第五节 主变和发电机中性点接地方式

发电机中性点接地作用
发电机中性点接地作用
1、中性点不接地
当发生单相接地故障时，其故障电流就是发电机三相对地电容电流，当此电流小于5A时，并没有烧毁铁芯的危险。

发电机中性点不接地方式，一般适用于小容量的发电机。

2、中性点经单相电压互感器接地
实际上这也是一种中性点不接地方式，单相电压互感器仅仅用来测量发电机中性点的基波和三次谐波电压。

这种接地方式能实现无死区的定子接地保护。

3、中性点经单相变压器高阻接地
发电机中性点通过二次侧接有电阻的接地变压器接地，实际上就是经。

电力系统中性点接地方式浅析电力系统中性点接地方式浅析摘要：中性点接地方式对于电力系统来说是一个综合性问题，一方面涉及电网的平安可靠性，以及选择过电压的绝缘水平，另一方面干扰通讯、危害人身平安。

通常情况下，中性点接地方式都有一定的适用范围和使用条件。

当前，我国城乡电网正处在建设与改造阶段，对于电网开展来说，中性点接地方式是一项重要的技术问题，需要引起高度关注和重视。

目前，中性点不接地、中性点经电阻或经消弧线圈接地，以及中性点直接接地，这四种接地方式共同构成供配电系统中接地方式。

本文重点研究四种接地方式的优缺点，进而在一定程度上为电力系统选择接地方式提供依据。

关键词：接地方式中性点在电力系统中，为了确保电力设备正常运转，需要选择科学合理的接地方式。

所谓接地方式，是指发电机或变压器的中性点与大地之间的连接方式。

在当前的电力系统中，大接地电流系统和小接地电流系统是主要的接地方式。

①大接地电流系统，通常情况下，这种接地方式是指中性点直接与地相连，②小接地电流系统，通常情况下，这种接地方式分为：中性点不接地、中性点经消弧线圈接或电阻接地。

中性点的接地方式涉及技术、经济、平安等方面，在技术水平、技术条件以及运行经验等方面各国之间存在一定差异。

因此，在处理接地方式时会存在一定的差异。

所以掌握电力系统的接地方式，对于学习电力系统知识以及从事电力行业的工作人员来说，具有重要的意义。

1 小接地电流系统在电力系统中，发电机和变压器的中性点不接地，或者经过电阻或消弧线圈与地相连，进而构成小电流接地系统。

1.1 中性点不接地处于电力系统中的发电机和变压器，其中性点不做接地处理，也就是说，中性点与地之间是绝缘的。

在电力系统中，中性点不接地方式结构简单、不需附加设备，运行比拟方便。

在辐射形或树状形的供电网络中，中性点不接地系统广泛应用在10kV架空线路中。

中性点不接地系统的优点主要表现为：在发生单相接地故障时，产生的接地电流比拟小，如果产生的故障是瞬时故障，会自动熄弧，非故障相电压通常情况下升高不大，系统的对称性不会被破坏。

发电机中性点接地方式及作用发电机中性点接地一般有以下几类：1.中性点不接地：当发生单相接地故障时，其故障电流就是发电机三相对地电容电流，当此电流小于5A时，并没有烧毁铁芯的危险。

发电机中性点不接地方式，一般适用于小容量的发电机。

(中性点经单相电压互感器接地：实际上这也是一种中性点不接地方式，单相电压互感器仅仅用来测量发电机中性点的基波和三次谐波电压。

这种接地方式能实现无死区的定子接地保护)2.中性点直接接地：在这种接地种方式下，接地电流很大，需要立即跳开发电机灭磁开关和出口断路器（或发变组出口断路器）。

3.中性点经消弧线圈接地：在发生单相接地故障时，消弧线圈将在零序电压作用下产生感性电流，从而对单相接地时的电容电流起补偿作用（采用过补偿方式，以避免串联谐振过电压）。

这种方式也可以实现高灵敏度既无死区的定子接地保护。

4.中性点经单相变压器高阻接地：发电机中性点通过二次侧接有电阻的接地变压器接地，实际上就是经大电阻接地，变压器的作用就是使低压小电阻起高压大电阻的作用，这样可以简化电阻器结构、降低造价。

