第一节中性点不接地的三相系统

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。

电力系统中性点接地方式有两大类:一类是中性点直接接地或经过低阻抗接地，称为大接地电流系统；另一类是中性点不接地，经过消弧线圈或高阻抗接地，称为小接地电流系统。

其中采用最广泛的是中性点接地、中性点经过消弧线圈接地和中性点直接接地等三种方式。

(一)中性点不接地系统当中性点不接地的系统中发生一相接地时，接在相间电压上的受电器的供电并未遭到破坏，它们可以继续运行，但是这种电网长期在一相接地的状态下运行，也是不能允许的，因为这时非故障相电压升高，绝缘薄弱点很可能被击穿，而引起两相接地短路，将严重地损坏电气设备。

所以，在中性点不接地电网中，必须设专门的监察装置，以便使运行人员及时地发现一相接地故障，从而切除电网中的故障部分。

在中性点不接地系统中，当接地的电容电流较大时，在接地处引起的电弧就很难自行熄灭。

在接地处还可能出现所谓间隙电弧，即周期地熄灭与重燃的电弧。

由于电网是一个具有电感和电容的振荡回路，间歇电弧将引起相对地的过电压，其数值可达(2.5～3)Ux。

这种过电压会传输到与接地点有直接电连接的整个电网上，更容易引起另一相对地击穿，而形成两相接地短路。

在电压为3-10kV 的电力网中，一相接地时的电容电流不允许大于30A，否则，电弧不能自行熄灭。

在20～60kV 电压级的电力网中，间歇电弧所引起的过电压，数值更大，对于设备绝缘更为危险，而且由于电压较高，电弧更难自行熄灭。

因此，在这些电网中，规定一相接地电流不得大于10A。

(二)中性点经消弧线圈接地系统当一相接地电容电流超过了上述的允许值时,可以用中性点经消弧线圈接地的方法来解决，该系统即称为中性点经消弧线圈接地系统。

消弧线圈主要有带气隙的铁芯和套在铁芯上的绕组组成，它们被放在充满变压器油的油箱内。

绕组的电阻很小，电抗很大。

消弧线圈的电感，可用改变接入绕组的匝数加以调节。

显然，在正常的运行状态下，由于系统中性点的电压三相不对称电压，数值很小，所以通过消弧线圈的电流也很小。

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。

中性点不接地系统原理
中性点不接地系统是一种用于保证电力系统可靠运行和人身安全的重要装置。

其原理是采用三绕组变压器，其中一个绕组不与地相连，即中性点不接地。

这样做的目的是为了防止系统出现单相接地故障时形成电流回路，从而降低故障对电网的影响。

中性点不接地系统的工作原理可以概括为以下几个关键步骤：
1. 建立系统的星形连接：将三个绕组分别与三相电源相连，形成系统的星形连接。

2. 中性点不接地处理：其中一个绕组的中性点不与地相连，而是通过中性点不接地开关与地电位隔离。

3. 故障侦测：当系统出现单相接地故障时，故障相的电压会增加，而不接地绕组的中性点电压保持为零。

通过电压差异的侦测，可以及时发现故障的存在。

4. 自动断开故障相：当检测到系统出现故障时，不接地中性点系统会自动切断故障相的电源，以阻断故障电流的流动，保护电力设备不受损坏。

中性点不接地系统的设计和运行需要考虑多种因素，如系统的容量、故障侦测精度、自动断开故障相的速度等。

全面的系统保护策略和设备的协同工作可以有效提高电力系统的可靠性和安全性。

电力系统的中性点运行方式三相交流电系统的中性点是指星形连接的变压器或发电机中性点。

中性点的运行方式有三种：中性点不接地系统，中性点经消弧线圈接地系统和中性点直接接地系统。

中性点的运行方式主要取决于单相接地时电气设备绝缘要求及对供电可靠性要求。

1、中性点不接地的电力系统L系统正常运行时，如图1。

各相的对地电压均等于相电压，中性点对地电压为零。

各相的对地电容电流对称，其电容电流的向量和为零。

图1正常运行时的中性点不接地电力系统(a)电路图(b)相量图2.系统发生单相接地时，如图2。

接地相对地电压为零，非接地相对地电压升高为线电压，即为相电压的倍，接地相的电容电流为零，非接地相的对地电流也增大为倍，接地电流为正常运行时每相的对地电容电流的3倍。

