10KV系统中性点的运行方式和消弧线圈

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10kV小电阻接地系统配电网的接地故障分析

10kV小电阻接地系统配电网的接地故障分析摘要：以电缆为主体的10kV城市电网，由于电缆线路的对地电容较大，随着线路长度的增加，单相接地电容电流也会增大。

现行经消弧线圈接地的配电网中，为补偿越来越大的接地电容电流，消弧线圈增容改造成本逐渐增大，加上消弧线圈小电流选线困难、过电压水平高等缺点，为保障人身和设备安全，供电局城市配电网开始逐步推广使用小电阻接地系统，其相比于消弧线圈接地系统更加适用。

关键词：小电阻；接地系统；运行方式1中性点接地方式对比分析1.1经消弧线圈接地变电站主变压器10kV侧多为三角形接线方式，当10kV配电网发生单相接地故障时，由于不构成回路，流过故障点的是线路对地电容形成的容性电流，每相对中性点电压及相间的线电压保持不变，整个系统带故障维持运行2h。

系统中性点消弧线圈通过产生电感电流补偿对地的电容电流的方式，使流经故障点的电流保持在10A以下，起到消除接地点电弧的作用，有效提高瞬时接地故障时的供电可靠性。

1.2经小电阻接地系统中性点经小电阻接地，发生单相接地故障时，中性点接地电阻与对地电容会构成并联回路，流经故障线路零序电流很大，通过线路自身零序保护就能快速动作切除故障，不存在选线问题。

由于能快速隔离故障，故障线路相电压升高的时间很短，减少了人身触电风险，绝缘要求也有所下降。

小电阻接地方式中，10kV出线的零序电流互感器只需接入自身线路保护，依靠线路保护自身配置的零序过流或限时速断保护就对线路接地故障有较好的灵敏度，不用配置额外的选线控制器及连接回路。

同时电阻为耗能元件，也是电容电荷释放元件和谐振的阻压元件，可有效消除由于各种原因引起的谐振过电压和间歇性接地电弧过电压。

但需要注意的是，中性点采用小电阻接地方式时，故障点的接地电流十分大，故障点附近的跨步电压高达几千伏，如果保护装置没有快速切除故障，容易击穿接地点附近设备的绝缘，引起相间故障或人身事故。

同时，对于瞬时性或永久性的单相接地故障，线路保护均会动作跳闸，跳闸次数会增多，从而影响用户的正常供电。

10kV系统中性点接地方式

10kV系统的接地方式
10kV系统中性点接地可分为：
中性点不接地系统（中性点非有效接地系统）(包括中性点不接地系统、经消弧线圈接地系统、高电阻接地系统)；
中性点接地系统（中性点有效接地系统）(中性点直接接地系统或经低电阻接地系统)。
1.10kV系统中性点不接地系统
(பைடு நூலகம்)接地故障特点
配电系统在正常运行时，三相基本平衡电压作用下，各相对地电容电流ICL1、ICL2、ICL3相等，分别超前相电压90°，ICL1＝ICL2＝ICL3＝UΦωC，其ICL1＋ICL2＋ICL3＝0，系统中性点与地有相同电位。
过补偿方式，接地故障残余电流Id较大，不利于接地故障点电弧自熄，但它不易产生串联谐振过电压。实际运行中，过补偿方式常被采用。
系统在运行中，经常接通或切除部分回路，系统中分布电容电流有较大的变化，满足脱谐度的要求，消弧线圈的电感也相应改变，需人工改变消弧线圈的抽头位置，接地故障残余电流Id小于5A～10A以下，系统出现谐振过电压可能性降低。发生接地故障时，非故障相对地电压升高倍。
IC——接地电容电流(单位:A)。
上述电容电流的计算值只能用于某些对准确度要求不很高的场合.
通过上述估算,可知道系统的总的零序电流，然后进行电流互感器的选择，电流互感器选择的基本原则是：线路发生单相故障时，安装在该线路的零序电流电流互感器二次侧能提供大于10mA ,且小于800mA的零序电流。
零序电流的检测，架空出线是采用三相电流组成滤过器来检测零序电流，接线如图14.2-5所示；电缆出线是采用零序电流互感器，电缆穿过零序电流互感器内孔，电缆头的接地线务必穿过零序电流互感器后再接地，接线如图14.2-6所示。
10kV经低电阻接地系统中，发生接地故障时的故障电压虽时间不长，但幅值很高。低压采用TN系统供电时，应采取以下措施：变电所内设置两组接地极；采用主等电位联结措施；在主等电位联结范围外供电时，采用局部TT系统供电。低压采用TT系统供电时，变电所的外露可导电部分的接地电阻不超过1Ω或带有已接地的合适的有金属护层的高压电缆和低压电缆总长度超过1km。

