中性点不接地的三相系统

IT、TT、TN系统简介低压配电接地系统分为IT系统、TT系统、TN系统三种形式，而这三种接地方式非常容易混淆。

现全面、深入总结了IT系统、TT系统、TN系统的原理、特点和适用范围，以期能对从事电气作业人员有所帮助。

首先给出定义。

根据现行的国家标准《低压配电设计规范》（GB50054），低压配电系统有三种接地形式，即IT系统、TT系统、TN系统。

（1）第一个字母表示电源端与地的关系T-电源变压器中性点直接接地。

I-电源变压器中性点不接地，或通过高阻抗接地。

（2）第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系T-电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。

N-电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。

下面分别对IT系统、TT系统、TN系统进行全面剖析。

一、IT系统IT系统就是电源中性点不接地，用电设备外露可导电部分直接接地的系统。

IT系统可以有中性线，但IEC强烈建议不设置中性线。

因为如果设置中性线，在IT系统中N线任何一点发生接地故障，该系统将不再是IT系统。

IT系统接线图如图1所示。

图1 IT系统接线图IT系统特点IT系统发生第一次接地故障时，仅为非故障相对地的电容电流，其值很小，外露导电部分对地电压不超过50V，不需要立即切断故障回路，保证供电的连续性；发生接地故障时，对地电压升高1.73倍；220V负载需配降压变压器，或由系统外电源专供；安装绝缘监察器。

使用场所：供电连续性要求较高，如应急电源、医院手术室等。

IT 方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。

一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。

地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。

运用IT 方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。

但是，如果用在供电距离很长时，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。

IT系统、TT系统、TN系统接地方式简述一、定义根据现行的国家标准《低压配电设计规范》（GB50054），低压配电系统有三种接地形式，即IT系统、TT系统、TN系统。

（1）、第一个字母表示电源端与地的关系T-电源变压器中性点直接接地。

I-电源变压器中性点不接地，或通过高阻抗接地。

（2）、第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系T-电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。

N-电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。

二、分别对IT系统、TT系统、TN系统进行全面剖析1、IT系统IT系统就是电源中性点不接地，用电设备外露可导电部分直接接地的系统。

IT系统可以有中性线，但IEC强烈建议不设置中性线。

因为如果设置中性线，在IT系统中N线任何一点发生接地故障，该系统将不再是IT系统。

图1 IT系统接线图IT系统特点：IT系统发生第一次接地故障时，仅为非故障相对地的电容电流，其值很小，外露导电部分对地电压不超过50V，不需要立即切断故障回路，保证供电的连续性；－发生接地故障时，对地电压升高1.73倍；－220V负载需配降压变压器，或由系统外电源专供；－安装绝缘监察器。

使用场所：供电连续性要求较高，如应急电源、医院手术室等。

IT 方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。

一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。

地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。

运用IT 方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。

但是，如果用在供电距离很长的情况下，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。

在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时，漏电电流经大地形成架路，保护设备不一定动作，这是危险的。

只有在供电距离不太长时才比较安全。

一起 6kV不接地系统三相电压不平衡故障处理与分析【摘要】某厂6kV变电所6kVⅡ段发生三相对地电压不平衡故障，如果不能得到尽快处理，可能诱发严重电气事故，通过逐个瞬停负荷方式排查故障回路，最终发现故障点在一台中压电机开关C相未断开，导致系统三相容抗严重不平衡，引起中性点电压偏移，继而引发系统三相对地电压不平衡。

本文详细介绍了故障处理过程，分析计算了不同工况下三相电容不平衡对三相电压的影响差异，为排除和分析类似三相电压不平衡故障提供了有益的解决思路和理论支撑，并提出了相应的防范措施。

关键词：不接地系统；三相电压不平衡；电容不平衡1.系统运行方式与带载情况某厂6kV变电所有2段6kV母线，单母分段运行，中性点不接地系统。

6kVⅡ段带有负载有1组3000kVar电容器、3台1600kVA变压器、3台2000kW循环风机、3台900kW磨煤机、1台1600kW溢流型磨煤机、1台1250kW循环风机、1台500kW球磨机、1台400kW球磨机风机、1台280kW胶带输送机等共15个回路。

2.故障现象某日17:10分，该变电所运行人员巡检发现6kVⅡ段母线PT柜微机消谐装置显示电压频率为50Hz,开口电压值14V（正常为0-2V左右），同时检查发现母线三相对地电压不平衡：A相3.945kV，B相3.941kV，C相3.169kV（正常时三相对地电压均为 3.6kV）。

