第二次课：中性点接地接零.ppt

供电技术电网中性点运行方式保护接地保护接零供电技术 电网中性点变压器（或发电机）星形绕组 的公共端供电技术（中线）（火线）（火线）（火线）AXYCBZN三相四线 制供电火线（相线）:A B C中线（零线）：N三相交流电路——星形接法N供电技术线电压和相电压的关系30三相交流电路——星形接法供电技术A•AXYCBZBC••特点：线电压=相电压三相交流电路——三角形接法供电技术电网中性点运行方式n 中性点的运行方式指的是中性点与大地之间的连接关 系 n 中性点运行方式的选择主要取决于单相接地时电气设 备的绝缘要求及供电可靠性 n 中性点运行方式的不同，直接影响到安全和经济问题 ，需要进行综合比较分析供电技术中性点运行方式的种类大接地电流系统1）直接接地，又称为有效接地2）经低阻接地小接地电流系统1）不接地，又称为中性点绝缘2）经消弧线圈接地3）经高阻接地供电技术 中性点运行方式的种类供电技术一、中性点不接地方式v主要特点：单相接地电流小 v适用范围：3-10kV电网因为在这类电网中 ，发生单相接地故障的比例很大采用中性 点不接地方式可以减少单相接地电流，从而 减轻其危害 v分 析：单相接地电流，单相接地时的各 相对地电压供电技术中性点不接地方式-正常运行n 三相对称，没有电流 在地中流过。

n 中性点对地电位为0 n 各相对地电压等于相 电压 n 其中C为电网对地电 容（高压电网忽略电 网对地绝缘电阻R）供电技术中性点不接地方式—单相接地n 当发生金属性接地时，接地 故障相对地电压为零 n 中性点对地的电压上升到相 电压，且与接地相的电源电 压相位相反 n 非故障相对地电压由相电压 升高为线电压 n 三相的线电压仍保持对称且 大小不变，对电力用户接于 线电压的设备的工作并无影 响，无须立即中断对用户供 电 n 单相接地电流，等于正常运 行时一相对地电容电流的三 倍，为容性电流供电技术中性点不接地方式-单相接地电流v电网模型：假设电网三相对称，忽略电网对地绝缘 电阻，只考虑电网对地电容 v电网正常时：三相电压对称，三相经对地电容流入 大地的电流相量和为零，即没有电流在地中流动 各相对地电压等于相电压 v发生单相接地时，接地相对地电压为零，而非故障 相对地电压变为线电压因而容易造成两相短路 v单相接地电流供电技术单相接地故障对电网的影响 n 单相接地时，由于线电压保持不变，使负荷电流不变，电力 用户能继续工作，提高了供电可靠性 n 由于接地点的电弧或者由此产生的过电压可能引起故障扩大 ，发展成为多相接地故障。

n 接地处有接地电流流过，会引起电弧高温的电弧可能损坏 设备，甚至导致相间短路，尤其在电机或电器内部发生单相 接地出现电弧时最危险 n 非故障相电压升高到线电压，所以在这种系统中，电气设备 和线路的对地绝缘应按能承受线电压考虑设计，从而相应地 增加了投资 n 在中性点不接地系统中，应装设交流绝缘监察装置，当发生 单相接地故障时，立即发出信号规程规定：系统发生单相 接地时，继续运行的时间不得超过2h，并要加强监视供电技术适用范围v 单相接地电流与电网电压和电网对地电容有关 v 对于短距离、电压较低的输电线路，因对地电容小，接地电 流小，瞬时性故障往往能自动消除，故对电网的危害小，对 通讯线路的干扰小对于高压、长距离输电线路，单相接地 电流一般较大，在接地处容易发生电弧周期性的熄灭与重燃 ，出现间歇电弧，引起电网产生高频振荡，形成过电压，可 能击穿设备绝缘，造成短路故障为了避免发生间歇电弧， 要求3-10kV电网单相接地电流小于30A，35kV及以上电网 小于10A v 因此，中性点不接地方式对高电压、长距离输电线路不适宜 供电技术二 、中性点经消弧线圈接地v 原理：单相接地电流主要是电容电流。

如果能够在发生单 相接地时部分或全部抵消掉电容电流，则单相接地电流将 大减小方法就是在中性点处加入消弧线圈 v 消弧线圈的工作原理：消弧线圈是一个具有铁芯的可调电 感线圈，线圈的电阻很小（消耗功率小），电抗很大（保 证对地绝缘水平），电抗值可用改变线圈的匝数来调节 v 发生单相接地故障时，通过消弧线圈使接地处流过一个与 容性接地电流相反的感性电流，从而减小、甚至抵消接地 电流，消除接地电弧引发的问题，提高供电可靠性供电技术中性点经消弧线圈接地情况供电技术中性点经消弧线圈接地时电流向量图v电容接地电流v消弧线圈流过的电流v完全补偿的条件v即有：供电技术消弧线圈的补偿方式v完全补偿v消弧线圈提供的电感电流等于接地电容电流，接地处 电流为0v易满足谐振条件，形成串联谐振，产生过电压v欠补偿v电感电流小于接地电容电流，单相接地时接地电流为 容性v因线路停电或系统频率降低等原因使接地电流减少， 可能出现完全补偿故一般也不采用v过补偿v电感电流大于接地电流，单相接地电流为感性v过补偿方式在电网中得到广泛使用但过补偿程度要 合适.v自动跟踪补偿v 单片机或微机控制供电技术中性点经消弧线圈接地系统的适用范围™中性点经消弧线圈接地系统与不接地 系统同样有着在发生单相接地故障时，可 继续供电2小时，提高供电可靠性. ™电气设备和线路的对地绝缘应按线电 压考虑. ™中性点经消弧线圈接地后，能有效地 减少单相接地故障时接地处的电流，迅速 熄灭接地处电弧，防止间歇性电弧接地时 所产生的过电压，故广泛应用在不适合采 用中性点不接地的以架空线路为主的3— 60kV系统。