高速与普速铁路10kV电力贯通线路中性点接地方式及其运行方式差异化分析

高速与普速铁路10kV电力贯通线路中性点接地方式及其运行方式差异化分析[摘要]本文详细论述了高速与普速铁路10kV电力贯通线路各自的构成方式、负荷特点，以及由此引发的系统中性点接地方式的差异。

近而对目前高速铁路10kV电力贯通线路两种不同接地方式对供电系统的安全性、可靠性、经济性等进行了综合分析，得出了高铁贯通线路建设的较优方案。

通过比对中性点接方式的不同带来的运行方式的变化，为高铁贯通线路的技术管理积累经验。

【关键字】10kV贯通线路；中性点接地方式；消弧线圈铁路10kV电力系统由外部电源、变配电所、沿铁路线架设的电力贯通线路组成，主要为铁路沿线行车信号及各种自动化装备等负荷提供电源，保证铁路行车的安全正点。

为了保证供电的可靠性，变配电所一般引入两路外部电源，采用单母线母联分段运行方式，经1：1调压器向贯通线路供电，贯通线路一般具有两端变配电所互供的条件。

随着列车运行速度的提高，列车开行对行车自动控制设备的依赖程度越来越高，因此，为行车信号及自动控制设备供电的铁路电力系统已成为保障运输的关键设备，建设标准逐步提高，在目前的高速铁路工程建设中，贯通线路已由普速的以架空线路为主提高为以电缆为主或全电缆方式，路径采用专用电缆沟敷设，大大减少了受外界影响，提高了供电的可靠性。

由于大量电缆的使用，系统容性电流显著增大，中性点接地方式也随之相应改变，与既有的普速铁路存在较大的差异。

1.高速铁路与普速铁路10kV电力贯通线路的不同普速铁路沿铁路线架设的10kV电力线路称为自闭线路和贯通线路，根据铁路线路对供电的需求设单回路或双回路。

自闭、贯通10kV电力线路通过沿铁路线相邻40～60km的变配电所形成互供，一般以架空线路为主，个别区段受地形限制改为电缆线路。

自闭线路多采用LGJ—50mm2架空线路，主供铁路信号、通信、5T系统等一级负荷用电；贯通系统多采用LGJ—70mm2架空线路，备供铁路信号、通信、5T系统等一级负荷用电，同时向区间及各站生产生活等设施供电。

电力系统中性点运行方式

电力系统中性点运行方式电力系统中性点的运行方式正确与否，对电力系统的安全运行有很大的意义。

它关系到绝缘水平、通信干扰、继电保护及自动装置的正确动作等方面。

下面从电力系统运行的角度说明中性点的运行方式及所对应的电压等级。

一、电力系统中性点的运行方式发电机和变压器星形连接的结点称之为电力系统的中性点。

中性点的运行方式对电力系统的运行十分重要，是涉及到电力系统许多方面的综合性问题。

我国电力系统中性点运行方式有3种，直接接地（有效接地），不接地（中性点绝缘）和从属于不接地方式的经消弧线圈接地（非有效接地）。

二、中性点不接地系统对中性点不接地系统，当一相发生故障接地时，不能构成短路回路，系统中点没有短路电流，系统仍可继续运行。

正常情况下三相对称，线间和相对地组成的等值电容相等，中性点为地电位。

如果中性点与地向连，连线中没有电流，A相、B相、C相对地都是相电压，各相对地电容电流超前各相电压90°，通常树值不大。

若发生C相接地，C相自然成为地电位，C相与地之间形成的回路中的电压方程为U’c= Uc+Uo=0此时中性点对地电压Uo= -Uc其他两相对地电压Ua ，Ub为U’a= Ua+Uo= Ua-Uc=1.732 Uc∠-150°U’b= Ub+Uo= Ua-Uc=1.732 Uc∠150可以看出，当C相发生接地时，中性点对地电压升高为相电压，而非故障相对地电压升高为线电压；但三相线电压不变。

因此，只要各相对地绝缘能承受线电压，发生单相接地时对三相用电设备的运行没有影响。

这是中性点不接地系统的一大优点。

按规程规定，在此情况下电网仍可运行2h。

但此时应发出单相接地的预告信号，告之值班员并采取相应的措施。

在正常运行条件下，三相对地电容对称，三相电容电流之和为零。

发生单相接地的情况下，如C相接地，流过接地点的接地电流应为A、B两相对地电容电流之和，即Id= -(Ica+Icb)= -（jωCUa+jωCUb ）Id=j3ωCUc可见Id在相位上超前向量Uc90°，为容性电流，是正常时一相电容电流的3倍。

