中性点不接地系统发生单相接地时判断与分析

一、正常运行情况中性点不接地又叫做中性点绝缘。

中性点位移：中性点对地的电位偏移。

中性点位移的程度，对系统绝缘的运行条件来说是至为重要的。

电力系统正常运行时，各相导线间的电容及其所引起的电容电流较小，可以不予考虑。

各相导线对地之间的分布电容，分别用集中的等效电容C U、C V、C W表示，电源三相电压分别为、、，各相对地电压分别用、、表示。

中性点不接地系统的正常运行情况电路图中性点N对地的电位为零。

各相对地电压作用在各相的分布电容上，如正常运行时各相导线对地的电容相等并等于C，正常时各相对地电容电流的有效值也相等，且有：各相的对地电容电流、、大小相等，相位相差120°。

各相对地电容电流的相量和为零，所以大地中没有电容电流过。

各相电流、、为各相负荷电流、、与相应的对地电容电流、、的相量和，以下仅画出U相的情况。

二、单相接地故障完全接地（金属性接地）：接地处的电阻近似等于零。

中性点不接地三相系统单相接地电路图以W相k点发生完全接地的情况做一分析：故障相的对地电压为零，即则有：中性点对地电压与接地相的相电压大小相等、方向相反，中性点对地的电压不再为零，上升为相电压。

非故障相U相和V相的对地电压、分别为：非故障相的对地电压升高到线电压，升高为相电压的倍，各相对地电压的相量关系如下所示：中性点不接地三相系统单相接地系统三相的线电压仍保持对称且大小不变。

对接于线电压的用电设备的工作并无影响，无须立即中断对用户供电。

由于非故障相U、V两相对地电压由正常时的相电压升高为故障后的线电压，对地的电容电流也相应增大倍，为。

三相对地电容电流之和不再等于零，大地中有容性电流流过，并通过接地点形成回路。

接地电流超前90°，为容性电流，其有效值为。

单相接地故障时流过大地的电容电流，等于正常运行时一相对地电容电流的3倍。

单相接地电容电流的实用计算中可按下式计算：式中：I C 为接地电容电流，单位A；U为系统的线电压，单位kV；L1与L2分别为电压同为U，并具有电联系的所有架空线路及的电缆线路的总长度，单位km。

中性点不接地系统的单相接地故障特征1.发生相间短路：由于中性点不接地，当一个相线与地相连时，中性点电压会产生较大的幅值，可能达到相电压的一半甚至更高。

这会导致相间短路故障的发生，使得电力网络中的保护装置动作，造成系统的故障。

2.极限接地过电压：中性点不接地系统中，当系统发生相间短路时，中性点电压会升高，造成系统的过电压。

这会导致绝缘系统的耐压能力超过其额定电压而发生击穿，极限接地过电压的产生将对系统的稳定性造成严重的威胁。

3.零序电流的存在：在中性点不接地系统中，会发生零序电流的存在。

由于系统中的负载、非线性设备和不对称工作的原因，电流存在不对称的情况，导致系统中产生零序电流。

对于无限制地接的系统，零序电流会通过接地系统回流，但在中性点不接地系统中，零序电流无处回流，形成积累，对系统的性能产生负面影响。

4.地电流的存在：由于中性点不接地，系统中的电流无法通过接地系统回流，而是通过其他路径流出。

这会导致地电流的存在，造成地下管线腐蚀、土壤电势的升高以及对地结构的侵蚀。

地电流的存在也会对周围环境产生影响，如对植被的破坏等。

5.故障定位困难：由于中性点不接地系统中无法直接测量电流和电压之间的关系，故障的定位变得困难。

故障发生后，需要通过其他附加的检测装置进行故障的定位和诊断，这增加了故障处理和维修的复杂性。

总之，中性点不接地系统的故障特征主要包括相间短路、极限接地过电压、零序电流的存在、地电流的存在以及故障定位困难等。

这些问题对系统的稳定性和性能产生不利影响，因此在电力系统设计和运行中需要考虑中性点的接地问题，选择合适的接地方式，以确保系统的正常运行和安全性。

基于MATLAB的10kV铁路电力线路不接地系统单相接地短路故障分析摘要：由于中性点不接地系统运行的优点，使其在我国配电系统中广泛采用，铁路中电力线路和变、配电所也多采用中性点不接地方式。

