电力系统中心点接地方式

保证用电设备的安全运行。
中性点经消弧线圈接地系统适用于单相接地电容电流比较大的电网，即
可抑制异常过电压，又可在电网单相接地时保持连续供电，保证了大型电网
供电可靠性，同时降低了单相接地故障电流对电气设备引起的热效应。
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2.1.3 中性点经高阻抗接地 电力系统中性点经过电阻器接地，其电阻阻值为数百至数千欧姆，高阻
电力系统中性点接地方式是保证系统运行、系统安全、经济有效运行的 基础。 2 电力系统中性点接地方式分类
电力系统中性点接地方式分为：中性点不接地、中性点经电阻接地、中 性点经消弧线圈接地（谐振接地），以及中性点直接接地等。
根据电力系统主要运行特征，将电力系统按中性点接地方式特征分为两 大类，即非有效接地系统或小电流接地系统，以及有效接地系统或大电流接 地系统。 2.1 非有效接地系统或小电流接地系统
当 6-35kV 电缆线路构成的送配电线路，单相接地故障电容电流较大时， 采用低电阻接地方式，电阻阻值一般在 10～20Ω，单相接地故障电流为 100～ 1000A。低电阻的优点是切除故障迅速，过电压水平低，因此可以采用绝缘 水平较低的电气设备和线缆。
由于中性点经低电阻接地，单相接地短路电流大，对电信系统的影响与 中性点直接接地系统一样，应给以足够考虑。
中性点经消弧线圈接地系统往往采用过补偿运行方式，消弧线圈的感抗
小于电网对地的容抗，XL<Xc，可调节消弧线圈分接头实现，由于补偿了一个 比电容电流大的电感电流，且相差 180°，则流过故障点的故障电流只剩过 补偿后的较小的电感电流。该电流具备如下特点：
1） 有很高的电网运行可靠性，当补偿后电网发生单相接地故障时，相 间电压仍对称，可维持电网继续供电，且单相接地故障电流很小，不会危及
从式（4.7-1）可得出当线路较短时，电容电流 Ic 不大，所引起的热效应 为电网各元件的绝缘能承受，依据电力部门有关标准规定，允许电网带接地 故障运行 1～2h。
对于线路较短，电压较低如 6～10kV 系统电容电流较小，许多瞬时性接 地故障产生的电弧能够自熄消弧，而不致于转化为稳定性的持续故障，因此 能迅速恢复电网正常运行。
中性点不接地不能理解为中性点的零序阻抗为无限大。中性点不接地是 指接地是经过集中于电力变压器中性点的等值容抗接地的，该容抗是由电网 中架空线路、电缆线路、电动机和变压器绕组等对地耦合电容所组成。
当中性点不接地系统正常运行时，三相电源电压是对称的，由于导线间 分布电容的存在，各绝缘对地均有泄漏电导，因此正常运行时，容抗上均有 电流。中性点不接地系统正常运行时，各相对地电流的相量和为零。中性点
优点：
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（1） 供电可靠性高。由于系统单相接地时，没有形成电源的短路回路， 而是经过三相线路的对地电容形成的电流回路，回路中通过的电容电流较小， 达不到继电保护装置的动作电流值，故障线路不跳闸，只发出接地报警信号。 有关电力规程规定系统可带单相接地故障点运行 2h，在 2h 内排除了故障就 可以不停电，从而提高了供电可靠性。
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建筑中压配电系统 电力系统中性点接地
1 简介 电力系统中性点接地是一个比较复杂的综合技术问题，它与系统的供电
可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护和自动装 置的配置及动作状态、系统稳定及接地装置等问题有密切关系。
电力系统的中性点系指电力系统三相交流发电机、变压器接成星形的公 共点，而电力系统中性点与大地间的电气连接方式，称之为电力系统中性点 接地方式。
对于单相接地电容电流很小的系统，继电保护的灵敏系数高，采用零序 功率方向保护，其零序电压与零序电流的保护灵敏系数能满足要求，但对单 相接地电容电流较大的电网，灵敏系数不够时，应进行计算。
该接地系统仅适用于单相接地电容电流较小（对 6～10kV 电网 10A 及以 下），高压电动机和电缆均较少的电网。 2.1.2 中性点经消弧线圈接地