10kV系统中性点经消弧线圈接地方式分析

10kV系统中性点经消弧线圈接地方式分析摘要：针对10kV配电网系统规模的不断扩大及电缆馈线回路的增加，单相接地电容电流也在不断的增大，改造电网中性点接地方式、合理选择电网中性点接地方式，已是关系到电网运行可靠性关键的技术问题，文中就10kV电网的中性点经消弧线圈接地方式进行分析和探讨。

关键词：10kV配电网中性点接地；消弧线圈前言：在选择电力网中性点接地方式是一个综合性问题，需要考虑以下几方面：①供电可靠性；②与设备制造和建设投资息息相关的电网绝缘水平与绝缘配合；③对继电保护和自动装置等的影响；④对通讯和信号系统的干扰；⑤对系统稳定的影响。

电力系统中实际采用的中性点接地方式，按主要运行特性划分，可分为有效接地系统和非有效接地系统两大类。

有效接地系统也称大电流接地系统，其划分标准是系统的零序电抗X0 和正序电抗X1 的比值X0/X1≤3，且零序电阻R0 和正序电阻R1 的比值R0/R1≤1。

这类接地系统的优点是内部过电压较低和可以降低设备的绝缘水平，从而大幅度节约投资，在110kV 及以上电压系统得到普遍应用。

非有效接地系统也称小电流接地系统，其划分标准是系统的零序电抗X0 和正序电抗X1 的比值X0/X1>3，且零序电阻R0 和正序电阻R1 的比值R0/R1>1。

这类接地系统的优点是供电可靠性较高，在绝缘投资所占比重不大的110kV 以下配电网中普遍采用。

此类接地系统，包括中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地及中性点经高电阻接地等方式。

一、概述我国10kV电压等级配电网多为中性点不接地系统，在电网发生单相接地时，不会跳闸，仅有不大的容性电流流过，允许继续运行一段时间。

但是随着电网的发展，特别是采用电缆线路的用户日益增加，使得系统单相接地时容性电流不断增加，接地弧光不易自动熄灭，容易产生间隙弧光过电压，进而造成相间短路，导致电网内单相接地故障扩展为事故。

我国电力行业标准DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定；3~10 kV架空线路构成的系统和所有35 kV、66 kV电网，当单相接地故障电流大于10 A时，中性点应装设消弧线圈，3~10 kV电缆线路构成的系统，当单相接地故障电流大于30 A时，中性点应装设消弧线圈。

电力系统中性点运行方式

电力系统中性点运行方式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。

电力系统中性点的运行方式

图中性点经消弧线圈接地的电力系统（a）电路图；（b）向量图
消弧线圈的结构与型号
消弧线圈装有铁芯，可调、电阻小、电抗很大，外形跟小容量变压器相似，装在发电机或变压器的中性点与大地之间。为调节线圈匝数，通常有 5～9个分接头可选用，用来改变补偿程度，国产型号为XDJL。其中X—消弧线圈；D—单相； J—油浸式；L—铝线。
一般认为：中性点直接接地系统对通信干扰影响最大；中性点经消弧线圈接地系统对通信的干扰最小。
5.系统稳定性
在大接地电流系统中发生单相接地时，由于接地电流很大，电压的剧烈下降、线路的突然切除可能导致系统稳定的破坏。如果采用小接地电流系统，则流过接地点的电流很小，不存在引起失步的可能。因此，从系统稳定的角度看，中性点直接接地系统是不利的。
4.对通信的干扰单相接地产生干扰对通信的影响是不可忽视的，
在某种情况下，它甚至还是选择中性点接地方式的决定因素。
单相接地产生干扰的途径有两种，一种是静电感应，另一种是电磁感应。
在小接地电流系统中，起主要作用的是静电感应，可以用较简单的方法加以限制。在大接地电流系统接地故障时，大的接地电流对临近的通信线路干扰大，感应电压可能危及工作人员安全或引起信号装置误动作，因此，电力线和通信线间必须保持一定的距离。
P313 Jd1F5052
电力系统中性点的运行方式不同，其技术特性和工作条件也不同，还与故障分析、继电保护配置、绝缘配合等均密切相关。采用哪一种中性点运行方式，直接影响到电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、电网的造价以及对通信线路的干扰程度。
一、中性点不接地系统
正常运行情况：
2.过电压与绝缘水平
对于电力系统的绝缘水平，大接地电流系统按相电压考虑，小接地电流系统则需按线电压考虑。大接地电流系统比小接地电流系统绝缘水平大约可降低20%左右，在选用避雷器时，前者用80%避雷器，后者用100%避雷器。