大电阻为故障点提供纯阻性的电流，同时大电阻也起到了限制发生弧光接地时产生的过电压的作用。

注意发电机起励升压前要检查接地变压器上端的中性点接地刀闸合好。

发电机中性点经单相变压器高阻接地接地装置设计及选型1.发电机中性点接地电阻的计算原则1)接地点阻性电流>（1.0~1.5）容性电流（以保证过电压不超过2.6倍相电压即1.5倍的线电压1.5U N=2.6U X）2)3A<接地点总电流<（10~15A），以满足保护灵敏度和不烧坏铁芯的要求；3)10kv 10MW发电机最大容性电流<4A C<2.1 uF2.电容及电容电流计算：＝0.7242uF(发电机厂家提供)；1)发电机定子绕组三相对地电容Cof2)10kV母线每100m三相母线电容电流约为0.05A(假设为260米高压连接母排)＝0.06829uF0.05×2.6=0.13A即三相对地电容 Col＝0.2uF（经验值）；3)发电机出口至升压主变低压绕组间单相对地等值电容为C024)主变低压侧三相对地电容20470PF即0.02047 uF5)阻容参数：单相电容0.1 uF，三相为0.3 uF发电机的三相对地总电容：C＝0.7242+0.06829+0.6+0.02047+0.3=1.71296uF发电机系统电容电流为：I C=ω CU X×103=2πf CU X×103=314×1.71296×106 ×10.5/3×103=3.26A2. 接地电阻值的选择：接入发电机中性点高电阻的大小，将影响发电机单相接地时健全相暂时过电压值。

电力系统中性点接地方式简述电力系统中性点是指星形连接的变压器或发电机的中性点。

电力系统的中性点接地方式是一个综合性的技术问题，它与系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、通信干扰（电磁环境）及接地装置等问题有密切的关系。

电力系统中性点接地方式是人们防止系统事故的一项重要应用技术，具有理论研究与实践经验密切结合的特点，因而是电力系统实现安全与经济运行的技术基础。

电力系统中性点接地方式主要是技术问题，但也是经济问题。

在选定方案的决策过程中，应结合系统的现状与发展规划进行技术经济比较，全面考虑，使系统具有更优的技术经济指标，避免因决策失误而造成不良后果。

简言之，电力系统的中性点接地方式是一个系统工程问题。

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。

接地方式主要有2种，即直接接地系统和不接地系统。

1.中性点直接接地系统中性点直接接地系统——又称大电流系统；适于110kV以上的供电系统，380V以下低压系统。

直接接地系统发生单相接地是会使保护马上动作切除电源与故障点。

随着电力系统电压等级的增高和系统容量增大，设备绝缘费用所占比重也越来越大。

中性点不接地方式的优点已居于次要地位，主要考虑降低绝缘投资。

所以，110kV及以上系统均采用中性点直接接地方式。

对于380V以下的低压系统，由于中性点接地可使相电压固定不变，并可方便地获得相电压供单相设备用电，所以除了特定的场合以外（如矿井），亦多采用中性点接地方式。

对于高压系统，如110kV以上的供电系统，电压高，设备绝缘会高，如果中性点不接地，当单相接地时，未接地的二相就要能够承受√ 3倍的过电压，瓷绝缘子体积就要增大近一倍，原来1米长的绝缘子就要增加到1.732米以上，不但制造起来不容易，安装也是问题，会使设备投资大大增加；另外110kV以上系统由于电压高，杆塔的高度也高，不容易出现单相接地的情况，因而就是出现了接地就跳闸也不会影响多少供电可靠性，因而从投资的经济性考虑，在110kV以上供电系统，多采用中性点直接接地系统。

4.2.2.3各级中性点接地方式220、110kV均为中性点直接接地系统，本工程采用三相自耦变压器，，主变压器采用直接接地方式。

20kV系统为非有效接地系统，20kV出线以电缆线路为主，单相接地故障方式下，电容电流较大，同时电缆不具备故障方式运行2个小时能力，结合苏州工业园区20kV系统成功运行经验，推荐20kV 中性点采用小电阻接地方式。

3~66kV中性点非有效接地系统无间隙氧化锌避雷器存在的问题文章转载自：电力科学研究院[摘要]分析了3~66kV中性点不接地、消弧线圈接地电力系统中运行的无间隙氧化锌避雷器存在的三个问题，并提出了改进方向：一是无间隙氧化锌避雷器持续运行电压（Uc）和额定电压（Ur）太低，应提高。

二是无间隙氧化锌避雷器承受不住间隙性电弧接地过电压和谐振过电压能量应力，应避开或抑制，三是氧化锌避雷器雷电过电压保护水平接近普阀的，失去应用ZnO材料的意义，应改进氧化锌结构，充分利用Zn0的特性，比现行国际规定值降低30%是完全可能的。

[关键词]氧化锌避雷器额定电压和持续运行电压能量应力保护水平一、前言我国阀式避雷器产品的发展，历经普阀SiC避雷器、磁吹SiC避雷器和金属氧化物避雷器（以下简称MOA）三代，每代产品的兴衰周期约20年左右。