需要指出的是单相接地所产生的接地电流，在故障处形成的电弧的大小， 与接地电流成正比，当电流较小时，电流过零值可自行熄灭，电网恢复正常 运行，但当接地电流数值较大时，即可形成稳定的电弧，使得接地故障无法 自行熄弧，可能导致两相或三相短路，一般接地电流在 5～30A 之间时，可能 形成间歇性电弧，使非故障相过电压，过电压倍数可为运行电压的 3 倍最高 可达 3.5 倍。此时会对设备的绝缘造成极大的威胁。且对接地型电压互感器 产生磁饱和，引起铁磁谐振，以致造成电压互感器烧毁。
非有效接地系统即中性点不接地或经消弧线圈接地，中性点经高阻抗接 地。这几种中性点接地方式的接地电流均被控制在比较小的数值。
非有效接地系统的零序电抗（X0）与正序电抗（X1）的比值（X0/X1）>3， 而零序电阻（γ0）与正序电抗（X1）的比值（γ0/X1）>1 当发生单相接地故 障时的对地稳态电压可能达到残压值。 2.1.1 中性点不接地系统
设备的绝缘。
2） 对瞬时单相对地闪络能自动熄弧，由于补偿电感，使接地故障点的 残余电流很小，电弧难以维持而自熄。
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3） 故障点对地电位小，零序电压保护的灵敏系数大。 4） 补偿电网由于采用了过补偿方式其脱谐度为-5%～10%，调谐度在 1.05～1.1 范围内进行，因此对弧光过电压可抑制在 2.5 倍运行相电压以下，
中性点和大地有紧密联系的电力系统中，无论是中性点直接接地，还是 经小电阻接地，均需满足系统的零序电抗（X0）和正序电抗（X1）的比值（X0/X1） ≤3，零序电阻(r0)和正序电抗（X1）的比值（r0/X1）≤1 的条件。
该系统的优点是过电压水平和输变电设备所需的绝缘水平较低。这种系
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统的动态电压升高不超过系统额定电压的 80%。 该系统缺点是发生单相接地故障时，单相接地电流很大，必然引起断器
中性点不接地系统中单相接地故障电路等效电路及向量分析见图 4.7-2。
(a) 等效电路；(b) 向量图
图 4.7-2 中性点不接地系统中发生单相接地故障时的电压，电流向量图
从图中分析可知单相接地时，其故障点的电容电流
Ic=3ωC0LU0 A
(4.7-1)
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式中，C0 为每相单位长度导线对地电容，F/km； L 为线路长度，km； U0 为额定电压，V。
（2） 单相接地时，不易造成或轻微造成人身和设备安全事故。 缺点： （1） 因系统单相接地故障时，非故障相对地电压升高到正常时的 3 倍， 因此系统的绝缘水平应按线电压设计，由于电压等级较高的系统中绝缘费用 在设备总价格中占有较大的比重，所以此种接地方式对电压较高的系统不适 用。 （2） 单相接地时，易出现间歇性电弧引起的谐振过电压，幅值可达电 源相电压的 2.5～3 倍，足以危及整个网络的绝缘。 3.2 有效接地系统或大电流接地系统 优点： 系统过电压水平和输变电设备所需的绝缘水平较低。系统的动态电压升 高不超过系统额定电压的 80%，在高电压电网中采用此种接地方式可降低设 备及线路造价，有显著的经济效益。 缺点： 单相接地故障时，单相接地电流很大，致使断路器跳闸，影响供电可靠 性，由于单相短路电流有可能超过三相短路电流，影响对断路器的分断能力 的选择；且对通信线路产生干扰。 3.3 中性点接地方式的适用范围
如果接入是将电阻经单相接地变压器或电压互感器接入中性点，电阻接 在变压器的二次侧，如此接线是使低压小电阻起到高压大电阻作用，从而简 化电阻器结构，降低成本，安装空间更易解决。
当发生单相接地时，总故障电流不宜小于 3A，以保证接地保护不带时限 跳闸。
当电网接有较多的高压电动机或电缆线路较多时，由于其绝缘水平较低， 其瞬时性的接地故障相对较少，为了保证不损坏绝缘以及为减少单相接地故 障发展为多重接地故障，可采用中性点经电阻接地系统。发电机回路也用此 接地方式。 2.2 有效接地系统或大电流接地系统 2.2.1 中性点直接接地
中性点经消弧线圈接地系统的运行方式可有全补偿、欠补偿及过补偿方
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式。
全补偿方式即使 IL=Ic K=IL/Ic ，