本文主要研究中性点不接地系统发生单相接地故障的情况，进行理论分析且通过仿真验证了理论正确性，详细论述了故障前后零序电流和电压的波形变化，为实际故障查找与判别提供依据。

同时结合现场实际，总结单相接地故障的事故原因。

对满足铁路安全性、稳定性、可靠性的供电需求提供了一定保障。

关键词：中性点不接地；单相接地短路；零序分量；MATLAB仿真一、中性点不接地系统单相故障理论分析中性点不接地方式属于小电流接地系统中的一种，是因为接地点电流比负载电流小很多，故将其称为小电流接地系统。

在电压等级较低，通常66kV及以下的系统使用小电流接地系统，铁路电力线路电压等级一般为10KV，故采用中性点不接地方式。

当单相接地故障发生时，因为暂不构成短路回路，电流通常不大于负载电流，线电压依然对称，因而不影响对用户的持续供电，系统可继续在这种状态下运行1～2h，不急于立刻处理该故障线路，断路器也不必马上动作，维持对用户的供电不间断，提高了供电的可靠性。

如图1所示，系统中性点不接地，在非故障情况下,三相对地电容数值相等，如我们所知容性负载，每相电容电流超前相电压90°，且三相电容电流相加为零。

图1 中性点不接地系统单相接地故障示意图图2 A相发生单相接地故障因为线电压、三相负荷电流，故障前后没有变化，仍然对称，我们在此只分析对地之间的变化。

如图2相量关系所示，假设单相接地短路故障发生在A相，则A相对地电压变为0，且其对地电容短路，对地电容电流则变为0。

而非故障相对地电压变为倍，对地电容电流也相应变为倍。

在A相接地以后，假设负载电流和短路电流在线路阻抗上的分压为0，则接地处各相对地电压如下：，B相为，C相为，故障点K的零序电压是：，在故障点处非故障相产生的电容电流流向该点，B相为 C相为其有效值为,其中为相电压有效值。

中性点不接地系统发生单相接地时，中性点电压、各相对地电压、相间电压有何变化？各相对地电容电流及接地点电容电流如何变化？为什么？故障相电压为零中性点电压不再为零，上升为相电压非故障相电压上升为线电压，即相电压的根号3倍系统三相的线电压仍然保持对称且大小不变，对接于线电压的用电设备的工作并无影响非故障相对地电容电流增大根号3倍，分别超前相应对地电压90°故障相对地对地电容电流为零接地点对地电容电流等于正常运行时一相对地电容电流的3倍互感器配置的原则？互感器的作用、特点、互感器使用注意事项？互感器接线及其应用？电流互感器配置原则：1装有断路器的回路应装有足够的电流互感器2发电机变压器中性点、发电机和变压器出口、桥型跨条上应装电路互感器3中性点直接接地系统按三相配置，非直接按需要两相或三相配置电压互感器配置原则：1其一次绕组的额定电压应与安装地点电网电压相符2电压互感器要考虑准确等级，以满足测量精度和二次负荷容量的要求。

