电力系统的中性点运行方式Word格式.docx
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3）第三个字母表示工作零线与保护线的组合关系。
如C表示工作零线与保护线是合一的，如TN-C；
S表示工作零线与保护线是严格分开的，所以PE线称为专用保护线，如TN-S。
T－电源端有一点直接接地；
I－电源端所有带电部分不接地或有一点通过高阻抗接地。
第二个字母表示电气装置的外露可电导部分与地的关系：
T－电气装置的外露可电导部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点；
N－电气装置的外露可电导部分与电源端接地点有直接电气连接。
－后的字母用来表示中性导体与保护导体的组合情况：
S－中性导体和保护导体是分开的；
C－中性导体和保护导体是合一的。
电力系统中性点接地方式简述（图）
一、
电力系统中性点接地方式
电力系统中性点的接地方式基本上可以划分为两大类：
凡是需要断路器遮断单相接地故障者，属于大电流接地方式；
凡是单相接地电弧能够瞬间自行熄灭者，属于小电流接地方式。
大电流接地方式主要有：
中性点有效接地方式；
中性点全接地方式，即非常有效接地方式。
此外，还有中性点经低电抗、中电阻和低电阻接地方式等。
小电流接地方式主要有：
中性点谐振（经消弧线圈）接地方式；
中性点不接地方式；
中性点经高电阻接地方式等。
◆中性点不接地系统：
中性点对地绝缘的系统
优点：
这种系统发生单相接地时，三相用电设备能正常工作，允许暂时继续运行两小时之内，因此可靠性高，
缺点：
这种系统发生单相接地时，其它两条完好相对地电压升到线电压，是正常时的倍，因此绝缘要求高，增加绝缘费用。
存在保护选择性问题。
适用范围：
中压系统且接地电流小于规定值。
◆中性点直接接地系统：
中性点金属性接地的系统
发生单相接地时，其它两完好相对地电压不升高，因此可降低绝缘费用；
不存在保护选择性的问题。
发生单相接地短路时，短路电流大，要迅速切除故障部分，从而使供电可靠性差。
应用范围：
高压系统和低压系统。
◆中性点经电阻接地系统：
可限制过电压的幅值；
口头解释。
中压系统。
中性点经消弧线圈接地系统
除有中性点不接地系统的优点外，还可以减少接地电流；
类同中性点不接地系统。
二、中性点经消弧线圈接地系统
1、基本原理
如图所示为一中性点经消弧线圈接地系统，在N回路C相发生单相接地故障。
对称分量法认为：
当回路N发生单相接地故障时，在故障点处出现了参数不对称。
如果对故障点处的电压量（电流量）进行对称分量分解，则故障点处的电压量（电流量）可以表示为三个对称分量的叠加。
这样，在系统非故障点的参数完全对称的情况下，系统可以解耦为三个对称系统的综合。
既：
正序系统、负序系统和零序系统。
各个系统可以进行独立的计算。
因此，对于零序系统而言，只有在故障点处存在一个零序电压源，该电压源从系统吸收能量，然后注入到零序系统的各节点、各支路。
而不存在别的任何电源。
这样，对于零序系统而言，原系统可等效为如图所示的一个电感、电容和电阻并联的电路，如适当选择电感（既消弧线圈）的参数，可使总回路（既故障点）的零序电流减到最小。
又因为，对于单相接地故障，流过故障点的正序电流和负序电流都等于零序电流，因此，适当选择电感（既消弧线圈）的参数，可使故障点的接地电流减小，这就是消弧线圈的工作原理。
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◆零序电流互感器的工作原理：