目前，虽然制造MOA企业众多，投运也不少，但仍处于初期。

在MOA的制造和运行两方面的经验都不足，标准不完善，还存在一些严重错误[1]。

所以在3~66kV中性点不接地、消弧线圈接地电力系统中运行的无间隙MOA，在单相接地或谐振过电压下动作坏严重，1987~1988年和1990~1991年，两部联合调查组报告了这方面的结果，一些地区的工作总结，以及1992年中国电机工程学会广东分会高压技术专业委员会编纂的《广东城市配电网过电压绝缘配合及中性点接地方式研讨会》论文专辑（上下册），有多篇也谈及这方面问题，不再赘述。

据了解，目前在3~66kV中性点不接地、消弧线圈接地电力系统中，使用的无间隙MOA存在3个问题。

发电机中性点接地方式及作用发电机中性点接地一般有以下几类：1.中性点不接地：当发生单相接地故障时，其故障电流就是发电机三相对地电容电流，当此电流小于5A时，并没有烧毁铁芯的危险。

发电机中性点不接地方式，一般适用于小容量的发电机。

(中性点经单相电压互感器接地：实际上这也是一种中性点不接地方式，单相电压互感器仅仅用来测量发电机中性点的基波和三次谐波电压。

这种接地方式能实现无死区的定子接地保护)2.中性点直接接地：在这种接地种方式下，接地电流很大，需要立即跳开发电机灭磁开关和出口断路器（或发变组出口断路器）。

3.中性点经消弧线圈接地：在发生单相接地故障时，消弧线圈将在零序电压作用下产生感性电流，从而对单相接地时的电容电流起补偿作用（采用过补偿方式，以避免串联谐振过电压）。

这种方式也可以实现高灵敏度既无死区的定子接地保护。

4.中性点经单相变压器高阻接地：发电机中性点通过二次侧接有电阻的接地变压器接地，实际上就是经大电阻接地，变压器的作用就是使低压小电阻起高压大电阻的作用，这样可以简化电阻器结构、降低造价。

大电阻为故障点提供纯阻性的电流，同时大电阻也起到了限制发生弧光接地时产生的过电压的作用。

注意发电机起励升压前要检查接地变压器上端的中性点接地刀闸合好。

发电机中性点经单相变压器高阻接地接地装置设计及选型1.发电机中性点接地电阻的计算原则1)接地点阻性电流>（1.0~1.5）容性电流（以保证过电压不超过2.6倍相电压即1.5倍的线电压1.5U N=2.6U X）2)3A<接地点总电流<（10~15A），以满足保护灵敏度和不烧坏铁芯的要求；3)10kv 10MW发电机最大容性电流<4A C<2.1 uF2.电容及电容电流计算：＝0.7242uF(发电机厂家提供)；1)发电机定子绕组三相对地电容Cof2)10kV母线每100m三相母线电容电流约为0.05A(假设为260米高压连接母排)＝0.06829uF0.05×2.6=0.13A即三相对地电容 Col＝0.2uF（经验值）；3)发电机出口至升压主变低压绕组间单相对地等值电容为C024)主变低压侧三相对地电容20470PF即0.02047 uF5)阻容参数：单相电容0.1 uF，三相为0.3 uF发电机的三相对地总电容：C＝0.7242+0.06829+0.6+0.02047+0.3=1.71296uF发电机系统电容电流为：I C=ω CU X×103=2πf CU X×103=314×1.71296×106 ×10.5/3×103=3.26A2. 接地电阻值的选择：接入发电机中性点高电阻的大小，将影响发电机单相接地时健全相暂时过电压值。

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。

中性点接地方式(一)电网中性点接地方式是一个综合性的、系统性的问题，既涉及到电网的安全可靠性、也涉及电网的经济性。

中性点接地方式直接影响到系统设备绝缘水平、系统过电压水平、过电压保护元件的选择、继电保护方式、系统的运行可靠性、通讯干扰等。

我国的110kV及以上电压等级的电网一般都采用中性点直接接地方式,在中性点直接接地系统中，由于中性点电位固定为地电位,发生单相接地故障时，非故障相的工频电压升高不会超过1。

4运行相电压;暂态过电压水平也相对较低；继电保护装置能迅速断开故障线路，设备承受过电压的时间很短，这样就可以使电网中设备的绝缘水平降低,从而使电网的造价降低。

在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器的中性点，有三种运行方式：一种是电源中性点不接地；一种是电源中性点经消弧线圈接地；一种是电源中性点直接接地。

