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引言..............................................................................................................1
直接接地系统............................................................................................1
中性点不接地系统 ..........................................................................................1
电阻接地系统.....................................................................................4
谐振接地系统.........................................................................................7
有效接地系统...................................................................................10
其他种类的接地.........................................................................................11
对比 ............................................................................................................11
参考文献...............................................................................................................12
引言
系统接地, 即变压器中性点和大地之间的连接, 对电力系统发生的不对称故障是至关重要的. 接地设计被认为是最重要的参数去判断电力系统中的接地故障[1]. 一个电力系统可以有不止一个的中性点. 一个系统中的所有中性点并不是都必须用同样的方式接地.因为大故障电流可以导致电力系统裸露部分的电位达到危险水平，所以中性点接地的两个重要功能是检测接地故障，并控制故障电流.
在这一章节中，我们将讨论直接接地类型和另外三种最常见的非直接接地类型：中性点不接地，经电阻接地，谐振接地.
中性点直接接地系统
在直接接地系统中，变压器的中性点都直接接地[2]. 图1所示的是一个系统中中性点直接接地的短路故障.
在中性点直接接地系统中，单相接地故障电流可能超过三相故障电流.电流的大小取决于故障位置和故障电阻.减小接地故障电流的方法之一是使一些变压器的中性点不接地. 直接接地系统的主要优点是较低的过电压，正是这种优点使得这种接地方式在高压系统中普遍被使用（HV）.
中性点不接地系统
在一个系统中，如果所有的变压器中性点都不接地，那么称之为中性点不接地系统.在不接地中性点是通过高阻抗设备，如浪涌避雷器或电压互感器，和大地唯一刻意连接的，而这样做是出于保护和测量目的[2]。然而，在一个电力系统中，在相与地之间总是电容性的连接存在.这种容性的强度取决于电力系统电路的类型和长度.当在系统中发生接地故障时，故障相的对地电容被忽略.
图2示出的是一个中性点不接地系统中的接地故障.
图3显示了一个中性点不接地系统的戴维南等效网络.
在直接接地故障的情况下，相和地之间的电阻连接小到可以忽略不计.接地故障电流，以及中性点位移电压，只取决于相对地电压和电容。
公式1给出了纯容性的接地故障电流.
式（1）
鉴于系统的对地电容较弱，一个孤立的系统的最大接地故障电流很小。故障电阻的存在意味着电阻部分被添加到系统等效阻抗.因此，减少了故障电流将包括一个阻性和一个容性部分.方程2给出了以非直接接地故障的情况下的接地故障电流.
公式（2）
故障电流在电容上产生一个零序电压.该电压被称为中性点位移电压.在直接接地故障的情况下，这电压等于故障前阶段的故障相的对地电压。如果接地故障是非直接接地，相对地电压的部分将是一个故障电阻上的（电压）.方程3给出了中性点位移的电压。
公式3
图4示出故障前的相电压，（这个电压是）在一个非直接接地系统发生相-地短路故障时中性点位移电压与非故障相的电压.中性点和非故障相之间的电压将保持在故障期间保持不变。因此，在非故障相中，中性点位移电压需要改变到相对地电压水平。非故障相的电压最大值是故障前相 - 相电压的105％。
图4中，在非直接接地系统的相-地故障中，故障前电压U A，U B，ūC，中性点位移电压U0和非故障相电压的电压UB，UC.