由对称分量法可知：
3I0=IA+IB+IC，即三倍的零序等于三相电流的叠加。
零序电流互感器正是利用这个原理把三相电流同时感应到互感器的二次侧形成自然的叠加。
◆消弧线圈：
消弧线圈是一种电感在一定范围内可变的、铁芯带有气隙、励磁特性接近线性的电感线圈。
根据电感调节的不同方式可分为调匝式和调容式两种。
调匝式：
通过改变线圈的匝数达到改变电感的目的。
调容式：
通过改变与消弧线圈并联的电容器的容抗达到改变总电感的目的。
中压电网系统的中性点接地方式
我国的中压电网较长一段时间以来系统中性点接地方式，采用不接地或经消弧线圈接地的方式。
由于在电容电流较大的情况下不宜使用中性点不接地方式，采用消弧线圈接地的方式得到广泛运用。
这两种接地方式的有益之处显而易见，可以使调度在拉停故障线路前，及时转移负荷减少用户停电。
然而不利之处也存在，运行方式的变化，需要不断进行消弧线圈的调节。
同时更严重的是近年来，随着站外线路和电缆的绝缘强度的提高，站内绝缘强度相对就低了。
甚至产生了双母线结构变电站，站外电缆单相接地故障，导致站内拉开的母刀断口间击穿，造成全站停电。
由于上述原因，中性点小电阻接地被推广应用。
尽管小电阻接地系统给调度操作带来方便，及时切断故障，避免扩大等益处外，在经过一段时间的运行后也发现了一些不利之处。
小电阻接地系统的运行情况
根据一些分析，lOkV中性点经小电阻接地方式对供电可靠性及人身安全有着不可低估的影响。
（1）跳闸次数。
对于以架空出线为主的变电站，在改为小电阻接地系统后，产生跳闸次数过多的情况。
原因在于架空线路的瞬时故障较多，而且部分瞬时故障并不能经重合闸后有效分辨，曾经出现重合不成后，再强送成功的例子，上述情况在台风季节尤其明显。
对于以电缆出线为主的变电站上述情况也不能完全杜绝，尤其如该站专线用户较多。
用户端由于管理水平和技术水平较电业部门低，产生瞬时接地（或不明原因接地）的情况较多，也有可能使跳闸次数增多。
（2）对备用电源自切的影响。
lOkV母线或线路永久性故障而开关拒动时将通过主变后备保护跳闸，为防止自切动作合闸在永久故障点上，通常采用主变后备闭锁自切方式。
考
虑到小电阻接地方式以接地故障为主，10kV母线单相接地的机会也不多，且电流不大，瞬时性更不能排除，主变零序后备闭锁各自切有意解除。
可防止部分因接地引起的10kV母线失压事故。
（3）保护时间配合。
在小电阻接地系统中，故障相对地电压在故障切除后由零升到相电压和非故障相对地电容由线电压降到相电压的过渡过程由阻抗不高的中性点设备提供通路，衰减的幅值与时间直接与系统的对地等效电容以及中性点设备的参数有关。
由于系统对地等效电容与出线电缆与架空线的长度有关，该衰减时间对保护时间的配合上有较大影响，
（4）安全。
有一种论点，小电阻接地系统中如有人误触高压设备时，能够迅速跳闸可避免造成伤亡事故。
而在电力系统的实践中，我们知道是否会造成伤亡的关键是触电者接触带电体的方式、触电后人体的移动方向及抢救方式等因素。
而这一论点需在保护跳闸的电流没有或少量通过人体条件成立，才有可能避免伤亡。
而人体触电引起的接地可能是大过渡电阻接地，基本不可能使上述条件成立。
低压设备接地方式
一、接地方式的提出
对电气设备、用电器具而言，如果将其金属外壳与大地连接，这时金属外壳就接近零电位。
即使在故障情况下，如发生电气设备因绝缘破坏造成碰壳短路，由于金属外壳已与大地作良好的电气连接，则金属外壳与大地的电位差变低，若人与之接触，通过人体的电流就也小，提高了间接触电的安全性。
