供電系統(tǒng)和電氣設(shè)備接地方式的組合稱為接地制式。接地制式的選用與供電電壓有關(guān)。

一、供配電系統(tǒng)中性點(diǎn)及其接地方式

1、中性點(diǎn)

供配電系統(tǒng)的中性點(diǎn)是指發(fā)電機(jī)、變壓器的三相繞組接成星形的公共連接點(diǎn)。

2、供配電系統(tǒng)的接地方式

供配電系統(tǒng)接地方式分為兩大類。

1）小接地電流系統(tǒng)

中性點(diǎn)不接地，包括經(jīng)消弧線圈或高阻抗接地，稱為小接地電流系統(tǒng)。

2）大接地電流系統(tǒng)

中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)低阻抗接地稱為大接地電流系統(tǒng)。

二、高壓系統(tǒng)的接地制式

高壓系統(tǒng)接地采用最廣泛的是中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和中性點(diǎn)直接接地三種方式。

1、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)供電可靠性高，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，不構(gòu)成短路回路，接地電流不大，不必切除接地相，但非故障相對(duì)地電壓升高為線電壓，因此，對(duì)絕緣要求較高。1）正常運(yùn)行情況

系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)對(duì)地電壓的大小和相位與各相對(duì)地電容是否對(duì)稱以及網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱程度有關(guān)，實(shí)際上電網(wǎng)各相對(duì)地電容不會(huì)完全相等，但不對(duì)稱度很小，故可認(rèn)為中性點(diǎn)對(duì)地電壓近似為零。

2）單相接地故障

（1）金屬性接地

a、經(jīng)故障相流入故障點(diǎn)的電流為正常運(yùn)行時(shí)每相對(duì)地電容電流的3倍；

b、中性點(diǎn)對(duì)地電壓升高為相電壓；

c、非故障相的對(duì)地電壓升高為線電壓；

d、線電壓與正常時(shí)相同。

（2）非金屬性接地

a、中性點(diǎn)對(duì)地電壓和故障相對(duì)地電壓大于零而小于相電壓；

b、非故障相對(duì)地電壓大于相電壓而小于線電壓；

c、故障相接地電容電流比金屬性接地小。

（3）單相接地引起的電弧過電壓

當(dāng)接地電流大于5A而小于20A時(shí)，電網(wǎng)的電感和電容形成震蕩回路，將會(huì)產(chǎn)生一種不穩(wěn)定的間歇性電弧，從而引起電弧過電壓。非故障相電壓的幅值可達(dá)相電壓峰值的2.5～3倍，容易引起非故障相對(duì)地?fù)舸┒l(fā)展成相間短路。因此發(fā)生單相接地時(shí)，應(yīng)由絕緣監(jiān)察裝置立即發(fā)出預(yù)告信號(hào)，此時(shí)警鈴響，“系統(tǒng)接地”光字牌亮。

3）應(yīng)用范圍

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)線電壓仍然對(duì)稱。若接地電流小，電流過零時(shí)電弧將自行熄滅，接地故障隨之消失；若接地電流大，則產(chǎn)生間歇電弧或穩(wěn)定電弧造成過電壓或燒壞電氣設(shè)備。故中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)僅適用于單相接地電容電流不大的小電網(wǎng)。我國規(guī)定中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的應(yīng)用范圍為：

（1）3～10kV電網(wǎng)單相接地電流不大于30A；

（2）35～60kV電網(wǎng)單相接地電流不大于10A。

2、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)

在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，為了減小接地電流超過允許值時(shí)在接地點(diǎn)形成間歇性電弧或穩(wěn)定電弧的危害，通常采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。

1）消弧線圈的結(jié)構(gòu)

消弧線圈是一個(gè)鐵芯可調(diào)的電感線圈，其鐵芯上套有繞組，繞組有若干個(gè)抽頭，以便根據(jù)電網(wǎng)的不同情況調(diào)整消弧線圈的補(bǔ)償電流。另外還有一個(gè)額定電壓為110V，額定電流為10A的信號(hào)線圈。當(dāng)電網(wǎng)中有接地故障時(shí)，信號(hào)線圈發(fā)出警告信號(hào)，并接通位于消弧線圈隔離開關(guān)旁邊的信號(hào)燈，指示有接地故障存在或中性點(diǎn)對(duì)地電壓過高，此時(shí)禁止操作隔離開關(guān)，否則會(huì)導(dǎo)致帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)的誤操作。在消弧線圈的接地端還裝有一個(gè)電流互感器，用來檢測(cè)通過消弧線圈電流的大小。