互感器作用：用以变化电压和电流，为仪器和各种装置提供电压或电流信号，反映电气设备的正常运行和故障情况电流互感器特点：1串联于电路中，一次绕匝数多，面积大，二次绕匝数少，面积小2电阻小，对一次绕电流没有影响3二次绕串联的仪器及装置阻抗很小，在接近短路的状态下工作4二次不得开路注意事项：1工作中二次侧不得开路2二次侧有一点必须接地3接线时要注意端子的极性4必须保证一定的准确度电压互感器特点：1并联于电路中，电路中一次绕匝数多，二次绕匝数少2二次电压基本等于电动势，且取决于一次测电压3二次侧负荷阻抗较大且稳定，正常工作时电流很小注意事项：1二次侧不得短路2铁心及二次绕一端必须接地3接线时要注意端子的极性4负载容量不应大于其额定容量接线方式：1YNynd 应用于3KV及以上电网，用于测量线电压、相电压和零序电压2YNynV 广泛应用于小接地电流电网中，既能测量线电压和相电压，又可以用作绝缘监察装置配电装置的通道根据其功能不同，可分为哪些：维护通道、操作通道、防爆通道高压开关柜五防功能是什么：1防误分合断路器2防带负荷分合开关或带负荷推入拉出金属封闭式开关柜的手车隔离插头3防带电挂接地线或合接地隔离开关4防带接地线或接地隔离开关合闸5防误入带电隔离游离和去游离于电弧的熄灭的关系：游离作用大于去游离，电弧电流增加，电弧加强持平，稳定燃烧去游离作用大于游离，电弧熄灭交直流电弧熄灭的条件直流：电源电压不足以维持稳态电弧电压及线路电阻电压降时，电弧自动熄灭交流：电流半周期过零时自动暂时熄灭，弧隙介质绝缘不被电压击穿真空断路器、SF6断路器、油断路器、压缩空气断路器的灭弧介质分别是什么：真空、SF6气体、绝缘油、压缩空气高压熔断器的作用？铭牌参数？选择和校验的步骤有哪些：可用作过配电电压器和配电线路的负荷与短路保护，也可用作电压互感器的短路保护母线的作用？母线着色的作用和着色的规定？汇流母线和架空母线导线选择的方法有哪些不同？母线形状及其使用：汇集、分配、传输电能UVW黄绿红，便于识别相序，防锈，增加美观、散热能力1矩形截面——35KV及以下，持续工作电流4000A以下屋内配电装置中2圆形截面——110KV及以上户外配电装置3槽型截面——35KV及以下，4000~8000A配电装置中4管型截面——110KV及以上，8000A以上配电装置中5绞线圆形软母线——35KV及以上屋外配电装置一次设备和二次设备一次设备：直接生产、转换和输配电能的设备——生产和转换电能的设备、开关电器、限流电器、载流导体、补偿设备、互感器、保护电流、绝缘子、接地装置二次设备：对一次设备进行监察、测量、控制、保护、调节的辅助设备——测量仪器、绝缘监察装置、控制和信号装置、继电保护及自动装置、直流电源设备、塞流线圈电气设备额定参数用电设备额定电压：0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、500发电机额定电压：0.23、0.40、3.15、6.3、10.5一次绕组：0.22、0.38、3或3.15、6或6.3、10或10.5、35、110、220、330、500二次绕组：0.23、0.40、3.15或3.3、6.3或6.6、10.5或11、38.5、121、242、363、550大接地系统和小接地系统分别包括哪些？大接地系统：性点直接接地系统性点直接接地系统小接地系统：中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统、中性点经大电阻接地系统消弧线圈补偿方式有哪些：欠补偿——补偿电感电流小于接地电容电流（可以采用）全补偿——补偿电感电流等于接地电容电流（避免采用）过补偿——补偿电感电流大于接地电容电流（优先采用）电器设备最高工作电压和额定电压之间有什么关系：220KV以下1.15倍，220KV以上1.11倍断路器的作用、功能、铭牌参数、断路器选择和校验步骤作用：过载、短路和欠电压保护选择和校验：隔离开关的作用有哪些？铭牌参数？可以切断那些回路？选择和校验的步骤有哪些？作用：1隔离电源2改变运行方式进行倒闸操作3接通和切断小电流电路选择和校验：串联电抗起的作用？并联电容的作用？并联电容容量的计算：串联电抗器的作用：减小线路电抗并联电容的作用：提高功率因数三相系统中发生三相对称短路时，哪相受力最大？短路热效应对设备和载流导体有哪些影响？中间相影响：1影响设备绝缘2影响接触电阻值3降低机械强度自用电按重要性分为几类？对电源要求如何：I、II、III类负荷、事故保安负荷供电可靠运用灵活什么事安全净距：确保人身和设备的安全所需必须的最小电器距离高压开关柜按住开关的安装方式可分哪两种：手车式、固定式高压开关柜的型号的含义：屋内配电装置和屋外配电装置应用的电压等级:。

变电所发生接地故障判断与处理1 系统接地的特点(1)在中性点不接地系统中,单相接地是一种常见故障,多发生在潮湿、多雨天气。

发生单相接地后,故障相对地电压降低(金属性接地时为零),非故障两相的相电压升高(最大到线电压),并不破坏系统线电压的对称性,三相系统的平衡没有遭到破坏,因而不影响对用户的连续供电,这也是中性点不接地系统的最大优点。

(2)单相接地故障时电网不允许长期运行,因非故障的两相对地电压升高到线电压,可能引起绝缘的薄弱环节被击穿,发展成为相间短路,使事故扩大,影响用户的正常用电,因而只允许电网继续运行1～2h。