对低压配电系统而言，较多将配变中性点接地（称为工作接地）。
从电气安全角度来看，在一定的条件下，可与电气设备的接地共同作用。
当接地故障时，产生的电流可使配电系统中的保护设备在适当时间内动作，切断电源，用以保证安全。
由于电气设备及用电器具的金属外壳可以直接接地，也可以通过导体接到配电系统已接地的中性点上，配电系统可以直接接地或不接地或通过阻抗接地，这几种接地组合即称为低压配电系统接地方式。
二、接地方式的基本组成
接地方式的组成部分可分为电气设备和配电系统两部分。
1．电气设备的接地部分
（1）接地体：
与大地紧密接触并与大地形成电气连接的一个或一组导体。
（2）外露可导电部分：
电气设备能触及的可导电部分。
正常时不带电，故障时可能带电，通常为电气设备的金属外壳。
（3）主接地端子板：
一个建筑物或部分建筑物内各种接地（如工作接地、保护接地）的端子和等电位连接线的端子的组合。
如成排排列，则称为主接地端子排。
（4）保护线（PE）：
将上述外露可导电部分，主接地端子板、接地体以及电源接地点（或人工接地点）任何部分作电气连接的导体。
对于连接多个外露可导电部分的导体称为保护干线。
（5）接地线：
将主接地端子板或将外露可导电部分直接接到接地体的保护线。
对于连接多个接地端子板的接地线称为接地干线。
（6）等电位连接：
指各外露可导电部分和装置外导电部分的电位实质上相等的电气连接。
2．配电系统的接地部分
（1）相线（L）。
输送电能的导体，正常情况下不接地。
（2）中性线（N）。
与系统中性点相连，并能起输送电能作用的导体。
（3）保护中性线（PEN）。
兼有保护线和中性线作用的导体。
（4）电源接地点。
将电源可以接地的一点（通常是中性点）进行接地。
三、接地方式的分类
我国配电系统的接地方式已使用IEC规定，其分类仍然是以配电系统和电气设备的接地组合来分，一般分为TN、TT、IT系统等。
上述字母表示的含义：
第一个字母表示电源接地点对地的关系。
其中T表示直接接地；
I表示不接地或通过阻抗接地。
第二个字母表示电气设备的外露可导电部分与地关系。
其中T表示与电源接地点无连接的单独直接接地；
N表示直接与电源系统接地点或与该点引出的导体连接。
电力系统中的接地和接零浅谈
在电力系统中，由于电气装置绝缘老化、磨损或被过电压击穿等原因，都会使原来不带电的部分（如金属底座、金属外壳、金属框架等）带电，或者使原来带低压电的部分带上高压电，这些意外的不正常带电将会引起电气设备损坏和人身触电伤亡事故。
为了避免这类事故的发生，通常采取保护接地和保护接零的防护措施。
下面就谈谈有关保护接地和保护接零的问题。
1 保护接地
保护接地是指将电气装置正常情况下不带电的金属部分与接地装置连接起来，以防止该部分在故障情况下突然带电而造成对人体的伤害。
1.1保护接地的作用及其局限性
在电源中性点不接地的系统中，如果电气设备金属外壳不接地，当设备带电部分某处绝缘损坏碰壳时，外壳就带电，其电位与设备带电部分的电位相同。
由于线路与大地之间存在电容，或者线路某处绝缘不好，当人体触及带电的设备外壳时，接地电流将全部流经人体，显然这是十分危险的。
采取保护接地后，接地电流将同时沿着接地体与人体两条途径流过。
因为人体电阻比保护接地电阻大得多，所以流过人体的电流就很小，绝大部分电流从接地体流过（分流作用），从而可以避免或减轻触电的伤害。
从电压角度来说，采取保护接地后，故障情况下带电金属外壳的对地电压等于接地电流与接地电阻的乘积，其数值比相电压要小得多。
接地电阻越小，外壳对地电压越低。