前两种合称为中性点非有效接地,或小电流接地系统，后一种中性点直接接地称为中性点有效接地，或大电流接地.1电源中性点不接地电力系统（3—63kV系统大多数采用电源中性点不接地运行方式）。

电源中性点不接地系统发生单相接地时，如C相单相接地，那么完好的A、B 两相对地电压都由原来的相电压升高到线电压，即升高为原对地电压的√3倍,C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.当发生单相接地时，三相用电设备的正常工作未受到影响，因为线路的线电压无论相位和量值均未发生变化,因此三相用电设备仍然照常运行。

但电力部门只允许运行2小时，因为一旦另一相又发生接地故障时，就形成两相接地短路，产生很大的短路电流，可能损坏线路设备.2电源中性点经消弧线圈接地的电力系统。

在中性点不接地的电力系统中，有一种情况比较危险，即在单相接地时,如果接地电流较大，将出现断续电弧,这可使线路发生电压谐振现象，在线路上形成一个R-L-C的串联谐振电路，从而使线路上出现危险的过电压(可达相电压的2.5-3倍），导致线路上绝缘薄弱地点的绝缘击穿。

电力系统中性点接地方式分析发布时间：2021-05-31T03:11:59.202Z 来源：《福光技术》2021年3期作者：邓绪林[导读] 在电力系统中中性点接地方式主要是指三相交流电网中性点与大地间的电气连接方式。

安徽华电工程咨询设计有限公司安徽合肥 230022摘要：电力系统中性点接地方式的选择直接影响着电力系统的运行情况，要想让电力系统安全、稳定地运行，就一定要恰当地选取中性点的接地方式。

基于此，本文对中性点不接地、中性点直接接地、中性点消弧线圈接地以及中性点电阻接地进行了分析，以供相关的工作人员参考借鉴。

关键词：电力系统；中性点接地；可靠性在电力系统中中性点接地方式主要是指三相交流电网中性点与大地间的电气连接方式。

中性点的接地方式总的来讲分为中性点不接地、经消弧线圈接地、电阻接地及直接接地，前两种在概念上称为中性点非有效接地，后两种称为中性点有效接地。

非有效接地系统在农村小电网用得较多，随着电网规模的不断发展，越来越多的电网已转向中性点有效接地系统。

但不论哪种接地方式，都有各自的适用场合和在工程应用中的不足，因此，必须做好技术预测，选择更有效的中心点运行方式。

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。

所以电力系统中性点不接地和中性点绝缘是完全不同的。

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。

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。

电力系统中性点接地方式探讨引言：电力系统中性点接地方式主要是指发电机和变压器中性点与地之间的连接方式，主要分为中性点有效接地系统和中性点非有效接地系统，在实际应用过程中，还可以根据具体情况对中性点接地方式进行进一步划分。

随着供电网络全面发展，电缆类用户数量不断增加，加强对电力系统中性点接地方式探讨分析具有十分重要的现实意义。

一、电力系统中几种常见的中性点接地方式电力系统中性点接地方式主要是指发电机和变压器中性点与地之间的连接方式，主要分为大接地电流系统和小接地电流系统，其中大接地电流系统就是中性点直接接地电流系统，小接地电流系统又分为中性点不接地系统和中性点经消弧线圈或电阻接地系统。

在当前电力系统中，中性点不接地或经消弧线圈接地的小接地电流系统应用概率较大。

但是近几年来，供电网络日益复杂化，电力系统中的用户数量大幅度提高，在实际应用中对电力系统提出了更高的要求，因此要对中性点接地方式进行具体分析，在不同情况、不同要求下，选择不同的中性点接地方式。

以中性点直接接地的电力网为例，如果在电力系统中应用这一接地方式，可以有效排除故障。

这是因为即使发生单相接地故障，中性点电位仍为零，没有故障部位的相对地电压也不会发生变化。

而且这种接地方式下，单相接地短路电流较大，因此可以在短时间内快速切断电路，从而及时的恢复供电，保证供电稳定性[1]。

二、影响电力系统中性点接地方式常见因素根据前文分析，对电力系统中性点接地方式有了简单的了解，作为电力系统中的一个综合性问题，在确定电力系统中性点接地方式的过程中，必须要充分考虑到每一个方面，这就需要全面了解影响电力系统中性点接地方式的具体因素，主要包括以下几个方面：（一）供电可靠性在实际应用的过程中，电力系统的核心关键就是要保证供电可靠性，在实际应用过程中，保证供电可靠，避免出现大范围故障，是目前的核心关键。

在电力系统中最常见的故障问题就是单相接地，作为电网中最常见的一种故障，在设计电力系统中性点接地方式时，必须要得到重视。