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1、配电系统中性点接地方式及其选择1、配电系统中性点的接地方式我国早期曾规定: 将配电系统中性点接地方式分为大接地短路电流系统和小接地短路电流系统两类。 因电流大小难以用电力系统中性点接地方式分类来明确界定, 因此改成分为中性点有效接地系统和中性点非有效接地系统。1.1 中性点有效接地方式配电系统中性点有效接地, 包括直接接地或经低值电阻器或低值电抗器接地, 并要求全系统的零序电抗(X0) 对正序电抗(X1)之比 (X0/X1) 为正并低于 3, 零序电阻 (R0) 对正序电抗(X1) 之比为正并低于 1。反之为中性点非有效接地系统。1.1.1 中性点直接接地方式优点 : 单相接地故障时非故障相对
2、地电压一般低于正常相电压的140%,不会引起过电压。由于短路电流大, 继电保护配置容易。缺点 : 单相接地故障短路电流巨大, 一般超过三相短路电流的 50%。巨大的短路电流会损坏设备、干扰通信, 并产生跨步电压 , 威胁人身安全。 实际电网中瞬时性单相接地故障概率多 , 影响供电可靠性。为避免损坏设备, 必须迅速切除接地相甚至三相 ,供电可靠性低。1.1.2 中性点经小电阻接地方式接地电阻的大小应使流经变压器绕组的故障电流不超过每个绕组的额定值。发生单相接地时 , 非故障相电压可能较高。接地电阻的选取应参照以下情况 : 以电缆线路为主的电力系统中 , 单相接地允许阻性接地电流较大, 可达 20
3、00A; 以架空线路为主时的电力系统中 , 单相接地允许阻性电流较小 , 为 300A。相对于中性点直接接地, 小电阻接地配电系统单相接地故障电流较小 , 过电流危害较小。 但由于故障电流仍然较大, 必须立即切断故障线路, 造成供电中断。1.2 中性点非有效接地方式1.2.1 中性点不接地方式优点 : 单相接地短路电流小。 单相线电压仍然对称, 可以带故障运行0.52小时，增加了供电可靠性。缺点 : 发生单相接地故障时电网长期运行, 因非故障的两相对地电压升高 1.73 倍 , 可能引起绝缘的薄弱环节被击穿 , 发展成为相间短路, 使事故扩大, 影响用户的正常用电。 还可能使电压互感器铁心严重
4、饱和 , 导致电压互感器严重过负荷而烧毁。同时弧光接地还会引起全系统过电压 , 进而损坏设备, 破坏系统安全运行。 因此 , 值班人员一定要熟悉接地故障的处理方法, 当发生单相接地故障时, 必须及时找到故障线路予以切除。中性点不接地方式一般用于分布电容电流较小的电网中。1.2.2 中性点经消弧线圈接地方式消弧线圈相当于一个电感, 装设于配变中性点上。单相接地故障时消弧线圈产生一个感性电流, 补偿分布电容电流, 减小了接地故障点电弧电流。目前多采用自动补偿消弧线圈。优点 : 补偿故障点电容电流, 降低故障点电压上升速率, 防止弧光过电压。也可以防止母线PT 饱和引起的铁磁谐振过电压。缺点 : 当
5、电网中分布电容很大时 , 消弧线圈容量随之增大, 不经济。实现单相接地继电保护困难。在不具备直接安装消弧线圈的配电网中 , 可用消弧变压器代替消弧线圈。消弧线圈一般采用过补偿形式。1.2.3 中性点经高阻接地方式对于馈线以电缆为主的城市核心区域采用中性点中值电阻接地方式。优点 : 由于电阻是耗能元件, 也是电容电荷释放元件 , 还是系统谐振的阻尼元件, 中性点经电阻接地方式可将弧光接地过电压限制到较低的水平, 可从根本上抑制系统谐振过电压。优点: 可简化继电保护, 方便地检测接地故障线路, 隔离故障点。缺点: 不能减小接地故障电流。我国上海、广州、深圳、珠海、苏州等城市已采用中性点经电阻接地方
6、式, 大多采用中阻接地方式。限制过电压不超过2.6倍 , 同时可以保证接地保护的灵敏度和选择性。随着配电网逐渐向以电缆为主的方向发展, 中性点通过中值电阻接地是一种颇具生命力的接地方式 , 应推广使用。2、配电系统中性点接地方式的选择配电系统中性点接地方式的选择既要考虑技术因素 , 也要考虑经济因素。综合来说, 需要考虑配电系统的各种运行方式、供电可靠性要求、故障时的过电压、人身安全、对继电保护的技术要求、设备投资等因素。2.1 高压配电网110kV 及以上的高压配电网通常采用中性点直接接地方式。优点 : 线路绝缘投资小。 如果采用非直接接地方式, 会导致单相接地故障时非故障相严重过电压, 对