当人体触及带电外壳时，人体承受的电压（即接触电压）最大为外壳对地电压（人体离接地体20m以外），一般均小于外壳对地电压。
从以上分析得知，保护接地是通过限制带电外壳对地电压（控制接地电阻的大小）或减小通过人体的电流来达到保障人身安全的目的。
在电源中性点直接接地的系统中，保护接地有一定的局限性。
这是因为在该系统中，当设备发生碰壳故障时，便形成单相接地短路，短路电流流经相线和保护接地、电源中性点接地装置。
如果接地短路电流不能使熔丝可靠熔断或自动开关可靠跳闸时，漏电设备金属外壳上就会长期带电，也是很危险的。
1.2 保护接地应用范围
保护接地适用于电源中性点不接地或经阻抗接地的系统。
对于电源中性点直接接地的农村低压电网和由城市公用配电变压器供电的低压用户由于不便于统一与严格管理，为避免保护接地与保护接零混用而引起事故，所以也应采用保护接地方式。
在采用保护接地的系统中，凡是正常情况下不带电，当由于绝缘损坏或其它原因可能带电的金属部分，除另有规定外，均应接地。
如变压器、电机、电器、照明器具的外壳与底座，配电装置的金属框架，电力设备传动装置，电力配线钢管，交、直流电力电缆的金属外皮等。
在干燥场所，交流额定电压127V以下，直流额定电压110V以下的电气设备外壳；
以及在木质、沥青等不良导电地面的场所，交流额定电压380V以下，直流额定电压440V以下的电气设备外壳，除另有规定外，可不接地。
1.3 保护接地电阻
保护接地电阻过大，漏电设备外壳对地电压就较高，触电危险性相应增加。
保护接地电阻过小，又要增加钢材的消耗和工程费用，因此，其阻值必须全面考虑。
在电源中性点不接地或经阻抗接地的低压系统中，保护接地电阻不宜超过4Ω。
当配电变压器的容量不超过100kVA时，由于系统布线较短，保护接地电阻可放宽到10Ω。
土壤电阻率高的地区（沙土、多石土壤），保护接地电阻可允许不大于30Ω。
在电源中性点直接接地低压系统中，保护接地电阻必须计算确定。
2 保护接零
2.1 保护接零的作用及应用范围
由于保护接地有一定的局限性，所以就采用保护接零。
即将电气设备正常情况下不带电的金属部分用金属导体与系统中的零线连接起来，当设备绝缘损坏碰壳时，就形成单相金属性短路，短路电流流经相线——零线回路，而不经过电源中性点接地装置，从而产生足够大的短路电流，使过流保护装置迅速动作，切断漏电设备的电源，以保障人身安全。
其保安效果比保护接地好。
保护接零适用于电源中性点直接接地的三相四线制低压系统。
在该系统中，凡由于绝缘损坏或其它原因而可能呈现危险电压的金属部分，除另有规定外都应接零。
应接零和不必接零的设备或部位与保护接地相同。
凡是由单独配电变压器供电的厂矿企业，应采用保护接零方式。
2.2 重复接地
运行经验表明，在接零系统中，零线仅在电源处接地是不够安全的。
为此，零线还需要在低压架空线路的干线和分支线的终端进行接地；
在电缆或架空线路引入车间或大型建筑物处，也要进行接地（距接地点不超过50m者除外）；
或在屋内将零线与配电屏、控制屏的接地装置相连接，这种接地叫做重复接地。
如果短路点距离电源较远，相线——零线回路阻抗较大，短路电流较小时，则过流保护装置不能迅速动作，故障段的电源不能即时切除，就会使设备外壳长期带电。
此外，由于零线截面一般都比相线截面小，也就是说零线阻抗要比相线阻抗大，所以零线上的电压降要比相线上的电压降大，一般都要大于110V（当相电压为220V时），对人体来说仍然是很危险的。
采取重复接地后，重复接地和电源中性点工作接地构成零线的并联支路，从而使相线——零线回路的阻抗减小，短路电流增大，使过流保护装置迅速动作。