电力系统中性点运行方式

电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式即中性点接地方式，是指电力系统中发电机或变压器的中性点的接地方式，是一种工作接地。

目前，我国电力系统中性点接地方式分为中性点直接接地与非直接接地两大类，具体有；中性点不接地、经电阻接地、经电抗接地、经消弧线圈接地和直接接地等。

1．中性点直接接地方式中性点直接接地是指电力系统中至少有一个中性点直接与接地设施相连接，如图1-2中的N点接地，通常应用于500kV、330kV、220kV、110kV电网。

中性点直接接地系统保持接地中性点零电位，发生单相接地故障时如图1-2所示，非故障相对地电压数值变化较小。

由于高压、尤其是超高压电力变压器中性点的绝缘水平、电气设备的绝缘水平都相对较低，采用中性点直接接地方式，对保证变压器及其电气设备的安全尤其重要。

但由于中性点直接接地，与短路点构成直接短路通路，故障相电流很大，造成接于故障相的电气设备过电流。

为此，需要通过继电保护和断路器动作，切断短路电流。

2．中性点不接地方式中性点不接地系统指电力系统中性点不接地。

中性点不接地系统发生单相接地故障时如图1-3所示，中性点电压发生位移，但是三相之间的线电压仍然对称，且数值不变；由于没有直接的短路通路，接地故障电流由线路和设备对地分布电容回路提供，是容性电流，通常数值不大，一般不需要立即停电，可以带故障运行一段时间(一般不超过2h)；但非故障相对地电压升高，数值最大为额定相电压的3倍，因此用电设备的绝缘水平需要按线电压考虑。

中性点不接地方式具有跳闸次数少的优点，因此普遍应用于接地电容电流不大的系统，例如66kV、35kV电网。

“一低两高三不变”当中性点不接地系统发生一相接地情况时,该相的对地电压变低,甚至为零,此为一低;此时其它两相的对地电压升高,最大可为系统线电压.此为两高;由于中性点没有接地,此时接地相没有形成电流通路,接地时三相对地电流基本不变(先前有每相的对地电容电流,一般很小)当为三不变了.正因如此,线电压是肯定不变的了。

kv、10kv系统消弧线圈、小电阻接地、接地变压器的选择及计算

35kV、10kV系统消弧线圈、小电阻接地、接地变压器的选择及计算我国电力系统中，10kV、35kV电网中一般都采用中性点不接地的运行方式。

电网中主变压器配电电压侧一般为三角形接法，没有可供接地的中性点。

当中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压三角形保持对称，对用户继续工作影响不大，并且电容电流比较小（小于10A《一次设计手册》P81页）时，一些瞬时性接地故障能够自行消失，这对提高供电可靠性，减少停电事故是非常有效的。

由于该运行方式简单、投资少，所以在我国电网初期阶段一直采用这种运行方式，并起到了很好的作用。

但是随着电力事业日益的壮大和发展，这中简单的方式已不在满足现在的需求，现在城市电网中电缆电路的增多，电容电流越来越大（超过10A），此时接地电弧不能可靠熄灭，就会产生以下后果：1）单相接地电弧发生间歇性的熄灭与重燃，会产生弧光接地过电压，其幅值可达4U（U 为正常相电压峰值）或者更高，持续时间长，会对电气设备的绝缘造成极大的危害，在绝缘薄弱处形成击穿；造成重大损失。

2）持续电弧造成空气的离解，拨坏了周围空气的绝缘，容易发生相间短路；3）产生铁磁谐振过电压，容易烧坏电压互感器并引起避雷器的损坏甚至可能使避雷器爆炸；这些后果将严重威胁电网设备的绝缘，危及电网的安全运行。

为了防止上述事故的发生，为系统提供足够的零序电流和零序电压，使接地保护可靠动作，需人为建立一个中性点，以便在中性点接入接地电阻。

为了解决这样的办法。

接地变压器（简称接地变）就这样的情况下产生了。

接地变压器就是人为制造了一个中性点接地电阻，它的接地电阻一般很小。

另外接地变压器有电磁特性，对正序负序电流呈高阻抗，绕组中只流过很小的励磁电流。

由于每个铁心柱上两段绕组绕向相反，同心柱上两绕组流过相等的零序电流呈现低阻抗，零序电流在绕组上的压降很小。

也既当系统发生接地故障时，在绕组中将流过正序、负序和零序电流。

该绕组对正序和负序电流呈现高阻抗，而对零序电流来说，由于在同一相的两绕组反极性串联，其感应电动势大小相等，方向相反，正好相互抵消，因此呈低阻抗。

电力系统中性点不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地、直接接地大全!