（4.7-2）
K=1 ，
υ =0
式中，K 为调谐度（补偿度），
υ为脱谐度，一般为 10%左右
全补偿方式的特点即接地电容电流将全部被补偿，接地处电流为零。
欠补偿方式即使得 IL<Ic，K<1，υ>0 过补偿方式，即使得 IL>Ic，K>1，υ<0
路跳闸，因而供电可靠性较差。单相接地电流有时会超过三相短路电流，影 响断路器分断能力的选择，并对通信线路产生干扰及危险影响。 2.2.2 中性点经低电阻接地
由于城市建设的需要，城市电网和工业企业配电网中，电缆线路所占的 比例日益增加，而它的电容电流是同样长度架空线路的 25～50 倍，使某些电 网出现消弧线圈容量不足的情况，所以，中性点经低阻接地在这些电网中得 到应用。
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对于 3-63kV 电网单相接地电流不大于规定值时，宜采用不接地方式，或
经消弧线圈接地方式。
城市企业内部的电缆为主的 6-35kV 系统，单相接地电流较大时，可采用
低值电阻接地方式。
对以架空线路为主的 6～10kV 系统，单相接地电流较小时，为防止谐振、
间歇性电弧接地过电压对设备的损害，可采用经高阻接地方式。
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不接地系统的正常运行状态图见图 4.7-1。
U3
U2 O
U1
UN
I3 I2 I1
g1 C1 g2 C2 g3 C3
U3
O
UNO
U1
U2
(a) (b)
a) 原理接线图；b) 电压相量图 图 4.7-1 中性点不接地系统的正常运行状态
由于单相接地时，输电线路的导线、电机、电器的导电部分的各相间存 在分布电容，各相对地存在着泄漏电导。因此当发生单相接地时，故障相的 对地电压为零，非故障相电压升高为线电压，从向量图中分析得知非故障相 电压间相位差为 60°。
单相接地故障电流通过接地装置的接地电阻时，将产生高电位，将直接 传递到低压侧的中性导体（N），和保护导体（PE）上，可引起低压侧过电压， 给低压用户带来威胁。
该接地系统多用在 6～10kV 电缆线路多的大城市及大中型企业配电网中， 当发生单相接地故障时，立即导致跳闸。 3 各种接地方式的比较与适用范围 3.1 非有效接地系统或小电流接地系统
建筑中压配电系统 电力系统中性点接地
讲稿 1 简介 2 电力系统中性点接地方式
2.1 非有效接地系统或小电流接地系统 2.1.1 中性点不接地系统 2.1.2 中性点经消弧线圈接地 2.1.3 中性点经高阻抗接地 2.2 有效接地系统或大电流接地系统 2.2.1 中性点直接接地 2.2.2 中性点经低电阻接地 3 各种接地方式的适用范围 3.1 非有效接地系统或小电流接地系统 3.2 有效接地系统或大电流接地系统 3.3 中性点接地方式的适用范围 4 各种接地方式的比较 4.1 电气设备和线路的绝缘水平 4.2 对于供电的可靠性分析 4.3 对继电保护的灵敏度问题 4.4 对通信信号系统的干扰 5 中性点接地方式的选择 5.1 选择确定中性点接地方式应考虑的因素 5.2 系统接地要求 6 中性点接地方式对用户的影响 6.1 中性点接地方式对用户安全的影响 6.1.1 高压侧对配电变压器外壳击穿时对用户的影响 6.1.2 配电变压器高压对低压击穿时对用户的影响 6.1.3 防范措施 6.2 小结
中性点经消弧线圈接地（谐振接地）是在系统中性点加一特殊电抗器接 地的电力系统，在 35～63kV 及以下的电网中，接地电容电流超过规定值时， 为防止单相接地时，产生稳定或间歇性电弧，必须采取减小接地电流的措施， 而采用中性点加消弧线圈的方案。
消弧线圈是一具有铁芯的电感线圈，其阻值小，电抗很大。当发生单相 接地故障时，可产生一个电感电流，此值与电容电流值相近，方向相反。因 此可对电容电流进行补偿。
接地可限制系统单相接地时的故障电流，当采用高阻接地时高阻接地系统可 消除大部分谐振过电压，对单相间歇弧光接地过电压具有一定的限制作用， 当单相接地故障电流小于 10A 时，系统可在接地故障条件下持续运行。
该接地型式主要用于发电机回路，发电机中性点经高阻接地后，可以达 到：发电机单相接地故障时，限制非故障相过电压不超过 2.6 倍额定电压， 限制接地故障电流不超过 10-15A，且为定子接地保护提供电源。