由于短路电流的增大，变压器低压绕组相线上的电压相应增加，从而使零线上的压降减小，设备外壳对地电压进一步减小，触电危险程度大为减小。
在无重复接地的情况下，当零线断线且在断线处后面任一电气设备发生碰壳短路时，会使断线处后面所有接零设备外壳对地电压均接近于相电压（断线处前面接零设备外壳对地电压近似于零），这是很危险的。
在接零系统中，即使没有设备漏电，而是当三相负载不平衡时，零线上就有电流，从而零线上就有电压降，它与零线电流和零线阻抗成正比。
而零线上的电压降就是接零设备外壳的对地电压。
在无重复接地时，当低压线路过长，零线阻抗较大，三相负载严重不平衡时，即使零线没有断线，设备也没有漏电的情况下，人体触及设备外壳时，常会有麻木的感觉。
采取重复接地后，麻木现象将会减轻或消除。
从以上分析可知，在接零系统中，必须采取重复接地。
重复接地电阻不应大于10Ω，当配电变压器容量不大于100kVA，重复接地不少于3处时，其接地电阻可不大于30Ω。
零线的重复接地应充分利用自然接地体（直流系统除外）。
2.3采用保护接零应注意的几个问题
保护接零能有效地防止触电事故。
但是在具体实施过程中，如果稍有疏忽大意，仍然会导致触电的危险。
①严防零线断线。
在接零系统中，当零线断开后时，接零设备外壳就会呈现危险的对地电压。
采取重复接地后，设备外壳对地电压虽然有所降低，但仍然是危险的。
所以一定要保护零线的施工及检修质量，零线的连接必须牢靠，零线的截面应符合规程要求。
为了严防零线断开，零线上不允许单独装设开关或熔断器。
若采用自动开关，只有当过流脱扣器动作后能同时切断相线时，才允许在零线上装设过流脱扣器。
在同一台配电变压器供电的低压电网中，不允许保护接零与保护接地混合使用。
必须把系统内所有电气设备的外壳都与零线连接起来，构成一个零线网络，才能确保人身安全。
②严防电源中性点接地线断开。
在保护接零系统中，若电源中性点接地线断开，当系统中任何一处发生接地或设备碰壳时，都会使所有接零设备外壳呈现接近于相电压的对地电压，这是十分危险的。
因此，在日常工作中要认真做好巡视检查，发现中性点接地线断开或接触不良时，应及时进行处理。
③保护接零系统零线应装设足够的重复接地。
接地与接零
接地：
指与大地的直接连接，电气装置或电气线路带电部分的某点与大地连接、电气装置或其它装置正常时不带电部分某点与大地的人为连接都叫接地。
接地分为正常接地和故障接地。
正常接地：
即人为接地。
故障接地：
即电气装置或电气线路的带电部分与大地之间意外的连接。
保护接地：
为了防止电气设备外露的不带电导体意外带电造成危险，将该电气设备经保护接地线与深埋在地下的接地体紧密连接起来的做法叫保护接地。
由于绝缘破坏或其它原因而可能呈现危险电压的金属部分，都应采取保护接地措施。
如电机、变压器、开关设备、照明器具及其它电气设备的金属外壳都应予以接地。
一般低压系统中，保护接电电阻应小于4欧姆。
保护接零：
就是把电气设备在正常情况下不带电的的金属部分与电网的零线紧密地连接起来。
应当注意的是，在三相四线制的电力系统中，通常是把电气设备的金属外壳同时接地、接零，这就是所谓的重复接地保护措施，但还应该注意，零线回路中不允许装设熔断器和开关。
配电网中性点接地方式分析及选择
电力系统中性点接地方式是一个涉及电力系统许多方面的综合性技术课题，它不仅涉及到电网本身的安全可靠性、过电压绝缘水平的选择，而且对通讯干扰、人身安全有重要影响。
1 中性点不同接地方式的比较
（1）中性点不接地的配电网。