供电技术中性点直接接地的三相系统供电技术中性点直接接地系统n正常运行时，由于三相系统对称，中性点对 地电压为零. n发生单相接地，就变成单相短路继电保护 装置应立即动作，使断路器断开，迅速切除故障 部分，从而造成停电 n单相短路时，故障相对地电压为零，非故障 相对地电压基本不变，仍接近于相电压供电技术中性点直接接地系统的优缺点n 设备和线路对地绝缘可以按相电压设计，从而降低了造价 电压等级愈高，因绝缘降低的造价愈显著 n 由于中性点直接接地系统在单相短路时须断开故障线路， 中断用户供电，影响供电可靠性. n 单相短路时短路电流很大，开关和保护装置必须完善 n 由于较大的单相短路电流只在一相内通过，在三相导线周 围将形成较强的单相磁场，对附近通信线路产生电磁干扰 供电技术中性点直接接地系统的适用范围 ™目前我国电压等级为110kV及以上， 380/220V三相四线制的系统，广泛采用中 性点直接接地的运行方式 ™110kV及以上主要从绝缘角度考虑， 节省投资 ™380/220V三相四线制主要为了生成单 相电压供电技术中性点经电阻接地™中性点经低电阻接地 ™中性点经高电阻接地 ™优点是能将中性点电位、接地电流限 制在一定范围之内供电技术各种中性点运行方式比较序号中性点接 地方式中性点不 接地中性点 经电经电 阻 接地中性点经经消 弧线线圈接地消弧线线圈并 电电阻接地中性点直 接接地１单单相接地 电电流大小大大小小最大２人身触电电 危险险大大减小减小最危险险３单单相接地 过电过电 弧最高低较较高低低４单单相接地 保护实现护实现容易容易难难较较复杂杂很容易５保护护接地 安全性电电容电电流 大时时危险险电电容电电 流大时时 危险险安全安全危险险供电技术电网中性点运行方式的比较不接地经消弧线 圈接地直接接地经电阻接 地正常运行 时发生单相 接地时特点 接地电流 小6-35kV接地电流 被减小 接地变成 短路范围 6-35kV110kV及以上，380/220V 供电技术接地与接零v工作接地：根据电力系统运行需要而进行的接地， 如变压器的中性点接地称为工作接地。

v保护接地：将电气设备正常运行情况下不带电的金 属外壳合架构通过接地装置与大地土壤的连接，它 是用来防止间接触电的，因此称作保护接地v过电压保护接地v屏蔽接地v防静电接地v电力系统中，地分为强电（高压）地，弱电（低压 ）地，屏蔽(通信)地等供电技术保护接地v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项供电技术保护接地（定义）v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项M在正常情况下，将电气设备的金属外 壳或构架用导线与接地极可靠地连接 起来，使之与大地做电气上的连接， 这种接地的方式就叫保护接地M图例接地极保护地线供电技术 保护接地（不采用）v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项M如果不采用保护接地，当发生人身触 电时，由于触电电流不足以使熔断器 或者自动开关动作，因此危险电压一 直存在，如果电网绝缘下降，则存在 生命危险M图例供电技术保护接地（采用）v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项M采用保护接地之后，当发生人身触电 时，由于保护接地电阻的并联，人身 触电电压下降M假设人体电阻假设为1000，接地电 阻为4，电网对地绝缘电阻为19k M图例供电技术保护接地（实质）v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项M通过人体与保护接地体并联 连接，降低人身接触电压。

M接地电阻越小，接触电压越 小，流过人体电流的越小供电技术保护接地（范围）v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项M三相三线制供电系统(中性点不接地系统)采用保护 接地可靠M对三相四线制系统，采用保护接地十分不可靠一 旦外壳带电时，电流将通过保护接地的接地极、大 地、电源的接地极而回到电源因为接地极的电阻 值基本相同，则每个接地极电阻上的电压梅是相电 压的一半人体触及外壳时，就会触电所以在三 相四线制系统中的电气设备不推荐采用保护接地， 最好采用保护接零此处接 地电阻 比电源 处大供电技术保护接地（问题）v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项M如果两台设备同时进行保护接地，两者都 发生漏电，但不为同一相，则设备外壳将 带危险电压M图例M如果将多个接地体用导体连接在一起，则 可以解决此问题称为等电位连接连接 线组成接地网M保护接地要耗费很多钢材，因为保护接地 的有限性在于接地电阻小供电技术保护接地（注意事项）v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项M接地电阻一定符合要求；M接地一定可靠；M保护接地的目的是降低外壳电压，但由于 工作性质的要求，并不需要立即停电（一 般允许运行半小时），所以危险一直存在 。

M从防止人身触电角度考虑，既然保护接地 不能完全保证安全，应当配漏电保护器； 但从安全生产角度考虑，不允许漏电就断 电，所以是个矛盾，根据现场实际情况决 定漏电时是否断电如果要求断电则安装 跳闸线圈M产品：选择性漏电保护装置供电技术保护接地 --- 作用分析v保护接地的作用：v1）对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，显然这是十分危险的 v2）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 供电技术保护接地的实质和关键v实质：通过接地电阻与人身电阻的并联，使 整体电阻下降当发生漏电时，降低人体触 电电流 v关键：接地电阻越小越好供电技术保护接地 --- 局限性v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线 、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。

供电技术保护接零v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项供电技术保护接零（定义）v定义v不采用情况v采用情况v实质。