此时电压无波动及谐振现象，三相线电压平衡，均为6.3kV。

3.故障处理过程运行人员立即汇报技术主管，并协助处理故障。

17：30分，运行人员测量PT二次电压，其值分别为：A相65.7V，B相65.7V，C相52.8V，与表计显示一次侧三相对地电压相符。

线电压均为105V。

由此证明PT二次系统正常，系统电压不平衡确实存在于一次系统。

17：45分，运行人员联系工艺将6kVⅡ段负荷切换至6kVⅠ段运行，退出6kVⅡ段PT，此时系统三相对地电压依然不平衡，A相3.7kV，B相3.7kV，C相3.4kV。

中性点不接地系统电容电流中性点不接地的运⾏⽅式，电⼒系统的中性点不与⼤地相接。

我国3～66kV系统，特别是3～10kV系统，⼀般采⽤中性点不接地的运⾏⽅式。

中性点不接地系统正常运⾏时，各相对地电压是对称的，中性点对地电压为零，电⽹中⽆零序电压。

由于任意两个导体之间隔以绝缘介质时，就形成电容，所以三相交流电⼒系统中相与相之间及相与地之间都存在着⼀定的电容。

系统正常运⾏时，三相电压UA、UB、UC是对称的,三相的对地电容电流Ico.A、Ico.B、Ico.C也是平衡的。

所以三相的电容电流相量和等于0，没有电流在地中流动。

每个相对地电压就等于相电压。

当系统出现单相接地故障时(假设C相接地)，故障电流Id（在下图中实际就是Ic）没有返回电源的通路，只能通过另外两⾮故障相（如A、B相）的对地电容返回电源。

I=U/Xc=ωCU，⽽C∝S/d，即与电容极板⾯积成正⽐、⽽与极板距离成反⽐。

所以线路对地电容，特别是架空线路对地电容很⼩，容抗很⼤，所以Id很⼩，按照规范，不得⼤于20A，同时作为此系统（如10KV 系统）负载⼯作的10KV变电所（10/0.38KV），其保护接地电阻按规范不得⼤于4Ω（交流电⽓装置的接地设计技术规范，DL/T 621），所以低压系统对地电位升⾼有限（⼀般不超80V，保护接地电阻做重复接地时不超50V）。

此时C相对地电压为0,⽽A相对地电压⽽B相相对地电压,同时U'a、U'b相差60度。

由此可见，C相接地时，不接地的A、B两相对地电压由原来的相电压升⾼到线电压（即升⾼到原来对地电压的√3 倍，即1.732倍），相位差60度。

C相接地时，系统接地电流（电容电流）IC应为A、B两相对地电容电流之和。

由于⼀般习惯将从电源到负荷⽅向取为各相电流的正⽅向，所以：。

IC＝√3 ICA⼜因Ica＝U’A／XC＝√3 UA／XC＝√3 IC0，因此IC＝√3Ica= 3IC0，即⼀相接地的电容电流为正常运⾏时每相电容电流的三倍。

电力系统中性点运行方式我国电力系统中常见的中性点运行方式有中性点非有效接地和中性点有效接地两大类。

中性点非有效接地包括：不接地、经消弧线圈接地和经高阻接地，又称为小接地电流系统。

而中性点有效接地包括直接接地和经低阻抗接地，又称为大接地电流系统。

一、中性点不接地的三相系统1、中性点不接地系统的正常运行正常运行时，电力系统三相导线之间和各相导线对地之间，沿导线的全长存在着分布电容，这些分布电容在工作电压的作用下，会产生附加的容性电流。

各相导线间的电容及其所引起的电容电流较小，并且对所分析问题的结论没有影响，故可以不予考虑。

2、单相接地故障当中性点不接地的三相系统中，由于绝缘损坏等原因发生单相接地故障时，情况将会发生显著变化。

假设W相在k点发生完全接地的情况，W相对地电压为零，中性点对地电压上升为相电压，而且与接地相的电源电压反相。

（完全接地，又称为金属性接地，即认为接地处的电阻近似等于零）三相系统的三个线电压仍保持对称而且大小不变。

非故障相电压升高为线电压，非故障相的对地电容电流也就相应的增大到√3倍。

W相对地电容被短接，于是对地电容电流为零。

此时三相对地电容电流的向量和不再为零，大地中有容性电流流过，并通过接地点形成回路。

可见，单相接地故障时流过大地的电容电流，等于正常运行时每相对地电容电流的三倍。

接地电流Ic的大小与系统的电压、频率和对地电容的大小有关，而对地电容又与线路的结构（电缆或架空线）、布置方式和长度有关。

实用计算中可按计算为：对架空线路：I c=UL/350对电缆线路：I c=UL/10式中I c——接地电流，A；U——系统的线电压，Kv；L——与电压同为U，并具有电联系的所有线路的总长度，km。