2）消弧線圈的作用原理

消弧線圈安裝在變壓器的中性點(diǎn)上，正常運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)三相接近對(duì)稱，中性點(diǎn)對(duì)地電壓近似為零，通過消弧線圈的電流很小；發(fā)生單相接地后，中性點(diǎn)電位漂移，故障點(diǎn)流過電容電流，消弧線圈中將產(chǎn)生一個(gè)與電容電流相位相反的電感電流進(jìn)行補(bǔ)償，使故障點(diǎn)電流降至10A以下，有利于防止弧光過零后重燃，達(dá)到滅弧的目的，降低高幅值過電壓出現(xiàn)的幾率，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。當(dāng)消弧線圈正確調(diào)諧時(shí)，不僅可以有效地減少產(chǎn)生弧光接地過電壓的機(jī)率，還可以有效地抑制過電壓的輻值，同時(shí)也最大限度地減小了故障點(diǎn)熱破壞作用及接地網(wǎng)的電壓等。

3）消弧線圈的補(bǔ)償方式

（1）全補(bǔ)償

lL=Ic，表明接地點(diǎn)的電容電流全部被補(bǔ)償，接地點(diǎn)電流為零，這種情況稱為全補(bǔ)償。但全補(bǔ)償?shù)臈l件也是串聯(lián)諧振的條件，電網(wǎng)容易產(chǎn)生串聯(lián)諧振過電壓，可能造成電氣設(shè)備的損壞，故一般電網(wǎng)不采用全補(bǔ)償方式。

（2）IL＜Ic，電感電流不能完全補(bǔ)償接地電容電流，因而在接地點(diǎn)仍有殘余的電容電流，如數(shù)值較小，電流過零時(shí)電弧可自行熄滅。但當(dāng)系統(tǒng)頻率降低或運(yùn)行方式改變需切除部分線路時(shí)，也可能形成串聯(lián)諧振的條件，產(chǎn)生串聯(lián)諧振過電壓。因此一般也不采用欠補(bǔ)償方式。

（3）過補(bǔ)償

IL＞Ic，補(bǔ)償后的殘余電流呈感性，不會(huì)出現(xiàn)串聯(lián)諧振的情況。但殘余電感電流不能太大，也不能太小，太大會(huì)在接地處產(chǎn)生間歇性電弧或穩(wěn)定電弧；太小又將接近全補(bǔ)償而引起串聯(lián)諧振過電壓。

4）經(jīng)消弧線圈接地的應(yīng)用范圍

消弧線圈能有效地減小單相接地電流，迅速熄滅電弧，防止間歇性電弧引起的過電壓，故廣泛用于3～60kⅤ的電網(wǎng)。國家規(guī)定在中性點(diǎn)不接地的3～10kV系統(tǒng)中，當(dāng)電容電流超過30A或在中性點(diǎn)不接地的35～60kV系統(tǒng)中，電容電流超過10A時(shí)，需采用經(jīng)消弧線圈接地方式。

3、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)

1）應(yīng)用

大多數(shù)的110kV電網(wǎng)均采用中性點(diǎn)直接接地方式，以降低絕緣水平，減少設(shè)備和線路的投資。220kV及以上電壓的電網(wǎng)，除存在對(duì)地電容外，還有較大的電暈損耗和泄漏損耗。因而接地電流中既有無功分量，又有有功分量，消弧線圈不能消除接地電流中的有功分量。因此，規(guī)定220kV及以上電壓的電網(wǎng)中性點(diǎn)采用直接接地方式。2）優(yōu)點(diǎn)

（1）中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)的電位仍保持為零，非故障相的對(duì)地電壓仍為相電壓，故對(duì)設(shè)備的絕緣沒有危害，因而可降低設(shè)備的絕緣水平和造價(jià)。我國110kV及以上的電力網(wǎng)基本上都采用中性點(diǎn)直接接地。

（2）發(fā)生單相接地故障時(shí)，線路中將流過較大的單相接地短路電流，從而使線路繼電保護(hù)裝置迅速斷開故障部分，有效地防止單相接地時(shí)可能產(chǎn)生的間歇電弧過電壓，因而采用中性點(diǎn)直接接地方式可以克服中性點(diǎn)不接地方式所存在的某些不足。

3）缺點(diǎn)

（1）中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，除了接地相要流過較大的單相接地短路電流危害設(shè)備的運(yùn)行外，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，中斷供電。為了彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn)，可在線路上裝設(shè)三相或單相自動(dòng)重合閘裝置，以此來提高供電的可靠性。

（2）在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，單相接地電流將在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而對(duì)附近的通信線路和信號(hào)裝置產(chǎn)生電磁干擾。為了避免這種干擾，應(yīng)使輸電線路遠(yuǎn)離通信線路，或在弱電線路上采用特殊的屏蔽裝置，這些措施將在一定程度上使線路的造價(jià)增大。為了限制單相短路電流值，通常只將電力網(wǎng)中一部分變壓器的中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)阻抗接地。