=Icv=ω CUx。 其中：Ux—相电压；ω —角频率；C—相对地电容。 这时三相电流之和不在为零，大地有电流流过，W相接地处的电流简称 为接地电流，用 I c 表示。则：I c ＝－（ I cu ＋ I cv ） 经计算接地电流的有效值为：Ic＝3ω CUx，而正常运行时的一相对地电 流为：Ic＝ω CUx。可见单相故障时的接地电流等于正常运行时一相对 地电容电流的三倍。由于对地电容与线路的结构和长度有关，很难得 到C的参数。 故实用计算可按下式计算：
3．过补偿
（1）特点：过补偿是使电感电流大于接地电流，即 IL>Ic，，调谐度K>1，脱谐度V<0。单相接地故障接地处 有感性过补偿电流（IL－Ic），这种补偿方式不会有上 述缺点。因为当接地电流减小时，过补偿电流更大，不 会变为完全补偿。另外，即使将来电网发展，原有的消 弧线圈还可以使用。 （2）应用：装在电网中变压器中性点的消弧线圈以及具有 直配线的发电机中性点的消弧线圈应采用过补偿方式。 （3）消弧线圈的装设位置：在发电厂发电机电压侧的消弧 线圈可装在发电机中性点上，也可以装在厂用变压器中 性点上，当发电机与变压器为单元接线时，消弧线圈应 装在变压器中性点上，6～10KV消弧线圈也可装在调相机 的中性点上。
电力系统中性点接地方式
电力系统中性点接地方式概述在电力系统中，中性点接地方式是指将电力系统中的中性点直接接地或通过特定的接地装置接地。
中性点接地方式的选择对电力系统的平安运行和人身平安至关重要。
本文将介绍电力系统中性点接地方式的常见类型和其特点。
直接接地方式直接接地方式是最常见的中性点接地方式之一。
它通过将电力系统中的中性点直接接地，使中性点与地之间形成低阻抗的电气连接。
直接接地方式有以下特点：1.简单：直接接地方式的接地装置相对简单，仅需将中性点与地之间连接即可。
2.易于检测故障：由于中性点直接接地，当系统中发生接地故障时，电流会通过接地装置流入地，形成接地电流，容易被检测到。
3.易产生大地电流：直接接地方式容易导致大地电流的产生，对于电力系统的线路和设备会产生一定的烧毁和损坏风险。
4.容易产生人身伤害：直接接地方式下，接地电阻较低，因此会产生较大的接触电压，存在人身触电的风险。
直接接地方式适用于施工本钱低、电力系统规模较小、对电网故障检测要求较高的场景。
绝缘中性点接地方式绝缘中性点接地方式是在电力系统中采用绝缘装置将中性点与地之间隔离，以实现中性点接地的方式。
绝缘中性点接地方式有以下特点：1.较低的接触电阻：绝缘中性点接地方式中，中性点与地之间存在绝缘装置，可以降低接地电阻，减小接触电压。
2.减少地电流：由于绝缘装置的隔离作用，绝缘中性点接地方式可以降低地电流的产生，减小对电力系统的烧毁和损坏风险。
3.难以检测故障：由于中性点与地之间的隔离，当系统发生接地故障时，可能无法轻易检测到接地电流，增加了故障诊断的难度。
绝缘中性点接地方式适用于电力系统规模较大、对地电流要求较低、对接触电压要求较高的场景。
高阻中性点接地方式高阻中性点接地方式是在电力系统中采用高阻抗装置将中性点与地之间接地的方式。
高阻中性点接地方式有以下特点：1.高接地电阻：高阻中性点接地方式中，通过引入高阻抗装置，使中性点与地之间形成高阻抗连接，有效提高了接地电阻。
电网接地故障分析课件-PPT精选文档
中性点非直接接地电网的接地故障分析
小接地电流系统发生单相故障时并不破坏系统电压的对称性，系统可以 继续运行 l～2小时，同时由绝缘监察装置发出无选择性信号，由值班人员采 取措施加以消除。所以，小接地电流系统的接地保护带有很大的特殊性。 大接地电流系统与小接地电流系统的划分标准，是系统的零序电抗X0与 正序电抗X1的比值。 我国规定：凡是 X0／X1＜4～5的系统属于大接地电流系统，X0／X1 ＞4～5的系统则属于小接地电流系统。
1 I0 (Ia Ib Ic ) 3
1 I0 (Ia Ib Ic ) 3
1 I0 (Ia Ib Ic ) 3
பைடு நூலகம் 10kV
中性点非直接接地电网的接地故障分析
我国电力系统中性点三种接地方式： 1）中性点直接接地方式； 2）中性点经消弧线圈接地方式； 3）中性点不接地方式； 4）中胜点经小电阻接地方式。 110kV及以上电网的中性点均采用第1）种接地方式，某些 35KV及以下 电网采用第4）种接地方式。在这两种系统中，发生单相接地故障时接地短 路电流很大，故称其为大接地电流系统。 在大接地电流系统中发生单相接地故障的几率较高；可占总短路故障的 70％左右，因此要求其接地保护能灵敏、可靠、快速地切除接地短路故障， 以免危及电气设备的安全。 3－35KV电网的中性点一般采用第2）第3）种接地方式。这种系统发生 单相故障时短路电流很小，故称其为小接地电流系统。
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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。
所以主变110kV侧中性点通过间隙接地，并且不再加装间隙保护。
