一.10～35KV电网中性点接地方式 由于对各种电压等级电网的运行指标的要求日益提高，中性点接地方式的正确选择及其在不同条件下的实施就具有越来越重要的意义。电网中性点的接地方式直接影响到：(1)供电的可靠性；(2)线路和设备的绝缘水平；(3)单相短路电流对设备的损伤程度；(4)继电保护装置的功能；(5)对通信和信号系统的影响等等。 电网的中性点接地方式并不是一成不变的，以世界各国的电网来说，早期既用过中性点不接地方式，也用过中性点直接接地方式。经过长期的变迁，目前10～35KV电网采用较多的方式主要有不接地、经消弧线圈接地和经电阻接地等几种。 A.中性点不接地方式 供电变压器35KV侧的三项绕组一般是星形连接的。中性 点O在一定条件下是可以对地绝缘的，这种方式就叫不接地方式。供电变压器10KV侧的三项绕组是三角形接线的，没有看得见的具体中性点，它有看不见的电气上的中性点O，当然不能在这个看不见的电气中性点上接东西，故这种方式也是不接地方式。 早期的电网大多是中性点不接地的，它的最大优点是发生单相接地故障时，只使三相对地电位发生变化，并不中断向用户供电，可带着单相接地故障运行一段时间。 所谓单相接地是指三相输电导线中的某一相导线因为某种原因通过电弧、金属或电阻有限的非金属物体接地。这种故障常常发生，例如雷击后使雷击点对地发生电弧接地；风吹摇动树枝碰到导线，也就是现场所谓的线树矛盾；变电站里的小动物如老鼠活动时触电，也就是所谓的鼠害；电缆某一相的绝缘老化或被破坏后发生接地等等。 对于采用中性点不接地方式的电网，如果从供电电源到用户的连线很短，那么在接地处就测量不出电流，因为没有通过接地点的电流回路。单如果线路很长，则导线对地的电容不能忽略，接地电流通过导线的对地电容形成回路。如电缆总长度为 数十公里时，通过接地点的电流就可能达到数十安。 电网运行经验表明，当接地电流Ig小于10A时，带着单相接地故障可运行一段时间（小于2小时）不致使情况更恶化，即不发展为相间短路故障。但如果Ig过大，则电弧就会导致二相短路，这时就使线路跳闸，造成停电事故了。 B.中性点经消弧线圈接地方式 为了减少单相接地的电容性电流，从二三十年代就应用了消弧线圈。它接在供电变压器的中性点，目的是使经消弧线圈流入接地弧道的电感性电流大大减小。 前面说过10KV电网因变压器绕组是三角形接线，没有可供接消弧线圈的中性点。为了接入消弧线圈，需认为建立一个中性点。解决的方法是在10KV母线上接上一个星形接线的三相变压器，在它的中性点接消弧线圈， 流过接地弧道的电流也由电容电流IC和电感电流IL组成，他们可互相抵消。这就促使电弧自动熄灭。经消弧线圈接地方式的优点是一方面和不接地方式一样，可带着单相接地故障运行一段时间（小于2小时），另一方面它由降低了由单相接地发展为二相短路的概率。 C.中性点经电阻接地方式 中性点经电阻接地方式一般是在电力变压器的中性点和地之间接入电阻，或者接一个单相辅助变压器，在其二次侧接电阻，还有一种是在三相变压器或由三台单相变压器组成的变压器组的二次侧接成开口三角形，并在开口二端接电阻，其特点是电网主变压器中性点不需引出。 中性点经电阻接地方式按电阻取值的大小又可分为低电阻和中电阻二种，低电阻将单相接地电流限制到500A及以上；中电阻将单相接地电流限制到100～200A。经电阻接地方式的特点是一旦发生接地故障，线路立即切除。采用这一方式需具备开关性能好和有备用电源等条件，否则跳闸停电频繁；开关的维护工作量加重。 中性点经电阻接地电网和中性点不接地电网相比，在消除间歇电弧过电压、自动检出故障线路、预防谐振过电压等方面有其优点；和经消弧线圈接地电网相比其主要特点是故障线路切除快，并实现自动重合。目前，经消弧线圈接地电网配合灵敏的故障选线装置运行，故障选线也很灵敏迅速，能弥补其不足。 二.正常运行时不接地电网的中性点（对地）电压－不对称电压 不接地电网中负载的中性点也是不接地的，负载阻抗大小和各相不对称情况不影响三相对地的电压，因此在分析电网三相对地电压和中性点对地电压时可不看负载的情况，而只看电网各相对地的电容和电导。为了分析方便，有时只看电容的影响，因为电容的容抗 比漏电阻r小得多（ ）。