电⼒系统中性点不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地、直接接地⼤全!电⼒系统中性点运⾏⽅式有不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地或直接接地等多种。

我国电⼒系统⽬前所采⽤的中性点接地⽅式主要有三种:即不接地、经消弧线圈接地和直接接地。

⼩电阻接地系统在国外应⽤较为⼴泛，我国开始部分应⽤。

1、中性点不接地(绝缘)的三相系统各相对地电容电流的数值相等⽽相位相差120°，其向量和等于零，地中没有电容电流通过，中性点对地电位为零，即中性点与地电位⼀致。

这时中性点接地与否对各相对地电压没有任何影响。

可是，当中性点不接地系统的各相对地电容不相等时，及时在正常运⾏状态下，中性点的对地电位便不再是零，通常此情况称为中性点位移即中性点不再是地电位了。

这种现象的产⽣，多是由于架空线路排列不对称⽽⼜换位不完全的缘故造成的。

在中性点不接地的三相系统中，当⼀相发⽣接地时:⼀是未接地两相的对地电压升⾼到√3倍，即等于线电压，所以，这种系统中，相对地的绝缘⽔平应根据线电压来设计。

⼆是各相间的电压⼤⼩和相位仍然不变，三相系统的平衡没有遭到破坏，因此可继续运⾏⼀段时间，这是这种系统的最⼤优点。

但不许长期接地运⾏，尤其是发电机直接供电的电⼒系统，因为未接地相对地电压升⾼到线电压，⼀相接地运⾏时间过长可能会造成两相短路。

所以在这种系统中，⼀般应装设绝缘监视或接地保护装置。

当发⽣单相接地时能发出信号，使值班⼈员迅速采取措施，尽快消除故障。

⼀相接地系统允许继续运⾏的时间，最长不得超过2h。

三是接地点通过的电流为电容性的，其⼤⼩为原来相对地电容电流的3倍，这种电容电流不容易熄灭，可能会在接地点引起弧光解析，周期性的熄灭和重新发⽣电弧。

弧光接地的持续间歇性电弧较危险，可能会引起线路的谐振现场⽽产⽣过电压，损坏电⽓设备或发展成相间短路。

故在这种系统中，若接地电流⼤于5A时，发电机、变压器和电动机都应装设动作于跳闸的接地保护装置。

2、中性点经消弧线圈接地的三相系统中性点不接地三相系统，在发⽣单相接地故障时虽还可以继续供电，但在单相接地故障电流较⼤，如35kV系统⼤于10A，10kV系统⼤于30A时，就⽆法继续供电。

变电站10kV中性点接地装置的运行操作步骤和要求

附录F（资料性附录）变电站10kV中性点接地装置的运行操作步骤和要求F1．10kV中性点接地装置投人和退出的操作顺序，应按照相关要求，投退相应10kV系统的线路零序保护和接地变中性点零序保护。

中性点接地装置投入前，必须先投入相应的10kV系统零序保护。

在小电阻接地方式下，当用旁路开关代替出线开关运行时，旁路开关零序保护必须投入。

F2．中性点接地装置经刀闸连接在母线上的，投入时先合接地变压器刀闸，后合中性点刀闸；退出时顺序相反。

F3．中性点接地装置经开关连接在10kV母线上的，投入时先合上接地变压器刀闸和中性点刀闸，后合开关；退出时顺序相反。

F4．中性点接地装置连接在主变变低出口母线桥上或主变低压中性点的，应将中性点装置视为主变压器的一部分，投入接地装置时，按主变倒闸操作原则进行。

投入时先合上接地装置刀闸，再合主变压器变高开关，最后合主变压器变低开关。

退出时顺序相反。

F5．在满足第4款要求时，允许拉、合接地变刀闸或中性点刀闸。

F6．在小电阻接地方式下，应注意防止由于接地变零序保护动作引发另一个接地系统开关跳闸故障。

F7．10kV中性点经小电阻接地装置正式投入运行后，若要改为中性点不接地方式运行，须经局总工程师批准。

F8．在消弧线圈接地方式下，当投退消弧装置控制屏的交、直流控制电源时，应注意一台控制器控制两台消弧装置的情况（即一控二），防止误切断运行中的消弧装置电源。

F9．小电阻接地方式下的不同母线接地系统并列：为限制单相接地电流，原则上不允许两台及以上的接地装置并列运行，但是在倒闸操作过程中或事故异常运行方式下(包括备自投自动并列)，允许两台及以上的接地装置短时并列运行。

