第五节
中性点运行方式

电力系统中性点 是指三相绕组作星形连接的变压器和发电机的中性点。电力系统中性点与大地间的电气连接方式，称为电力系统中性点接地方式（即中性点运行方式）。

电力系统中性点接地方式有两大类：一类是中性点直接接地或经过低阻抗接地，发生接地故障时，接地电流很大，故又称为大接地电流系统；另一类是中性点不接地，经过消弧线圈或高阻抗接地，发生单相接地时，由于不构成短路回路，接地电流被限制到较小数值，故又称为小接地电流系统。其中采用最广泛的是中性点不接地、中性点经过消弧线圈接地和中性点直接接地等三种方式。

一、中性点不接地系统

当中性点不接地系统中发生单相接地时，各相间的电压大小和相位保持不变，三相系统的平衡没有遭到破坏，因此，在短时间内可以继续运行。但是非故障相电压升高，绝缘薄弱点很可能被击穿，为了防止故障扩大，造成相间短路，规定带故障点运行时间不得超过2小时，运行人员及时查找接地故障点。

在中性点不接地系统中，当接地的电容电流较大时，在接地处引起的电弧就很难自行熄灭。在接地处还可能出现所谓的间隙电弧，即周期地熄灭与重燃的电弧。由于电网是一个具有电感和电容的振荡回路，间歇电弧将引起相对地的过电压，其数值可达2.5～3 Ux。这种过电压会传输到与接地点连接的整个电网，更容易引起另一相对地击穿，从而形成两相接地短路。

二、中性点经消弧线圈接地系统

在中性点经消弧线圈接地系统中，单相接地和中性点不接地系统一样，故障相对地电压为零，非故障相对地电压升高至 倍，三相线电压仍然保持对称和大小不变，允许暂时接地运行，但不得超过2小时。消弧线圈的作用对瞬时性接地系统故障尤为重要，它使接地处的电流大大减小，使接地点电弧迅速熄灭，防止产生间歇电弧，所以这种接地方式广泛地应用在额定电压为3 kV～60 kV的系统中。

三、中性点直接接地系统

中性点的电位在电网的任何状态下均保持为零。在这种系统中，当发生单相接地时，故障相直接经过接地点和接地的中性点短路，单相接地短路电流的数值最大，继电保护立即启动，将故障部分切除。

中性点直接接地的主要优点是它在发生单相接地故障时，非故障相地对电压不会增高，因而各相对地绝缘即可按相对地电压考虑。电网的电压愈高，经济效果愈大；而且在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中，单相接地电流往往比正常负荷电流小得多，因而要实现有选择性地接地保护就比较困难，但在中性点直接接地系统中，实现就比较容易。由于接地电流较大，继电保护一般都能迅速而准确地切除故障线路，且保护装置简单，工作可靠。

我国110 kV及以上电网一般采用大电流接地方式，即中性点有效接地方式（在实际运行中，为降低单相接地电流，可使部分变压器采用不接地方式），这样中性点电位固定为零电位，发生单相接地故障时，非故障相电压升高不会超过1.4倍运行相电压。

变压器中性点接地，使变压器中性点锁定为零电位，在三相负载不平衡时，避免中性点位移而造成相电压不平衡。变压器中性点接地，可以将系统发生单相接地变为单相短路，保障继电保护装置迅速可靠地动作跳闸。

四、海上风电场中性点接地方式

1.风电场中性点运行方式

当风力发电场内有多个变压器中性点时，必须按照调度下达的中性点运行方式执行，避免发生保护装置拒动或误动。江苏省调对某风电陆上集控中心和海上升压站的主变中性点运行方式要求为：陆上集控中心1#、4#主变中性点任选其一直接接地，海上升压站2#、3#主变中性点均直接接地。

2.中性点保护配置

陆上集控中心有变压器中性点直接接地、变压器中性点经间隙接地两种不同的运行方式，而变压器中性点的保护主要是反映接地故障，针对接地故障中性点运行方式的不同，保护功能投退也有所不同。

情况1:当系统发生接地故障，中性点接地的变压器应装设零序电流保护，可由两段组成，每段各带两个时限，短时限动作于断开母联或分段断路器，缩小故障影响范围，长时限动作于断开变压器各侧断路器。

情况2:当系统发生接地故障，中性点接地的变压器跳开后，电网零序电压升高或谐振过电压等都会危及中性点不接地的变压器中性点绝缘。因此，中性点不接地的变压器应装设零序电压保护或间隙零序电流保护。

（1）变压器中性点间隙过流保护

为防止过电压损坏变压器中性点绝缘，主变压器中性点目前普遍采取装设放电间隙的措施，利用中性点套管电流互感器或在放电间隙回路装设独立的电流互感器，构成变压器中性点放电间隙零序过电流保护（简称间隙过流保护）。

变压器高压侧中性点放电间隙保护应在中性点接地刀闸合上前退出，在中性点接地刀闸拉开后投入（即放电隙保护与中性点不能同时在投入状态）。放电间隙保护是由零序电压和零序电流并联组成，且电流定值比较灵敏，时间较短，没有与其他保护配合的关系。在直接接地状态时，如遇到外部故障，中性点CT中就有零序电流流过，将造成间隙过流保护误动。在经间隙接地状态时，在发生接地故障时，在其他接地变压器跳开后，中性点零序电压将升高，使间隙零序电压保护动作，以保护不接地变压器的安全。

变压器中性点间隙过流保护接线方式为零序过流采用主变压器自带中性点CT,间隙过流采用单独CT。

（2）零序电压保护

中性点放电间隙是一种较为粗糙的设备，因其放电电压受气象条件、调整精度以及连续放电次数的影响可能出现该动作而不能动作的情况。为此，还应装设零序电压保护，作为放电间隙拒动时的后备保护。变压器中性点间隙保护（图1-12）可采用间隙、避雷器及避雷器联合放电间隙3种方式，常采用避雷器联合放电间隙的保护方式，避雷器并联间隙的保护分工是工频、操作过电压由间隙承担，雷电、暂态过电压由避雷器承担，同时，又用间隙来限制避雷器上可能出现的过高幅值的工频过电压和过高的残压。这种方式既对变压器中性点进行保护，又起到互为保护的作用。

3.分级绝缘变压器

大型变压器是电力生产的核心设备，由于其成本较高，故在110 kV及以上的中性点直接接地的电网中，多采用分级绝缘的变压器。在实际运行中，部分变压器的中性点是直接接地的，但还有部分变压器的中性点不接地运行。

分级绝缘，就是变压器的线圈靠近中性点部分的主绝缘，其绝缘水平比线圈端部的绝缘水平低。分级绝缘变压器运行中应注意以下问题。

（1）分级绝缘变压器中性点一定要加装避雷器和防止过电压间隙。

（2）如果条件允许，运行方式允许，分级绝缘变压器一定要中性点接地运行。

（3）分级绝缘变压器中性点如果不接地运行，中性点过电压保护一定要可靠投入。 cpSKpS0SY2KXa3TKonHeQCFbfzX2zOPQoYvr2caFpmnDWxoRi7PtFE6SFW7QOMI4