第三节 中性点不接地的三相系统

低压配电网有三种中性点运行方式IT系统、TT系统和TN系统低压配电系统按保护接地的形式不同可分为：IT系统、TT系统和TN系统。

其中IT系统和TT系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地(过去称为保护接地)；TN系统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接(过去称为接零保护)。

中性点接地系统有三种：IT系统，TT系统和TN系统。

这三种接地分别为：TT系统：电源中性点直接接地IT系统：电源中性点不直接接地TN系统：电源中性点直接接地（与TT系统的区别是该接地线与电气设备的金属外壳相连接）国际电工委员会(IEC)对系统接地的文字符号的意义规定如下：第一个字母表示电力系统的对地关系：T--一点直接接地；I--所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地。

第二个字母表示装置的外露可导电部分的对地关系：T--外露可导电部分对地直接电气连接，与电力系统的任何接地点无关；N--外露可导电部分与电力系统的接地点直接电气连接(在交流系统中，接地点通常就是中性点)。

后面还有字母时，这些字母表示中性线与保护线的组合：S--中性线和保护线是分开的；O--中性线和保护线是合一的。

(1)IT系统：IT系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地，而用电设备的金属外壳直接接地。

即：过去称三相三线制供电系统的保护接地。

其工作原理是：若设备外壳没有接地，在发生单相碰壳故障时，设备外壳带上了相电压，若此时人触摸外壳，就会有相当危险的电流流经人身与电网和大地之间的分布电容所构成的回路。

而设备的金属外壳有了保护接地后，由于人体电阻远比接地装置的接地电阻大，在发生单相碰壳时，大部分的接地电流被接地装置分流，流经人体的电流很小，从而对人身安全起了保护作用。

IT系统适用于环境条件不良，易发生单相接地故障的场所，以及易燃、易爆的场所。

(2)TT系统：TT系统的电源中性点直接接地；用电设备的金属外壳亦直接接地，且与电源中性点的接地无关。

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。

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。

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。

中性点不接地系统C相完全接地
2010-12-09 10:04 zxd861113|分类：工程技术科学|浏览3306次
1，图中串个电容再接地有什么用？
2，A B C三相不是接地了吗？怎么C相又接地？什么意思啊？
3，三个线圈啥意思？
为什么叫等效电容？它们三个为什么接地啊？怎么短路的啊？
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提问者采纳
1 图中的电容是线路对地分散电容，为了计算方便分析和计算便用等效电容代替；
2 正常运行时候线路三相通过电容接地，电容阻抗很大，所以实际上A、B、C
正常时没有接地的。

只有因为特殊原因（比如架空线碰到树枝，或施工挖破电缆等导致对地绝缘被破坏），才是我们常规说的接地故障发生了，比如上图的C
相就表示发生了接地故障。

3 三个圈圈是电机的三相绕组，表示电源系统。

等效电容含义：你要知道线路一通电之后，线路每一个微小部分对地都有电容存在，当然电容可能很小很小，但因为线路很长，所有的电容加起来那可能就比较大了，等效电容就是把全部长度对地的电容加起来后的和，用这样一个电容来代替无处不在的微小电容。

ok？。

（一）中性点不接地的电力系统 1、正常运行 （1)电压情况:如三相导线经过完善换位，各相对地电容相等,即：C 1＝C 2＝C 3＝C ，则Y 1＝Y 2＝Y 3＝Y 。

所以：注意以上公式都是向量公式。

图1 正常运行时中性点不接地的电力系统（a ） 电路图； （b ） 相量图可见正常运行中，电源中性点对地电压为零，即中性点对地电位相等。

各相对地电压为： 第1相:11,1U U U U n••••=+=；第2相: 22,2U U U U n••••=+=；第3相：33,3U UU U n••••=+=;03321=++-=••••U U U U nY Y Y YU Y UY U Un321332211++++-=••••结论:正常运行时，各向对地电压为相电压，中性点对地电压为零.（2)电流情况：由于各相对地电压为电源各相的相电压。

