电力系统的中性点特指星形(Y型)接线的变压器或发电机的中性点。根据中性点是否接地以及接地方式的不同,主要分为以下三种运行方式。
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三种主要运行方式

1. 中性点不接地

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  • 适用系统:通常用于3~66kV的中压配电网络。
  • 优点
    • 发生单相接地故障时,由于没有形成完整的回路,流过故障点的电流非常小(主要是线路对地电容电流),电弧容易自行熄灭。
    • 系统可以带单相接地故障继续运行一段时间,提高了供电可靠性。
    • 三相之间的线电压在单相接地时基本保持对称不变。
  • 缺点
    • 发生单相接地时,中性点电压会升高至相电压
    • 非故障相的对地电压会升高至原来的,即线电压。这对电气设备的绝缘要求很高,增加了设备造价。

2. 中性点直接接地

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  • 适用系统:通常用于110kV及以上的高压、超高压和特高压输电系统。
  • 优点
    • 发生单相接地故障时,中性点和故障相的对地电压基本为零。
    • 非故障相的对地电压保持为相电压不变,不会升高。这大大降低了对电气设备绝缘水平的要求,从而降低了设备和线路的造价,经济性好。
  • 缺点
    • 发生单相接地时,会形成一个大电流的单相短路
    • 继电保护装置会立即动作,切除故障线路,因此供电可靠性相对较低

3. 中性点经消弧线圈接地

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  • 适用系统:同样用于3~66kV的中压配电网络,是对不接地和接地方式的一种改进
    • 相对于不接地方式减小了单相接地电流,使得电弧容易熄灭
    • 相对于接地方式,在中性点和地之间加上电感,减小了单相短路电流
  • 原理
    • 在变压器中性点与大地之间接入一个电感线圈(消弧线圈)。
    • 当发生单相接地时,线路对地电容会产生一个容性电流(流过故障点。
    • 同时,消弧线圈会产生一个感性电流(,通过中性点和大地流向故障点。
    • 通过调节消弧线圈的电感,可以使其产生的感性电流与故障点的容性电流大小相等、相位相反,从而相互补偿,使流过故障点的总电流接近于零
  • 优点
    • 极大地减小了单相接地电流,使电弧极易自行熄灭,显著提高了供电可靠性
  • 缺点
    • 和不接地系统一样,非故障相的对地电压会升高至线电压
  • 补偿方式
    • 过补偿,故障点流过的是感性电流(通常采用的方式)。
    • 欠补偿,故障点流过的是容性电流。
    • 全补偿,会发生谐振,不允许运行。
经消弧线圈接地:
适当选择线圈感抗,接地点电流可减小到很小,且熄灭接地电流产生的电弧。其他特点与不接地系统基本相同。

特点比较总结

特点
中性点不接地
中性点经消弧线圈接地
中性点直接接地
适用电压
3~66kV
3~66kV
110kV及以上
接地电流
很小(容性)
极小(补偿后)
很大(短路电流)
非故障相电压
升高至线电压
升高至线电压
基本保持相电压不变
可靠性
较高,可短时带故障运行
最高,电弧易自熄
较低,需立即跳闸
绝缘水平要求
低,经济性好
主要目的
提高可靠性
提高可靠性
降低绝缘水平和造价

特殊系统:三相四线制

在低压配电系统中,常采用中性点直接接地的三相四线制。这种系统除了三根相线(A, B, C)外,还有一根从中性点引出的中性线(N线)。这样既可以提供三相电源给三相设备使用,也可以提供单相电源(一根相线和一根中性线)给单相设备使用。
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一般的家用电器都是单相设备,具有火线、零线和地线
 
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