干货|电力系统接地知识知多少？

电力系统中中性点接地系统主要分为三大类：

小接地电流系统、大接地电流系统、经电阻接地系统

采用何种的中性点运行方式，对电力系统运行特别是系统发生单相接地故障时有明显的影响，而且还会影响电力系统二次侧的运行。

我们从一般的经验规律总结来看，选择中性运行的方式有以下几点规律：

经验总结

 一、对于3-10KV电力系统，一般采用中性点不接地运行方式

 二、3-66KV系统中单相接地电流大于一定值（3-10KV系统中单相接地电流大于30A，20KV及以上系统中单相接地电流大于10A），采用中性点经消弧线圈接地的运行方式或低电阻接地的运行方式

 三、110kV及以上电力系统，采用中性点直接接地

1F

中性点直接接地的电力系统

该系统单相接地时，通过接地中性点就会形成单相短路K。单相短路电流Ik比线路的正常负荷电流大的多，为了避免这种现象，中性点直接接地系统要求部分主变的中性点接地，避免单相接地时短路电流过大。这些主变必须有一个三角形接线的绕组，以构成零序通路，降低零序阻抗。主变的零序阻抗一般为正序阻抗的1/3，线路的零序阻抗一般为正序阻抗的3倍。

中性点直接接地的电力系统在发生单相接地时的情况

由于该系统发生单相接地故障时，其他两相对地电压并不会升高。所以在很大程度上降低了经济成本，因此在110KV及其以上的超高压系统中广泛采用该中性点接地方式。

注意事项

1. 作为220kV枢纽变电站的主变必须并列运行。其中一台主变的220kV侧中性点和110kV侧中性点必须直接接地，其他主变中性点通过间隙接地。

   
   

目的

是为了保证110kV侧零序阻抗稳定，有利于该110kV系统零序定值的计算和整定，零序过流保护的保护范围变化很小，容易保持其阶梯特性；另一方面为220kV系统提供稳定的零序电源，保证其220kV系统零序保护的方向性和稳定性。

 2.220kV负荷变电站的主变必须分列运行，此时所有主变的220kV侧中性点必须通过间隙接地，110kV侧中性点全部接地运行。

3.链式接线的220kV变电站，其220kV侧母线并列运行并有两个电源。主变虽然分列运行，一台主变的220kV侧中性点直接接地，其他主变的220kV侧中性点通过间隙接地。110kV侧中性点必须全部直接接地。

4.目前运行的110kV变电站全部主变均分裂运行，其电源侧母线为单电源。所以主变110kV侧中性点通过间隙接地，并且不再加装间隙保护。 

2F

中性点不接地的电力系统

我们假设三相系统的电源电压和线路参数Ｒ、Ｌ、Ｃ是对称的，且将相线与大地之间存在的分布电容用集中电容来表示。

系统正常运行时，三相电压对称，三相对地电容电流也平衡。三相电容电流的相量和为零，地中没有电流流过。各相对地电压，就是各相的相电压。

正常运行时的中性点不接地的电力系统

但是当我们假设C相接地故障时，C相的对地电压为零，而A相对地电压UA’=UA+（-UC）=UAC，同理B相对地电压UB’=UBC。所以当C相接地故障使，A、B的对地电压比值都升高为原来的1.73倍。

单相接地时的中性点不接地电力系统

且由相量图可知单相接地电容电流为系统正常运行时相线对地电容电流的3倍。

实际运行中，中性点不接地系统发生单相接地时，三相用电设备的正常工作其实并未受到影响，因为线路的线电压无论其相位和量值均未发生变化。所以三相用电设备正常运行。

但是为了防止再有一相发生接地故障，形成两相接地短路，所以不允许单相接地故障的系统长期运行。所以在该系统中，需要装设专门的单相接地保护或绝缘监视装置。当系统发生单相接地故障时，发出报警信号，提醒供电值班人员注意，及时处理；当危机人身及设备安全时，则单相接地保护应动作于跳闸，切除故障线路。

3F

中性点经消弧圈接地的电力系统

中性点经消弧圈接地的电力系统主要是为了防止单相接地时接地点出现断续电弧，引起谐振电压。所以当当单相接地电容的电流大于一定值时，电力系统中性点要采取消弧圈接地的运行方式。

当系统发生单相接地时，流过接地点的电流为接地电容电流与流过消弧线圈L的电感电流之和。因为接地电容电流超前电容电压90度，电感电流滞后电容电压90度，所以在接地点电感电流与电容电流相互补偿。当电容电流与电感电流的量值差小于产生电弧的最小电流时，电弧就不会产生，也就不会产生谐振过电压。

中性点经消弧圈接地的电力系统发生单相接地时的情况

该系统如果发生接地短路故障时，允许短暂运行（2小时）。这是因为消弧线圈的设计一般在最大电流分接运行2小时，或上层油温（充油）绕组温度（干式）不超过允许值。

所以消弧线圈必须装设测量上层油温（充油）或绕组温度（干式）的温度计并带有报警接点，无人站有远传装置。运行值班人员如果不能及时排除故障，则应设法将负荷转移到备用线路上。如果单相接地会危及人身安全及设备安全时，则单相接地保护应动作于跳闸，切除故障线路。

4F

经电阻接地的电力系统

在现代化的城市电网中，电缆线路电流较大，中性点消弧圈接地的方式不能完全抑制故障点电弧，所以无法抑制谐振过电压。因此在10KV的城市电网中性点采用电阻接地运行方式。

经电阻接地系统发生单相接地时接地相对地下降（金属性接地时为零），非接地相对地电压升高（金属性接地时为线电压），接地点电流为电容电流和经电阻限制的阻性电流之和。经保护判断后断路器将接地点与系统断开。随着中性点接入电阻从小变大，单相接地时产生的过电压逐渐增高。

电阻接地系统的划分

10kV中性点对地接入5－10Ω电阻称为小电阻系统，接入几十－100Ω电阻为中电阻系统，接入几百－1000Ω电阻为高电阻系统。

注意事项：

1.小电阻接地系统运行时不得将接地电阻退出运行，也不得将两个接地电阻长期并列运行

2.小电阻接地系统单相接地时接地电流以阻性为主。因此判断电流的大小就能决定被保护元件是否接地，一般使用过流保护。

3.小电阻接地系统中的配电变压器外壳（充油）或铁芯及外罩（干式），若接地电阻大于4Ω时必须与中性点分开。