当系统发生不完全接地，即通过一定的过渡电阻接地时，接地相的对地电压大于零而小于相电压，中性点的对地电压大于零而小于相电压，非接地相对地电压大于相电压而小于线电压，线电压仍保持不变，此时的接地电流要比金属性接地时小一些。

中性点不接地系统电压不平衡现象分析背景介绍在电力系统中，常见的中性点不接地供电方式，即三相电源中性点没有连接地线，被称为中性点不接地系统。

在这种情况下，系统中出现不平衡电压的现象比较常见。

本文将对中性点不接地系统中出现电压不平衡的原因进行分析，并提出解决方案。

电压不平衡现象在中性点不接地系统中，由于系统中存在单相负载、三相不对称负载等诸多因素，会导致系统中出现电压不平衡的现象。

电压不平衡指的是三相电压中存在不同的相电压值，可以通过计算三相电压的平均值和标准差得到。

在电力系统中，电压不平衡会对负载设备产生很大的影响，如使电机出现震荡、过热等不良反应，甚至驱使设备损毁。

产生原因分析1. 三相不对称负载三相不对称负载是导致中性点不接地系统电压不平衡的主要原因。

三相不对称负载是指在三相电源下，每相负载大小、性质不同。

由于负载不相同，会导致电流的不相等，从而产生电压降，进而导致电压不平衡的出现。

2. 单相负载中性点不接地系统中，由于单相负载连接方式与三相负载不同，单相负载会导致各个电流之间的相位差不同，从而引起电压不平衡的现象。

3. 母线电感母线电感也是导致电压不平衡的一个因素。

母线电感的存在，导致每相电流之间相位差不同，也会引起电压不平衡的现象。

4. 其他因素除了以上三个因素之外，还有一些其他因素可能导致中性点不接地系统电压不平衡，包括系统的开关控制方式、电气设备的故障等诸多因素。

解决方案针对中性点不接地系统中电压不平衡的问题，有以下几个指导性的解决方案。

1. 优化负载配置通过优化负载配置，使得负载在三相电源下的负载大小、性质基本相同，可以有效地减小电流不相等的现象，从而缓解电压不平衡带来的不良影响。

2. 增加中性点接地增加中性点的接地，可以有效地减小电压不平衡，进而达到保护电气设备的目的。

不过，这种方式需要考虑系统的绝缘水平和设备的耐受能力。

3. 使用无源式电流平衡器在中性点不接地系统中，可以使用无源式电流平衡器来消除三相电流不平衡的问题，从而达到电压平衡的目的。

中性点不接地系统原理中性点不接地系统（Grounded Neutrals System）是一种应用于交流电力系统的安全保护措施。

在这种系统中，中性点（Neutal point）不与地接触，而是通过一个专门的中性点不接地变压器（Grounding Transformer）来实现。

该系统的原理和设计旨在降低电力系统中电流的不平衡，提高电力系统的可靠性和安全性。

中性点不接地系统最主要的作用是防止电力系统中的接地故障，避免电流通过接地路径回路流过人体并产生电击危险。

中性点不接地变压器的设计使得中性点与地之间形成一个高阻抗的连接，当电力系统中出现接地故障时，电流无法通过中性点到达地，从而阻断了电流通过人体的路径。

中性点不接地系统的原理可分为两个方面：保护和绝缘。

在保护方面，中性点不接地系统通过将中性点与地隔离，减少了电流通过人体的路径，避免了电流通过人体产生电击的危险。

此外，该系统还可以通过监测中性点电流，及时发现接地故障，从而提高了电力系统的安全性。

在绝缘方面，由于中性点与地隔离，中性点不接地系统可以提高电力系统的绝缘水平。

由于中性点不接地，电力系统中的绝缘损耗减少，从而提高了绝缘的可靠性和耐久性。

此外，该系统还可以防止由于接地引起的电流回流问题，避免电力系统中出现电流泄漏和绝缘故障。

对于中性点不接地系统，需要注意一些关键因素。

首先，对于电力系统的设计和选择中性点不接地系统的方法，需要根据实际情况进行合理的选择。

其次，在中性点不接地系统中，应当建立全面的监测和保护措施，及时发现和排除接地故障。

最后，中性点不接地系统的安装和维护需要严格按照相关规范和标准进行，确保系统的可靠性和安全性。

总的来说，中性点不接地系统通过隔离中性点与地，减少了电流通过人体的路径，提高了电力系统的安全性。

同时，该系统还可以提高电力系统的绝缘水平，减少绝缘损耗，避免电流回流问题。

然而，中性点不接地系统的设计和选择需要综合考虑实际情况，并建立全面的监测和保护措施，确保系统的可靠性和安全性。