所以电容电流大小I C1、I C2、I C3相等，相位差为1200。

它们之和仍为零I 3=I C1+I C2+I C3=0，所以没有电容电流流过大地.当各相对地电容不等时,不为零,发生中性点位移现象。

在中性点不接地系统中，正常运行时中性点所产生的位移电压较小，可忽略。

2、发生单相接地故障时 (1）电压情况:图2为第3相发生完全接地的情况,完全接地即是金属性接地，接地电阻很小，容易看出，这时中性点对地的电压：3U U n-=。

各相对地电压为： 第1相：131'1U U U U n ••••=+=； 第2相： 232'2U U U U n ••••=+=； 第3相:0'3=•U；图2生单相接地故障时的中性点不接地系统n U •结论：故障相对地电压为零，中性点对地电压为相电压，非故障相对地电压升高为线电压.因此，这类系统设备的对地的绝缘要按线电压来考虑. （2)电流情况：由于输电线路和电机电器的导电部分对地存在分布电容，所以发生单相接地故障时,故障点存在接地电容电流。

电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点（实际上是指电力系统中发电机、变压器的中性点）接地或不接地是一个综合性的问题，中性点接地方式对于电力系统的运行，特别是对发生故障后的系统运行，有多方面的影响，所以在选择中性点接地方式时，必须考虑许多因素。

电力系统中性点的接地有中性点直接接地、经电阻接地和经消弧线圈接地三大类。

其中经电阻接地又分经高电阻接地、经中电阻接地和经低电阻接地三种。

中性点直接接地、经中电阻接地和经低电阻接地称为大接地电流系统；中性点不接地、经消弧线圈接地和经高电阻接地称为小接地电流系统。

一、中性点不接地系统电力系统的每一相对地都有电容，它们分布在输电线路全长上和电气设备中，为了使讨论简化，设三相系统是完全对称的，并将分布的相对地电容用集中在线路中央的电容C 来代替，如图1-2。

因为在中性点不接地系统中发生一相接地时，电力系统相间电压并不改变，因而相间电容所引起的电容电流也不会改变，所以可以不予讨论。

在正常工作状态下，电网各相对地的电压U A 、U B 、UC 是对称的，并且在数值上等于电网的相电压，电源各相中的电流I A 、I B 、I C 分别等于负荷电流I fA 、I fB 、I fC 和各相对地的电容电流0A I 、0B I 、0C I 的相量和，见图1-2（a ）、（b ）。

此时三相电容电流0A I 、0B I 、0C I的相量和等于零，流经地中的电流为零。

中性点对地电压0U =0。

因此，这种电网，在正常运行时，中性点接地与否，对系统运行无任何影响。

但如果发生一相接地，情况将发生明显的变化。

（a ） （b ）图1-2 中性点不接地的三相系统（正常工作状态）(a )电流分布； (b )A 相电流、电压相量关系图1-3表示当C 相在d 点发生金属性接地时的情况。

接地后故障点d 的电压为零，即Cd U=0。

这时，按故障相条件，可以写出电压方程式00==+Cd C U U U （1-1）式中 U C ——C 相电源电压；U 0——中性点对地电压 所以 C U U -=0 （1-2）图1-3 中性点不接地的三相系统（C 相接地）(a )电流分布；(b )相量关系上式表明，当发生C 相金属性接地时，中性点的对地电位不再为零，而是-UC 。

中性点不接地系统三相电压不平衡分析摘要:本文通过对中性点不接地系统三相电压不平衡的原因进行分析，比较不同故障导致电压不平衡时电压幅值、零序电压、接地信号的情况，用于快速发现变电站内的电压不平衡的原因，以便于运行人员快速发现故障，快速处理。

关键词：中性点不接地、电压、三相不平衡0引言变电站内35kV或10kV系统经常出现三相电压不平衡的现象，而35kV或10kV系统中性点一般采用不接地或经消弧线圈接地的模式，就是我们俗称的中性点不接地系统或为小电流接地系统。