2 故障现象分析与判断2.1单相接地按其接地性质分为:完全接地、不完全接地和间歇性接地等。

(1)发生一相完全接地时,即金属性接地。

相电压特征是一相电压为零,其他两相电压升高到线电压,结果判断为:电压为零相是接地相。

(2)发生一相不完全接地,即通过高电阻或电弧接地,相电压特征是一相电压降低,但不为零;另两相电压升高,大于相电压,但达不到线电压。

结果判断为:电压低的一相为接地相。

(3)间歇性接地,随击穿放电次数,三相电压表来回摆动,接地相电压时减、时增,非故障相电压时增、时减、或有时正常。

2.2下面对变电所的两例故障现象进行判断分析:对此现象进行分析:由于变电所6kV系统网络覆盖面较大,遭受雷击的概率相对增多,如果防雷设施不够完善,绝缘水平和防雷水平降低,遭受直击雷后会导致避雷器击穿,形成导电通道金属性接地。

此时母线三相电压不平衡,在电压互感器开口三角处感应出一定值的零序电压,启动电压继电器并发出接地信号。

(2).故障现象二:变电所后台监控系统多次发出6kV母线接地报警及"接地恢复'报警。

检查母线三相电压时高时低、或有时正常。

持续一分钟后,监控系统再次发出6kV母线接地报警,检查三相电压:A相电压降低不为零,B、C两相电压升高近似线电压。

汇报当值调度后到室外查看线路,发现变电所外终端杆上有弧光闪烁。

中性点不接地系统单相接地的分析与探讨夏贤明发表时间：2018-03-13T15:24:23.290Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：夏贤明[导读] 摘要：中性点不接地系统中，单相接地是出现频率很高的故障形式,需采取拉路方法查找，在实际运行中受恶劣天气、高次谐波等一系列原因影响，导致对故障的性质不能做出准确判断。

（国网合肥供电公司安徽合肥 230022）摘要：中性点不接地系统中，单相接地是出现频率很高的故障形式,需采取拉路方法查找，在实际运行中受恶劣天气、高次谐波等一系列原因影响，导致对故障的性质不能做出准确判断。

本文结合电网的实际情况进行了分析探讨，并提出防范建议。

关键词：中性点不接地系统；单相接地；分析；探讨随着社会经济的持续发展，人们对供电的品质和可靠性的要求越来越高。

一些重要或敏感负荷，即使短时停电，也可能会造成重大的经济损失或不良社会影响。

在中性点不接地系统中发生接地故障，需采取停电拉路办法判断，在实际运行中受系统、谐波等原因的影响，导致对故障的性质不能做出准确判断。

因此，如何快速查找故障点，减少停电时间，缩小故障范围，它不仅仅是供电可靠性的问题，而且对电力系统自身安全运行、保证用户安全生产和产品质量以及电气设备的安全和寿命等方面都具有重要影响。

1、中性点接地方式概述在三相交流电力系统中，目前所采用的中性点的接地方式主要有两种，一种是中性点直接接地，另一种是中性点不接地系统。

中性点不接地方式，在35KV、10KV城乡配电网络中，有着广泛的应用。

早期供电网络结构简单，系统不大，以架空线为主，电容电流较小，随着系统规模的不断扩大，电缆线路的增加，电网的接地电容达到一定数值后，供电的可靠性将受到威胁，甚至易引发更严重的事故，因此，对已发生接地故障的线路，必须及时隔离。

2、中性点不接地系统的特性（1）正常运行时，三相的相电压 A、 B、 C是对称的。

（2）发生单相接地时：①未接地两相对地电压升高到相电压的倍。

中性点不接地系统单相接地时的向量分析为了熟悉不接地电网的零序保护,需要首先熟悉这类电网发生单相接地故障时电压、电流零序分量的特点。

下面着重介绍单相接地时稳态电容电流的特点。

下面图a示出最简单的中性点不接地网,图中表示负荷就是断开的,因为单相接地时三相的相线电压与负荷电流仍然对称,所以不考虑负荷电流,不会影响分析的结果。

正常运行情况下,各相对地有相同的电容C(用集中参数表示),在相电压的作用下,每相都有一超前电压90°的电容电流流入地中,并三相电容电流之与为零,中性点对地无电压,因为电容电流很小,其在线路上产生的电压降可以忽略不计,故可以认为各相电压均与各相电势相等,电压、电流向量图如图b所示。

发生单相(例如A相)金属性接地时,若忽略较小的电容电流产生的电压降,则电网中各处故障相的对地电压都变为零。

于就是A 相对地电容被短接,只有B 相与C 相对地电容中还存在电流,此时中性点对地电压上升为相电压(－aE ),非故障相的对地电压变为线间电压(升高3倍),其向量关系图如下图c 。