三相对地电容也相当于星形接线的负载，其中性点电位是固定的地电位。 三相电源的电势是对称的电源电势，中性点在三角形的中心，见图8（a）。各相对地电容如果不平衡，例如A相电容大（容抗小），则按通常的规律阻抗小的电压分担小，所以A相电压较小，另两相较大，见图8（a）。把（a）图和（b）图重合在一起，可知电源中性点O和O’点不重合，见图8（c）。O’是接地点，是零电位，因而电源中性点O对地电位O’有了电位差。这是因为三相对地电容不对称引起的，故称中性点不对称电压。一般电网的不对称度（不对称电压/相电压）约为0.5～1.5％。 图（8） 不对称电压的相量图 不对称电压可以根据各相电容的大小来计算，免去推导可写出： （1）如果想不只是计算不对称电压的大小，还欲求其相位，则可根据（2）式计算。 （2） 式中 ， 称为不对称度。 以电容最大的一相（例如A相）的电容去除式（2）的分子和分母，则（2）式的另一形式是 （3） 式中 ； 。 设 最大，另外两相电容相等 ，则 (4) 这表示 在数值上比相电压小，相位上和 反方向，正和前面图8（c）所示的一样。 三.消弧线圈接地电网的位移电压 不接入消弧线圈时的中性点电压是不对称电压 ，接入消弧线圈后中性点位移电压是变大还是变小呢？这一问题可应用戴维南原理求解。等效电路中的等值电势是不接入消弧线圈时n点的开路电势，也就是不对称电压 ，等效电势的内阻抗是把原电路三相电源短路时从n点看的等值阻抗，即CA//CB// CC，见图（10）。 图（10）中L为消弧线圈电感，gL为等值于损耗的电导，gc为电容的漏电导。从图（10）看，等效电路是一个LC串联电路，当接近谐振条件时回路中的电流很大，消弧线圈上电压也即中性点位移电压很大。运行中规定中性点电压Un不大于15％的相电压。（Un<0.15UФ）这一般靠在 回路中加人阻尼与消弧线圈串联或并联电阻,或调整消弧线圈电 感,使LC不完全谐振来实现。 四. 脱谐度、残流和故障点恢复电压 线路事故中绝大多数是单相接地,其中瞬间故障占很大比例。只要能将故障点的瞬时性电弧熄灭,即可消除事故,中性点加入称作消弧线圈的电抗器就是为了这个目的。 它的作用有两个,即 (1)大大减小故障点接地电流： (2)减缓电弧熄灭瞬时故障点恢复电压的上升速度。 现用图(11)和图(12)说明第一个作用。当一相例如A相发生单相稳定接地时,则A相对地电位 为零,B,C两相对地电位 , 分别上升到线电压,中性点位移为 ,即 。 在B相和C相电压作用下经电容流人故障点的电流为 。 另一方面,消弧线圈中的电感电流为 ,它的相位与 的相位相反,故可减少故障点的电流. 分析补偿电网单相接地时常用一个并联谐振电路来等效,如图(12)所示.从图(10)-(11)不难看出： （5） 若 ，则 可见,并联谐振电路中的等效电势就是单相接地时的零序电压,在数值上等于 。 图(12)分析补偿电网单相接地时的并联谐振电路 流经故障点的电流与并联谐振等效电路的参数有关,有下面3种情况。 (1) 全补偿 当 时, ,称全补偿,此时 .脱谐度的定义为: ，或 (2)过补偿 当 时, ,称为过补偿,此时 。 (3)欠补偿 当 时, ,称为欠补偿,此时 。 消弧线圈调谐的一个基本要求就是使接地点的残流小于一定值。残流中电容性电流即使全被补偿，阻性电流和高频电流都不能靠消弧线圈的电感电流补偿。接地电流中的高频电流约为电容电流的(5-30)％，接地残流的一般表达式为 （7） 下面再看消弧线圈在灭弧方面的第二个作用， 即减缓接地点 恢复电压的上升速度的作用。 图(12)为补偿电网单相接地时的零序等效电路，可用来讨论弧隙的恢复电压。流过开关S的电流代表残流，当电弧熄灭时，相当于S打开；m、n两点间电压相当于弧隙的恢复电压，m点电压决定于实际电网A相电压的变化，如图(13a)所示。中性点电压Un的变化规律如图(13b)。故障点的恢复电压变化规律如图(13c)(中性点电压图(b)加A相电源电压图(9))。 图(13) 单相接地熄弧瞬时故障点恢复电压 以上分析表明:灭弧后由于电容上的电荷经消弧线圈电感放电形成慢慢衰减的自由振荡过程,弧道上的电压(m、n点之间的电压)是缓慢上升的,故不容易发生重燃。