因此，对变电站中性点不接地系统的三相电压不平衡原因进行分析，将不同原因导致三相电压不平衡时的表象呈现出来，方便现场运行人员快速判别故障，才能快速处理。

1三相电压不平衡的危害三相电压不平衡会影响变压器等设备的安全运行和正常出力，引起继电保护及安全自动装置的误动作，引起电网损耗的增加。

（1）对变压器危害：变压器在负载不平衡状态运行，一相电压处于满载，其余两相未满载，导致变压器容量无法得到充分的利用，而且变压器在长期负载不平衡运行时，造成其局部过热，降低其使用寿命。

（2）对线路的危害：供电线路在三相不平衡系统中，负序电流的产生带来了附加损耗，增大线损和压降。

（3）可能会造成继电保护误动作。

（4）对于敏感性负荷可能会造成无法正常工作。

（5）负序分量的产生，使电动机定子、转子的铜耗增加，电动机过热并导致绝缘老化加快。

降低其运行寿命。

2电压不平衡的主要原因及表象在变电站内电压不平衡现象常见、特征多样；若认识不足，查找故障点时间过长，会耽误送电。

如判断错误，会影响设备稳定运行，甚至扩大事故。

因此，对不同原因引起三相电压不平衡的现象，进行分析。

引起变电站电压不平衡的主要原因如下图1所示：图1：电压不平衡原因2.1三相电压平衡的条件三相电压平衡是指：电压幅值相等、相角相差120°，其向量关系如下图2所示：图2:三相电压平衡向量2.2电压互感器保险熔断导致的电压不平衡（1）电压互感器高压侧保险熔断以电压互感器高压侧A相保险熔断为例如图3，A相电压降低为零，其余两相(B、C相)为正常电压，三相两两向量角差为120°，因断相造成三相电压不平衡，开口三角形处也会产生不平衡电压，输出零序电压，起动接地装置，发出接地信号。

科技信息SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION2008年第34期在发电厂电气运行中，常会遇到中性点不接地系统电压表显示不平衡的情况，如果对这方面的认识不足，往往会因为查找时间过长而耽误送电。

本文通过对发电厂110KV及以下中性点不接地系统电压不平衡的几种现象的分析，探讨了产生这些现象的原因，可为及时查找问题、处理问题、预防事故的发生提供参考。

一、电压不平衡现象1.电压不平衡故障的特征（1）发电厂110KV及以下中性点不接地系统电压不平衡时，中央信号装置报警，发出“某千伏某段母线接地”预告信号，还有可能发出“某千伏电压回路断线”预告信号。

（2）发生单相接地时，绝缘检查电压表指示：故障相电压降低（不完全接地）或为零（完全接地），另两相电压升高，接近（不完全接地）或等于线电压（完全接地）。

稳定时电压表指针无摆动，为金属性接地；若电压表指针不停摆动，则为间歇性接地。

（3）系统发生谐振，若为高频谐振，特征是三相电压升高。

单相接地时，故障点产生间歇性电弧，在一定条件下产生串联谐振过电压，其值可达相电压的2.5～3倍。

发生谐振时，电压互感器声响异常，对系统绝缘造成危害。

2.电压不平衡产生的原因2.1接地故障（1）在中性点不接地系统中，当其中一相出现金属接地时，会产生激磁涌流，导致电压互感器铁心磁饱和。

如A相接地，接地相与大地同电位，两正常相的对地电压值上升为线电压，产生严重的中性点位移。

二次侧Uan电压为零，非接地相Ubn、Ucn电压表指示为100V，电压互感器开口三角形两段出线电压为100V（正常时约3V），此电压将启动绝缘检查继电器，发出接地信号，并报警。

（2）当发生非金属性接地短路时，如A相发生接地，Ubn、Ucn电压则大于58V，且小于100V，电压互感器开口三角形两段电压约70V，达到绝缘检查继电器启动值，发出接地信号，并报警。

2.2断线故障（1）10KV（35KV）电压互感器高压侧熔断器熔断的原因如下：电力系统发生单相间隙电弧放电或其他接地等使系统产生铁磁谐振过电压；电压互感器内部出现单相接地或匝间、层间、相间短路故障；电压互感器二次侧发生短路，而二次侧熔断器未熔断，造成高压熔断器熔断。