第二章_电力系统中性点接地方式

电力系统中性点运行方式电网中性点的接地方式总体上可分为两大类，即小电流接地方式和大电流接地方式。

其中，大电流接地方式又可分为中性点直接接地或者经小电阻接地；小电流接地方式又分为中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经大阻抗接地系统。

电力系统中中性点接地方式的选取要考虑很多因素。

对于不同的中性点接地方式，工作条件和技术特点也不相同，尤其是出现单相接地时运行情况不同。

中性点运行方式的选取要综合考虑系统运行的可靠性、设备的绝缘水平、接地保护的方式、对通信的干扰和人身的安全等一系统的问题。

要进行全面分析，进行经济和技术比较，才能确定某一具体系统所适合的中性点接地方式。

中性点不接地系统图1分别为中性点不接地系统的等值电路图和相量图。

如图所示，当电网正常运行时，如果线路导线换位良好，三相对地电压a U •、b U •和c U •对称，数值大小为相电压，三相对地电容也相等，为0C ，三相对地电容电流平衡，即各相对地电容电流大小相等，相位差为120°，其相量和为零，此时的中性点的对地电压0N U •=。

当出现接地短路故障时，假设A 相短路接地，则故障相（A 相）的对地电压为零，中性点的对地电压变为相电压，而未故障相（B 相和C倍，成为线电压。

即：0ad N abd N b a b cd N c a c bd cd aU U U U U U U U U U U U U U U ••••••••••••••••==-=+=-+=+=-+==在A 相短路的情况下，流经短路点的电流将是B 相和C 相两相对地电容电流的和。

有d bd cd I I I •••=+由非故障两相电压bd U •和cd U •产生的电流bd I •和cd I •大小是正常运行时的各相对地电容电d I •又是bd I •或cd I •的为：0/3d p c p I X U C ω== 1－1 pU相电压0C 各相对地电容 小电流接地（不接地）由图1－1可知，当发生单相接地短路故障时，线间电压保持不变，电路工作不受影响，系统还可以继续供电，一般可允许继续运行两个小时，此期间应发出信号，由工作人员尽快查清原因并解除故障，使系统正常运行。

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。

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安全运行和人身安全至关重要。

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成本低、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。

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。

电力系统的中性点运行方式在三相电力系统中，发电机和变压器的中性点有三种运行方式：即中性点不接地系统；中性点经阻抗接地系统；中性点直接接地系统。

前两种合称小接地电流系统，后一种称大接地电流系统。

1. 中性点不接地的三相系统中性点不接地的电力系统2. 中性点经消弧线圈接地系统中性点经消弧线圈接地的电力系统3. 中性点直接接地系统中性点直接接地的电力系统。

当发生单相接地时，故障相由接地点通过大地形成单相短路，单相短路电流很大，故又称其为大接地电流系统。

在低压配电系统中，我国广泛采用中性点直接接地的运行方式，从系统中引出中性线(N)、保护线(PE)或保护中性线(PEN)。

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。

其中TN系统又分为：TN—C系统、TN—S系统和TN—C—S系统。

《供配电系统设计规范》(GB 50052—2009)中规定：TN系统—在此系统内，电源有一点与地直接连接，负荷侧电气装置的外露可导电部分则通过PE线与该点连接。

TN—S系统—在TN系统中，整个系统的中性线与保护线是分开的。

TN—C—S系统—在TN 系统中，系统中有一部分中性线与保护线是合一的。

TN—C系统—在TN系统中，整个系统的中性线与保护线是合一的。

在TN—C、TN—S和TN—C—S系统中，为确保PE线或PEN线安全可靠，除电源中性点直接接地外，对PE线和PEN线还必须设置重复接地。

低压配电TN系统如图9-6所示。

三、电力系统的中性点运行方式1.中性点不接地的三相系统2.中性点经消弧线圈接地系统3.中性点直接接地系统4.低压配电系统的接地形式a.TN—C系统b.TN—S系统c. TN—C—S系统。

电力系统中性点接地方式电力系统的中性点指星型联结的变压器或发电机的中性点。

这些中性点接地方式是一个很重要的综合性问题，它不仅涉及到电网本身的平安牢靠性、过电压绝缘水平的选择，而且对通讯干扰、人身平安有重要影响。

电力系统中性点接地方式是一个涉及到供电的牢靠性、过电压与绝缘协作、继电爱护、通信干扰、系统稳定诸多方面的综合技术问题，这个问题在不同的国家和地区，不同的进展水平可以有不同的选择。

中性点运行方式主要分两类：直接接地和不接地。

直接接地系统供电牢靠性低。

因这种系统中一相接地时，消失了出中性点外的另一接地点，构成了短路回路，接地相电流很大，为了防止损坏设备，必需快速切除接地相甚至三相，不接地系统供电牢靠性高，但对绝缘水平要求也高。

因这种系统中一相接地时，不构成短路回路，接地相电流不大，不必切除接地相，但这时非接地相的对地电压却上升为相电压倍。

在电压等级较高的系统中，绝缘费用在设备总价格中占相当大的比重，降低绝缘水平带来的经济效益很显著，一般就采纳中性点直接接地方式，而以其他措施提高供电牢靠性。

反之，在电压等级较低的系统中，一般就采纳中性点不接地方式以提高供电牢靠性。

在我国，110kV及以上的系统中性点直接接地，60kV以下的系统中性点不接地。

属于中性点不接地方式的还有中性点经消弧线圈接地。

所谓消弧线圈，就是电抗线圈。

比较图1和图2来可理解消弧线圈的功能。

由图1可见，由于导线对地有电容，中性点不接地系统中一相接地时，接地点接地相电流属容性电流。

而且随网络的延长，这电流也愈益增大，以至完全有可能使接地点电弧不能自行熄灭并引起弧光接地过电压，甚至进展成严峻的系统性事故。

为避开发生上述状况，可在网络中某个中性点处装设消弧线圈，如图2所示。

由图可见，由于装设了消弧线圈，构成了另一回路，接地点接地相电流中增加了一个感性电流重量，它和装设消弧线圈前的容性电流重量相消，减小了接地点的电流，使电弧易于自行熄灭，提高了供电可能性。

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。