中性点不接地方式，即中性点对地绝缘，结构简单，运行方便，不需任何附加设备，投资省，适用于农村10kV架空线路长的辐射形或树状形的供电网络。
该接地方式在运行中，若发生单相接地故障，流过故障点的电流仅为电网对地的电容电流，其值很小，需装设绝缘监察装置，以便及时发现单相接地故障，迅速处理，避免故障发展为两相短路，而造成停电事故。
中性点不接地系统发生单相接地故障时，其接地电流很小，若是瞬时故障，一般能自动消弧，非故障相电压升高不大，不会破坏系统的对称性，可带故障连续供电2h，从而获得排除故障时间，相对地提高了供电的可靠性。
（2）中性点经传统消弧线圈接地。
采用中性点经消弧线圈接地方式，即在中性点和大地之间接入一个电感消弧线圈，在系统发生单相接地故障时，利用消弧线圈的电感电流对接地电容电流进行补偿，使流过接地点的电流减小到能自行熄弧范围，其特点是线路发生单相接地时，按规程规定电网可带单相接地故障运行2h。
对于中压电网，因接地电流得到补偿，单相接地故障并不发展为相间故障，因此中性点经消弧线圈接地方式的供电可靠性，大大的高于中性点经小电阻接地方式。
（3）中性点经电阻接地。
中性点经电阻接地方式，即中性点与大地之间接入一定阻值的电阻。
该电阻与系统对地电容构成并联回路，由于电阻是耗能元件，也是电容电荷释放元件和谐振的阻压元件，对防止谐振过电压和间歇性电弧接地过电压，有一定优越性。
在中性点经电阻接地方式中，一般选择电阻的阻值较小，在系统单相接地时，控制流过接地点的电流在500A左右，也有的控制在100A左右，通过流过接地点的电流来启动零序保护动作，切除故障线路。
2 自动跟踪补偿消弧线圈
自动跟踪补偿消弧线圈按改变电感方法的不同，大致可分为调匝式、调气隙式、调容式、调直流偏磁式、可控硅调节式等。
（1）调匝式自动跟踪补偿消弧线圈。
调匝式消弧线圈是将绕组按不同的匝数抽出分接头，用有载分接开关进行切换，改变接入的匝数，从而改变电感量。
调匝式因调节速度慢，只能工作在预调谐方式，为保证较小的残流，必须在谐振点附近运行。
（2）调气隙式自动跟踪补偿消弧线圈。
调气隙式电感是将铁心分成上下两部分，下部分铁心同线圈固定在框架上，上部分铁心用电动机，通过调节气隙的大小达到改变电抗值的目的。
它能够自动跟踪无级连续可调，安全可靠。
其缺点是振动和噪声比较大，在结构设计中应采取措施控制噪声。
这类装置也可以将接地变压器和可调电感共箱，使结构更为紧凑。
（3）调容式消弧补偿装置。
通过调节消弧线圈二次侧电容量大小来调节消弧线圈的电感电流，二次绕组连接电容调节柜，当二次电容全部断开时，主绕组感抗最小，电感电流最大。
二次绕组有电容接入后，根据阻抗折算原理，相当于主绕组两端并接了相同功率、阻抗为K2倍的电容，使主绕组感抗增大，电感电流减小，因此通过调节二次电容的容量即可控制主绕组的感抗及电感电流的大小。
电容器的内部或外部装有限流线圈，以限制合闸涌流。
电容器内部还装有放电电阻。
（4）调直流偏磁式自动跟踪补偿消弧线圈。
在交流工作线圈内布置一个铁心磁化段，通过改变铁心磁化段磁路上的直流励磁磁通大小来调节交流等值磁导，实现电感连续可调。
直流励磁绕组采取反串连接方式，使整个绕组上感应的工频电压相互抵消。
通过对三相全控整流电路输出电流的闭环调节，实现消弧线圈励磁电流的控制，利用微机的数据处理能力，对这类消弧线圈伏安特性上固有的不大的非线性实施动态校正。
（5）可控硅调节式自动跟踪补偿消弧线圈。
该消弧系统主要由高短路阻抗变压器式消弧线圈和控制器组成
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