0.4kV系统均采用大电流接地运行。
对于Y/Y0接线的变压器，零序阻抗很大。
虽然接入的负荷多为单相负荷，由于每个负荷较小，并不一定会造成三相负荷电流严重不一致（中性点电流小于额定电流的25％），不会造成三相电压严重不平衡。
但当线路出现对地短路时，短路电流较小，往往不能使断路器（空气开关）跳开或熔断器熔断，致使事故扩大，许多情况下形成火灾。
此时应在变压器中性点引线处加装过流保护，跳开高压侧断路器。
显然这是比较复杂的。
使用△/Y0接线的变压器，可以克服这一缺点。
但充油变压器的分接开关制作比较困难，尤其是有载分接开关。
△/Y0接线的变压器虽然有零序阻抗低，三相电流不平衡时电压差异不大的优点，但是用时中性点电流仍不得超过额定电流的60％。
为此315kVA及以下中小容量的变压器（尤其是充油变压器）多采用Y/Y0接线，而315kVA 以上的变压器（尤其是干式变压器）多采用△/Y0接线。
目前，大型建筑物中供电多采用三相五线制，比原来的三相四线制多出一根地线。
地线和零线在低压屏（或变压器）处是连在一起的（小电阻接地系统另有说明），从低压屏引出时分为两线。
零序可接入单相负荷，会有工作电流，地线由于没有工作电流，其电位始终与大地一致。
为保证地线与大地的电位一致，还需按规定进行重复接地。
而零线则不应再接地，更不能再与地线相连，避免地线中产生工作电流。
电气设备的金属外壳均应与地线相连。
当电气设备绝缘损坏时，与地线形成回路，严重时造成保险丝熔断或空气开关跳开，而外壳电位基本不升高，对人身安全不会产生威胁。
小电流接地系统
系统的中性点全部不接地时，无论是架空线还是电缆，在正常运行时均有一三相对地基本相等的电容。
由于容抗基本相等，所以三相对地电压基本相等，中性点的对地电压很低（不超过2％系统额定电压）。
当其中一相接地时，接地相对地电压降低（金属性接地时为零），非接地相对地电压升高（金属性接地时为线电压），金属性接地时接地点的电流为每相对地电容电流的3倍。
系统中若接有测量对地电压的电压互感器，其输出电压为额定电压(开口三角有固定接法)。
根据这个电压的高低,可以判断系统是否发生了单相接地。
由于接地点只有电容电流，系统可以长期运行。
但接地点的跨步电压会对周围人员的生命安全（20米内）产生很大的威胁，此外系统中监视对地电压的电压互感器是按坚持8小时设计的。
因此应尽快找出接地点并将其从电网中切除。
接地点接触不牢固时会产生电弧。
由于电弧电流不大，当导线远离接地点时电弧不能维持，会自动熄灭。
间歇电弧电流会引起系统过电压，电弧电流不大时，过电压会限制在系统允许的范围内。
当此系统规模增大时，单相接地的电容电流也迅速增加，当接地点产生电弧
时电弧不易熄灭，间歇电弧电流引起的系统过电压会超过系统允许的范围，造成设备绝缘击穿，构成事故。
为了避免产生系统不能允许过电压，并且使接地点的电弧容易熄灭，在中性点对地加装一个电抗器，让其产生的电感电流抵消接地点的电容电流，使接地点的接地电流下降，过电压幅值降低到系统能够忍受的程度，并利于灭弧。
这个电抗器被成为消弧线圈。
电感电流大于电容电流的系统成为过补偿系统，电感电流小于电容电流的系统成为欠补偿系统，电感电流等于电容电流的系统成为全补偿系统。
没有特殊措施，全补偿系统在系统没有单相接地时会产生谐振，系统无法正常运行。
欠补偿系统在系统发生切除一段线路时可能接近全补偿，一般很少使用。
过补偿系统在运行时必须使消弧线圈的工作电流超过系统电容电流的10％，并且不超过10A，否则运行相当困难。
许多系统的电源为变压器的三角形接线侧，没有中性点可引出。
此时系统应安装可提供零序电流的接地变压器。
接地变压器有两种：一种是将变压器星形接线绕组的中性点引出，另一侧绕组接为三角形；另一种是采用曲折形接线变压器（Z形变）。
接地变压器只带消弧线圈时容量不小于消弧线圈容量。
通常有多个分接，在相电压下产生不同的电流，以对应不同的系统情况。
由于我们并不要求系统单相接地长期运行，消弧线圈的设计一般在最大电流分接运行2小时，或上层油温（充油）绕组温度（干式）不超过允许值。
所以消弧线圈必须装设测量上层油温（充油）或绕组温度（干式）的温度计并带有报警接点，无人站应有远传装置。
当系统发生变化（增加或减少线路长度）时消弧线圈的分接应按规定（过补偿、欠补偿）跟随调节。
目前电网发展和变化速度较快，至使许多小电流接地系统的对地电容电流变化很快，人工操作频繁。
随着电网进一步扩大，电容电流也超过100A，消弧线圈的工作电流超过系统电容电流的10％并且不超过10A的目标无法实现。
于是人们开发了自动补偿消弧线圈。
简单介绍两种：
一予调谐式（予置式）
它由带有载分接开关的消弧线圈、单相PT、带短路开关的电阻柜及控制器组成。
运行前短路开关在分闸位置，控制柜带电后，在消弧线圈上注入一个特殊频率的电压，由单相PT和消弧线圈内附CT测量其中性点电压和电容电流分量，计算系统电容电流值。
控制器将消弧线圈分接自动调整到与系统电容电流最接近的分接。
由于此时回路串有电阻，谐振不能发生。
控制器不停的测量系统电容电流。
当系统电容电流。