7、电气设备绝缘要求大大提高 , 增加了投资。缺点 : 发生单相接地故障时会产生很大故障电流, 继电保护迅速跳闸 , 导致供电中断, 影响供电可靠性。2.2 中压配电网主要是 10kV 电网 ,66kV 、 35kV 电网中性点接地方式与中压电网类似。对于中压配电网 , 额定运行电压相对较低, 单相接地故障过电压导致的绝缘费用增加不多 , 因此中性点直接接地方式的优势不明显。 从世界范围来看, 既有采用中性点有效接地方式 , 也有采用非有效接地方式。美国、英国、新加坡、我国香港地区一般采用中性点直接接地方式或经小电阻接地方式。德国、法国等欧洲国家、日本、俄罗斯一般采用非有效接地方式。我国中压配电网
8、大多采用中性点非有效接地方式。 一般情况下 , 在电容电流比较小的网络中 , 采用中性点不接地方式。 在具有电缆和架空线路的配电网中 , 采用经消弧线圈接地方式。目前 , 在我国部分城市配电网中 , 逐渐采用中性点经小电阻接地方式。2.3 低压配电网低压配电系统（380V/220V） 中性点的正确接地方式及对接地故障合理有效的保护是保证安全生产、系统可靠运行的重要方面。在我国现行建筑设备规范标准, 将低压配电系统分为三种 ,即TN系统、TT系统和IT系统三种形式。2.3.1 TN 系统电源中性点直接接大地, 负荷设备地线接中性线。是一种中性点直接接地方式，分为3种。TN系统中电源中性点（零线）
9、直接接地 , 负荷设备地线直接接零线。被广泛应用于工矿企业的380/220V 低压配电系统。TN-S系统的优缺点及适应性。接线特点是保护线与中性线分设 , 设备外壳与地线相接（ 即三相五线制 ） 。 TN-S 系统具有TN-C系统的所有优点 , 且因保护线与中性线分设, 避免了 TN-C 系统中由于中线断路会使断路点以下接中性线设备的外壳可能带电 , 而增加触电可能性的问题。 缺点是由于增设了保护线而增加了投资,该系统适应于安全要求较高 , 经济条件较好的处所。适用于工业与民用建筑等低压供电系统。（TN-S 系统 ）TN-C系统的优缺点及其适应性：接线特点是中性点直接接地用电设备外壳与中性线相
10、接（ 即保护接零） 。当发生碰壳故障时 ,单相短路电流可使该电器的短路保护装置动作, 及时切除故障设备而避免触电事故的发生 , 所以比 TT 系统中电器外壳的接地保护的效果要好一些。其缺点是当发生中性线路断线时 , 可能使断路点下侧的所有接中性线的电器的外壳带电 , 因而增加人身触电的可能性。但根据农村用电具体情况, 一旦中性线路断线是很危险的 , 所以农村集体电网供电的电气设备, 应采用保护接地, 不得采用保护接零。TN-C-S系统（又称为三相五线制）的优缺点及适应性。当保护线与中性线从某点 （ 一般为进户处） 分开后就不能在合并。TN-C-S系统是对TN-C系统和TN-S系统的优缺点综合处
11、理的一种接地型式, 它既可在一定程度上满足安全要求较高的部分用户的安全性的需要, 又可满足安全要求一般的部分用户的经济性的需要。现在住宅区的供电系统中选用此种系统的占大多数, 部分用户对安全要求较高的村镇也可应用此系统。（TN-C-S 系统 ）L1、L2、L3为A、B、C相电源，俗称火线。N: 中性线 , 俗称零线。PE:地线。2.3.2TT 系统电源中性点直接接地, 负荷设备地线就地接大地。是一种中性点直接接地方式。电源的中性点与大地直接相联, 负荷侧电气装置金属壳部分与接地极相联, 负荷和电源接地极无电气联系。主要优点是能抑制高压线与低压线搭连或配变高低压绕组间绝缘击穿时低压电网出现的过电
12、压; 对低压电网的雷击过电压有一定的泄漏能力 ; 由于单相接地时接地电流比较大, 可使保护装置 （ 漏电保护器） 可靠动作 , 及时切除故障。低压电器外壳接地的保护效果不及 IT 系统。该系统适应于有中性线输出的单、三相用电的较大的村庄。加装上漏电保护装置, 可收到较好的安全效果。 该系统仍然可以取得380/220V 两种电压 , 分别供三相动力负荷和单相负荷使用。 主要应用于低压公用电网及农村集体电网等小负荷系统。2.3.3IT 系统电源中性点不接地或经阻抗接地。 电源中性点与大地之间无直接连接 （ 或经过大电阻连接）, 负荷侧用电设备的外露金属壳部分与接地极相联。此系统中一般不引出中性线N
13、lo用于不准停电的煤矿、熔炼炉等场所。特点 : 电源系统中性点不接地, 发生单相接地故障时 , 接地电流为非故障两相对地电容电流之和。反应单相接地故障的漏电保护主要感受很小的接地零序电流。3 结语配电系统中性点接地方式的选择是具有综合性的技术问题。中性点不接地、谐振接地、电阻接地各有其优缺点 , 应结合电网具体条件 , 通过技术经济比较确定, 也就是说 , 因每种中性点接地方式的系统, 具有独自的优点 , 得到了发展。 在同一城市同级标称电压 , 多种中性点接地方式的系统并存。那种按电压等级“一刀切”决定中性点接地方式是不对。 因每种中性点接地方式的系统具有独自的缺点 （ 弊端 ） 。所以 , 在选择时必须从具体实际出发 ,权衡利弊 , 择利大于弊。