当两段或以上不同接地系统的10kV母线并列时，应仅保留其中一套接地装置运行，而将其余接地装置退出运行，采用两段或以上母线共用一套接地装置的形式。

对中性点接地装置连接在配网母线上的，母线并列时应保留与供电变压器对应的接地装置，并应注意防止由于接地变零序保护动作造成某一段母线接地方式的改变。

10 kV系统中性点经消弧接地和经小电阻接地的分析比较

运行与维护2020.13 电力系统装备丨125Operation And Maintenance电力系统装备Electric Power System Equipment2020年第13期2020 No.13从供电可靠性、继电保护、内部过电压和确保人身安全等方面综合考虑，目前深圳电网10 kV 系统主要有经消弧线圈接地和经小电阻接地两种方式。

但是随着经济发展，电力用户持续增加，用电负荷不断攀升，特别是地下电缆出线占比越来越高，经消弧线圈接地系统越来越不能满足当前的运行方式和电力系统需求。

近年来多个变电站相继进行了中性点接地方式的改造项目，全面推广经小电阻接地的运行方式。

1 中性点经消弧线圈接地系统对于传统的10 kV 不接地系统，当发生单相金属性接地故障时，故障特点为相电压降为零，但是仍然具有对称的相间电压，三相用电设备仍能继续运行，这种情况下允许继续运行2h ，有效保证了对用户的持续供电。

但此时系统的电容电流通过故障点形成回路，经验表明，当故障电流超过30A 时，会形成稳定电弧，造成电弧接地，很有可能造成绝缘损坏，引起相间短路。

因此，将中性点经消弧线圈接地可有效减少故障电容电流。

1.1 消弧线圈工作原理消弧线圈接在接地变与地之间，是一个带有间隙铁芯的可调电感线圈，其伏安特性不易饱和。

当线路单相接地故障时，消弧补偿电流与故障电容电流方向相反，二者相互补偿，使流过故障点的电流减小，从而使接地点不至产生电弧，消除孤光过电压的危害。

另外，当残流过零熄弧后，能够降低故障恢复电压的初始速度及幅值，避免接地电弧的重燃。

在实际运行中，电力系统中性点经消弧线圈接地时采用过补偿方式，即I L >I C ，补偿后故障点流过剩余电感电流。

若采用欠补偿方式，即I L <I C ，当电力系统因故障切除部分线路，电容电流减少，就有可能发展成全补偿，产生电网谐振的危害。

过补偿也留有一定裕度，随着电网的发展，馈出线路增多，对地电容电流增大仍可实现补偿作用。

电力系统的中性点运行方式

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。

10kV系统中性点接地方式

10kV系统的接地方式10kV系统中性点接地可分为：中性点不接地系统（中性点非有效接地系统）(包括中性点不接地系统、经消弧线圈接地系统、高电阻接地系统)；中性点接地系统（中性点有效接地系统）(中性点直接接地系统或经低电阻接地系统) 。

1.10kV系统中性点不接地系统(1) 接地故障特点配电系统在正常运行时，三相基本平衡电压作用下，各相对地电容电流I CL1、I CL2、I CL3相等，分别超前相电压90°，I CL1＝I CL2＝I CL3＝UΦωC，其I CL1＋I CL2＋I CL3＝0，系统中性点与地有相同电位。

如L1相发生接地故障，忽略接地过渡电阻，视为金属性接地，10kV系统各支路的电容电流的流向如下图所示：图14.2-1 10kV系统接地故障示意从10kV系统接地故障示意图可以得出结论：a)全系统所有非故障的各支路，故障相的电容电流均为零，非故障相均有电容电流；b)在故障支路，故障相流过所有各支路的电容电流的总和；c)故障支路的电容电流其方向由负载流向电源，非故障各支路的电容电流其方向由电源流向负载；d)故障支路检测的零序电流为各非故障支路电容电流总和；e)接地故障电流大小与接地故障点的位置无关，只与接地故障点的过渡电阻有关。

10kV系统接地故障，电压与电流矢量关系如下图所示：图14.2-2 10kV系统接地故障矢量图L1相发生接地故障，相当于在L1相上加上U0＝－U L1，L2相L3相也加上U0＝－U L1，非故障相对地电压升高3倍，其夹角由120°变成60°，合成的电容电流增大3倍，接地故障电流为单相电容电流的3倍，I d＝3UΦωC。

(2) 优缺点a)接地故障引起系统内部过电压可达3.5倍相电压，易使设备和线路绝缘被击穿。

b)油浸纸绝缘电力电缆达20A，聚乙烯绝缘电力电缆达15A，交联聚乙烯绝缘电力电缆达10A，接地故障电流引燃电弧则不能自熄，引起间歇性电弧，产生过电压易产生相间短路或火灾；c)非故障相对地电压升高3倍。