图2单相接地时的中性点不接地电力系统(a)电路图(b)相量图2、中性点经消弧线圈电力系统当中性点不接地系统的单相接地电流超过规定值(3~IOkV 系统接地电流大于30A；20-63kV系统接地电流大于IOA)时，为了防止产生断续电弧引起过电压或造成短路，中性点应经消弧线圈接地，消弧线圈实际上就是电抗线圈。

发生单相接地时，各相对地电压电容电流的变化情况与中性点不接地系统一样。

消弧线圈对电容电流的补偿有三种方式：(1)全补偿IL=IC；(2)欠补偿ILVlC；(3)过补偿IL>ICo实际上都采用过补偿，以防止由全补偿引起的电流谐振，损坏设备或欠补偿由于部分线路断开造成全补偿。

图3中性点经消弧线圈接地的电力系统(a)电路图(b)相量图3、中性点直接接地的电力系统中性点直接接地系统发生单相接地时，通过接地中性点形成单相短路，产生很大的短路电流，继电保护动作切除故障线路，使系统的其它部分恢复正常运行。

由于中性点直接接地，发生单相接地时，中性点对地电压仍为零，非接地的相电压不发生变化。

中性点非直接接地系统的零序保护（一）中性点不搪地系统的零序保护1、单相接地故障的特点中性点不接地系统，正常运行时三相对称，中性点对地电压等于零，全系统没有零序电压和零序电流。

当系统发生单相接地时，系统各处故障相的对地电压等于零。

三相对地电压不平衡，出现零序电压；系统电流分布如图3-17所示。

图示为三条线路L1、L2和L3，假设均未带负荷，在线路L3上发生A相单相接地故障，由于系统中性点不接地，发生单相接地短路时，系统没有其他的直接接地点，短路电流只能通过单相接地故障点和各条线路非故障相对地分布电容构成通路，根据图示电流分布，中性点不接地系统发生单相接地故障时有如下特点：1)故障相对地电压等于零，系统出现零序电压；2)所有线路出现接地电流(零序电流)，接地电流为容性电流；故障点接地电流等于所有线路的对地电容电流之和；3)故障线路的零序电流等于所有非故障线路的电容电流之和，方向由线路流向母线；4)非故障线路的零序电流等于本身线路非故障相的对地电容电流，方向由母线流向线路。

可见，中性点不接地系统发生单相接地故障时的零序电流数值不大，三相电压之间的线电压仍然对称，能够对负荷供电，因此不必立即跳闸，可以连续运行l～2h。

为了防止故障发展扩大，要求此时继电保护动作发出信号。

2．单相接地保护目前，对于中性点不接地系统，通常采用绝缘监视和接地选线的方式实现单相接地保护。

(1)绝缘监视装置。

绝缘监视装置反应中性点不接地系统发生单相接地故障时，系统出现零序电压而动作发出信号，也称为零序电压保护，原理接线图如图3-18所示。

电压互感器二次有两组绕组，其中一组接成星形，接三个电压表，用于测量各相对地电压；另一组接成开口三角形，用于测量零序电压，用过电压继电器KV反应零序电压。

系统正常运行时，三相对称，无零序电压，过电压继电器KV不动作，三个电压表指示相同，为相电压；发生单相接地，系统出现零序电压，过电压继电器KV动作后接通信号回路，发出接地故障信号，此时接地相电压降低，根据电压表PV的读数可判断接地相。

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。