这时三相对地电压可分别写为:A U ＝0,B U =BA U =A B E E ＝3A E 0150j e ,C U =CA U =C E -A E =3AE 0150j e ,由于相电压与电容电流的对称性已破坏,因而出现了零序电压与零序电流,因为A U ＝0,所以零序电压03U =B U ＋C U ＝－3A E ,即等于故障相正常电势的三倍,则相位与之相反。

在B U 与C U 的作用下,在两非故障相及其对地电容中出现超前电压90°的电流,B I ＝C B jX U － =B U 0jWC ,C I ＝CC jX U － =C U 0jWC ,其有效值为B I ＋C I =3X U 0WC ,X U 为相电压的有效值,从故障点流回的电流即零序电流为:03I ＝-(B I +C I )＝－(B U ＋C U )0jWC 。

⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==Cj 1UI U -U U ABBA ABωA 电力系统接地综述杨森，马海亮，孙少华，杨宏宇，孟天娇，刘乔（华北电力大学）Summary of power system groundingSen-YANG ,Hailiang-MA,Shaohua-SUN,Hongyu-Y ANG ,Tianjiao-MENG,Qiao-liu(North China Electric Power University) Abstract:This paper discusses the power system grounding ，and when it breaks down,the changesof each phase voltage Electric current based on current theory and simulation,as well as arc suppression circle what is applied to the problem.Keywords:voltage,current,grounding,arc suppression circle 摘要：本文主要论述了电力系统接地方式，发生故障时各相电压、电流的理论和仿真变化情况，以及处理中所应用的消弧线圈。

关键字：电压、电流、接地、消弧线圈1、电力系统中性点的接地方式电力系统中性点的接地方式分为4类：①电源中性点不接地；②电源中性点经阻抗接地，在高电压系统中通常是经消弧线圈接地；③电源中性点直接接地；④经低电阻接地。

前两类系统称为小接地电流系统，亦称中性点非有效接地系统；后两类系统称为大接地电流系统，亦称中性点有效接地系统。

注：后两类经常可以看做一类。

2.接地方式2.1中性点不接地如图1系统正常运行时,三相电压对称，三相对地电容电流c b a I I I 、、也是平衡的,三相电容电流的相量和为零，没有电流在地中流动。

中性点不接地系统单相接地故障的分析及判断【摘要】通过对中性点不接地系统中单相接地故障的分析，总结了单相接地故障的特点和故障象征，特别指出了实际工作中容易与单相接地故障混淆的谐振及电压互感器断线的故障象征，为运行人员准确判断提供了依据；根据相关电网规程规定给出了单相接地故障的主要处理原则和方法，为故障处理提供了依据，确保电网安全稳定运行，对于电网运行工作具有很好的指导作用。

【关键词】单相接地故障中性点不接地判断1前言电力系统按中性点接地方式可分为中性点直接接地系统和不接地系统。

在我国，110kV以下电力系统大多采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式，即中性点不接地系统[1]。

在中性点不接地系统中，由于树木、线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等多种因素引发的一相设备对地绝缘下降的故障，即单相接地故障。

单相接地故障是配电系统中最常见的故障，正确判断及处理单相接地故障，对于保证系统安全运行、减少用户停电损失非常重要[2，3]。

2单相接地故障分析2.1 故障特点图1 单相接地故障示意图以C相为例（如图1），当系统中C相某一点发生单相接地故障时，C相对地电压为零，系统中性点发生偏移，非故障相的相电压均偏移一个相电压UC，UA’=√3UA且滞后UA30度，同样地，UB’=√3UB且超前UB30度，UA’+UB’=3U0=-3UC。

UAB’、UBC’、UCA’依然对称。

流经故障点的电流iD=ica+icb=3U/Xc，即系统全部电容电流之和。

由此可以看出，当发生单相接地故障时，故障相相电压为零，非故障相相电压升高为线电压，任意两相之间线电压不变且依然对称，因此不影响对用户的连续供电，这是中性点不接地系统中单相接地故障的最大优点。

由上面的分析可知，发生单相接地故障时，非故障相电压升高为线电压，为正常电压水平的√3倍，若长时间运行，可能会造成系统中绝缘薄弱环节发生击穿，发展为相间短路，导致线路跳闸，扩大事故。