变电站10KV消弧线圈接地调节方式及故障处理

变电站10KV消弧线圈接地调节方式及故障处理作者：唐周林来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第21期【摘 ;要】电力系统运行的安全稳定性、接地装置设置的科学合理性与系统的中性点接地方式具有一定的关联。

本篇文章主要介绍了变电站10kV系统中性点接地方式的种类以及消弧线圈几种调节方式，针对常见的系统故障进行分析并提出了有效道德处理方式，为设备和电力系统的安全稳定运行提供保障。

以下的观点仅供参考和借鉴。

【关键词】消弧线圈;调节方式;故障处理;继电保护引言：经济建设的进步和发展扩大了电网规模，变电站中线路增加，同时电缆线应用更加广泛，导致了单相电路之间的电流增大。

针对电容电流颁布了新的规定：10kV系统包括架空线路在内，单相接地故障电流大于10A，存在接地故障的情况下需要运用消弧线圈接地方式。

因此，安装消弧线圈能够减少故障点经过电流，抑制间歇性弧光过电压及谐振过电压，保障电力系统运行的安全稳定性。

1 变电站中性点接地方式1.1 中性点不接地这种接地方式操作简便，同时投入成本较低，符合接地电流较小的情况下熄灭单相接地时的接地电弧。

许多中压电网中使用这种方式较多，主要是因为存在系统故障的前提下能够运行2 h，有效保障了供电安全。

通常情况下中性点不接地是作为一种过渡方式存在的。

随着电网的发展，当接地电容电流接近或达到10 A时，由于受到间歇电弧接地过电压的影响，会产生接地电弧不能熄灭的情况，造成两相短路跳闸，使破坏范围扩大，波及其他线路。

1.2 经小电阻接地这种接地方式对于产生单相接地故障的电路能够进行有效检测，永久接地时切除速度快，防止产生谐振过电压。

但也存在一定的缺陷和不足，由于断路器的工作压力不断增加，因此十分容易出现跳闸现象，对于用户的正常用电产生不利影响。

除此之外，电缆绝缘线路会受到短路电流的冲击，一定程度上干扰电子通信设备，造成比较严重的影响。

以上故障如果不能及时有效的处理，就会扩大故障的影响范围，造成火灾。

10kV配电网不同接地方式分析与比较

10kV配电网不同接地方式分析与比较摘要：10kV配电系统是连接电力系统和电力用户的终端网络，其接地方式的选择对着整个电力系统可靠性有至关重要意义，在我国的10kV配电网中，中性点的运行方式主要存在不接地、经消弧线圈接地和低阻接地三种形式。

不同的接地方式各有优缺点，在进行接地方案选取的时候需要针对不同地域的用电特点从实际出发做出选择。

1.中性点不接地电力系统中采用中性点不接地方式运行时，系统中发生的单相接地故障将导致中性点电压发生位移，非故障相电压的幅值将会被增大到原来的两倍，即线电压，但是此种方式的最大优点在于可带故障运行。

如下图1中表示中性点不接地系统中的电路图和系统不接地运行时的电流和电压的向量图。

系统在正常运行的情况下，三相电压、、容性电流IC1、IC2、IC3是对称，因此其相量和为零，即中性点电流为零。

图1 中性点不接地运行方式的示意图及相量图（a）电路图；（b）相量图在发生单相接地故障时，中性点不接地系统的故障电流通过下式（1）的公式计算。

（1）其中：代表系统的电压，为向量，C代表了系统中所有的对地电容之和，因此，系统的中性点电压为：（2）短路电流幅值为：（3）非故障相电压为：（4）式中：为系统相电压。

根据电力系统的实际运行，通常单相接地故障发生后总会伴随着间歇性电弧过电压。

2.经消弧线圈接地中性点经消弧线圈的接地方式的实现时通过变压器的中性点与大地接地点之间通过一个电感线圈连接。

当系统发生故障，如系统中常见的单相接地，中性点的消弧线圈两端的电压为相电压，而故障点处的故障电流则为接地电容电流和电感电流的矢量和。

系统中接地电容电流与电压相差90°，且超前；电感电流则滞后电压90°，因此接地电容电流和电感电流相差90°，因此他们可以在故障点进行互补。

图2经消弧线圈接地的系统示意图及相量图（a）电路图；（b）相量图中性点经消弧线圈接地的系统中，如果发生单相接地故障时，可以通过与形成接地电容电流大小相等的电感电流，用其与电容电流做到相互补偿，这样可以实现降低故障点的接地电流，同时减轻接地点的电弧及其危害的目的。

