第2章　电力系统运行与电气设备基本理论

2.1　电力系统中性点的运行方式

电力系统的中性点是指星形连接的变压器或发电机的中性点。这些中性点的运行方式是比较复杂的问题，它关系到绝缘水平、通信干扰、接地保护方式、电压等级和系统接线等很多方面。我国电力系统中性点运行方式大致分为：直接接地、不接地和经消弧线圈接地。其中中性点直接接地系统也称为大接地电流系统，后两种则称为小接地电流系统。

2.1.1　中性点直接接地系统

中性点直接接地系统的供电可靠性低。因为这种系统中一相接地时，出现了除中性点外的另一个接地点，构成回路短路，接地相电流很大，为了防止损坏设备，必须迅速切除接地相甚至三相。

在电压等级较高的系统（220kV及以上）中，因绝缘费用在设备总价格中占相当大的比重，降低绝缘水平带来的经济效益很明显，所以一般都采用中性点直接接地方式，此时通过采用其他措施提高供电可靠性。例如，现阶段采用的高速继电保护、高速断路器和自动重合闸等措施可大大提高中性点直接接地系统的供电可靠性和稳定性。

2.1.2　中性点不接地系统

中性点不接地系统的供电可靠性高，但是绝缘水平的要求也高。因为这种系统发生单相接地故障时，不构成短路回路，接地相电流不大，不会破坏用电设备的正常运行，所以不必立即切除接地相。但是这时非接地相的对地电压却升高为相电压的倍，这就要求各种电气设备的绝缘要按照线电压来考虑。

在电压等级较低的系统（35kV及以下）中，由于绝缘费用所占比例不高，一般就采用中线点不接地方式以提高供电可靠性。

2.1.3　中性点经消弧线圈接地系统

所谓消弧线圈，其实就是电抗线圈。消弧线圈的功能可以通过比较图2.1和图2.2来理解。

由图2.1可见，由于导线对地有电容，中性点不接地系统中发生单相接地故障时，接地相的接地电流属于容性电流。而且这种电流会随着网络的延伸而增大，以致完全有可能使接地点电弧不能自行熄灭，烧坏导线并引起弧光接地过电压，损坏设备的绝缘，甚至发展成严重的系统性事故。

为避免发生上述情况，可在系统中某些中性点处装设消弧线圈，如图2.2所示。装设消弧线圈后，系统构成了另一回路，使接地点电流中增加了一个感性电流分量，和装设消弧线圈前的容性电流分量相抵消，减小了接地点的电流，使电弧易于自行熄灭，提高了供电可靠性。

图2.1　中性点不接地时的单相接地

（a）电流分布；（b）电压电流相量关系

图2.2　中性点经消弧线圈接地时的单相接地

（a）电流分布；（b）电压电流相量关系