浅谈10kV电力系统接地系统接地方式

科技资讯2017 NO.10SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION38科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 动力与电气工程电力系统按照故障时接地电流的大小可分为大电流接地系统和小电流接地系统。

大电流接地系统包括直接接地系统和小电阻接地系统。

小电流接地系统包括中性点不接地系统、大电阻接地系统、中性点经消弧线圈接地系统。

中性点经电阻接地的方式有高电阻接地、中电阻接地、低电阻接地等三种方式。

这三种电阻接地方式各有优缺点,要根据具体情况选定。

按照实际应用效果这里我们只介绍小电阻接地和大电阻接地系统。

目前10kV电力系统中,一般采用中性点不接地,或者经过小电阻或者消弧线圈等间接接地。

目前电力系统的选线方式按照选线过程中采集接地信号的暂态信息和稳态信息,选线方法可分为暂态选线和稳态选线。

按照目前选线方法的实际应用效果,实际选线方法一般采取稳态选线法。

我们也仅对稳态选线法进行分析。

1 常用电力系统接地方式(1)中性点经消弧线圈接地系统。

中性点经消弧线圈接地是目前普遍采用的接地方式。

其最大的特点是利用电感补偿了接地故障时的接地容性电流,从而使接地残留电流很小(一般规定10A以下)导致电弧熄灭,实现消弧的目的。

同时由于消弧线圈的存在,起到限制故障线路相电压恢复速度,限制了最大恢复电压,这样也就使电弧无法从新燃烧,实现彻底灭弧。

接地起弧就从电流、电压两个方面考虑,控制住这两个因素就实现了灭弧,也就避免了弧光过电压,防止了电力系统接地故障的扩大化。

由于单相接地电流很小所以并没有破坏原有的三相平衡,只是中性点的偏移,所以带电设备能够稳定运行(规程规定可运行1～2h)。

消弧线圈接地系统对提高电网的可靠运行,防止人身触电方面有巨大优势。

但在目前消弧线圈接地系统运行现实中,事故层出不穷,并且一旦出现接地事故,将进一步扩大,最终演变成大范围停电事故,电缆拉弧起火。

10kV配电网中性点接地方式

10kV配电网中性点的接地方式本文简要评价了10kV配电网中性点的接地方式，提出中性点经小电阻接地方式,应用于现代化城市和经济发达地区是必要的、可行的和有益的。

中性点接地是一个涉及电力系统各个方面的综合性问题,它对电力系统的设计与运行有着重大的影响,确定电网的中性点接地方式，必须考虑：①供电安全可靠性和连续性；②配电网和线路结构；③过电压保护和绝缘配合;④继电保护构成和跳闸方式;⑤设备安全和人身保安；⑥对通信和电子设备的电磁干扰；⑦对电力系统稳定影响等诸多因素。

我国35kV以下电压等级目前采用的中性点接地方式有:中性点不接地、经消弧线圈接地及经小电阻接地三种方式。

三种中性点接地方式的评价：(一) 中性点不接地中性点不接地方式的主要特点是简单，不需任何附加设备，投资省，运行方便,特别适用于以架空线为主的电容电流比较小的、结构简单的辐射形配电网。

在发生单相接地故障时，流过故障点的电流仅为电网的对地电容电流。

由于电流较小,一般能自动息弧。

又由于中性点绝缘在单相接地时并不破坏系统的对称性，可带故障连续供电2小时,相对提高了供电的可靠性。

中性点不接地系统最根本的弱点就是其中性点是绝缘的，电网对地电容中储存的能量没有释放通道，在发生弧光接地时，电弧反复熄灭与重燃的过程，也是反复向电网电容充电的过程。

由于电容中能量不能释放，每个循环使电容电压升高一个阶梯，所以中性点不接地系统在弧光接地过电压中达很高的倍数，对系统设备绝缘危害很大。

同时系统存在电容和电感元件，在一定的条件下，由于倒闸操作或故障，很容易引发线性谐振或铁磁谐振。

一般说，对于馈线较短的电网会激发起高频谐振,引起较高的谐振过电压，特别容易引起电压互感器绝缘击穿，而对于馈线较长的电网却容易激发起分频铁磁谐振,在分频谐振时，电压互感器呈较小阻抗，通过电压互感器的电流成倍增加，引起熔丝熔断或使电压互感器过热烧毁.（二）中性点经消弧线圈接地当电网单相接地电流比较大的时候,如果中性点不接地，发生接地故障时，产生的电弧往往不能自熄,造成弧光接地过电压的概率增大，不利于电网的安全运行。