在中性点不接地系统中的一些相接地故障时不涉及清除任何继电器动作。这通常是一件好事，但在间歇性故障和中性点位移电压的情况下，能在电力系统中导致过电压和附加故障[1]。
中性点位移的电压和接地故障电流控制的继电保护的灵敏度。如果在一个非直接接地的系统中，接地电容太弱，过电流继电器将不能够检测到大故障电阻电路中的接地故障。之所以困难是由于在正常操作不对称条件时，具有高电阻和电流的故障测量的电流之间的差是很小的。
在正常操作下，在一个非对称电流中（零序电流），非对称条件很可能达到高故障阻抗中单相接地故障电流。必须编程使过电流继电器不要在这个级别上操作。
在Matlab进行接地故障电流计算中可以看出，对对地电容很小的电力系统来说，直接接地故障和高电阻故障的故障电流差别是很小的，即小I C，见图5。平坦的可取性故障检测水平之间的曲线和正常操作不对称，很难检测该故障。
隔离系统的优点：
bull;小接地故障电流--在对地电容较小的情况下。
bull;故障的很大一部分相互抵消了。
缺点：
bull;较强的接地电容时将产生很大的接地故障电流。
bull;太弱的对地电容会使检测接地故障变得困难。
bull;过电压风险。因为过电压的风险，使得不直接接地中性点的使用仅限于低压和中等电压[1]。
电阻接地系统
为了提高在一个电力系统中接地故障的检测能力，可以在变压器的中性点和站接地系统间接入一个电阻。在一个系统，如果至少有一个中性点通过电阻接地，称之为电阻接地系统。
中性点电阻的目的是为了提高接地故障电流的阻性部分，从而提高接地故障检测能力。
图6示出了一个中性点经电阻接地系统中的接地故障。图7示出了相应的戴维南等效。
在具有非常弱的对地电容的系统中，对地电容的电抗相比于中性点电阻会很大。中性点电阻，并不是作为非直接接地系统的对地电容，将确定最大接地故障电流。等式4给出了在一个直接接地故障的情况下的接地故障电流。
故障电阻的存在减小了接地故障电流。方程5给出了在一个非直接接地故障时，相对地电容的情况下，接地故障电流。
公式5
正如上一节中提到的，很弱接地电容的系统通常通过电阻接地。为了使不直接接地和直接接地系统的故障电流差别更明显，接地故障电流经常用Matlab进行计算。作用于故障电阻上的电流函数示于图8，在故障电阻约为5K欧姆时，对地故障电流的差异很明显，而当高阻抗接地时，并且非对称状态正常操作期间，这种差别却很小。 而如果系统容性接地故障电流为2A时，在非直接接地和经几千欧姆电阻接地系统中，这种故障电流的差异几乎可以忽略.
在一个非直接接地的系统中发生故障的情况下，故障电流在系统的对地阻抗上产生了一个中性点位移电压. 在电阻接地系统的情况下，接地阻抗是平行于相对地电容的中性点电阻。方程6给出了中性位移电压，在直接接地故障的情况下，故障前相等于地电压的故障相。
高阻接地系统的优点：
bull;使弱电容接地系统的高阻抗故障检测变得可行bull;有些相接地故障可以自我清除。
bull;中性点电阻可被选择来限制可能的过压瞬变至2.5倍基波频率的最大电压[1]。瞬变在下文进一步讨论。
缺点：
bull;当与很强或者适中的接地电容相连时，会产生可观的故障电流。
bull;涉及成本.
谐振接地系统
在电力系统中，为了限制接地故障电流的无功部分，中性点反应器可连接在变压器中性点和直接接地系统之间。在一个至少有一个中性点经过感抗，消弧线圈连接到地的系统中，而且在由电抗产生的电流接地故障近似补偿单个的电容成分的三相接地故障电流，称为谐振接地系统。该系统并不是严格谐振的，即，无功电流不完全相等于系统的容性接地故障电流。当所述感性电流比电容接地故障电流稍大时，系统是过补偿。当其中的感性接地故障电流比容性接地故障电流略小时，系统是欠补偿。图9示出的是过补偿系统中的接地故障电流.
中性点的反应器经常与一中性点电阻相连接。在谐振接地系统中，接地故障电流的容性部分对于继电保护装置来说太小而很难测量。正如在电阻接地系统板块所解释的那样，通过使用中性点电阻，一个可测量的容性接地故障电流被创立。除了这一点，总是会在中性点电源上损失有功部分，从而有助于接地故障电流的有效部分。通过强电容接地的电力系统的典型案例，同时适用于谐振接地系统，就是由一个有众多的电缆的数量的系统。如果这样的系统的高容性接地故障电流不补偿，电力系统的暴露部分的电位升高的风险是显而易见的。
图10示出了中性接地的谐振系统的接地故障。图11示出相应的戴维南等效。
接地故障电流由容性电流（由系统中相对地的接地电容产生）和感性电流（由中性点反应器产生）以及阻性电流（由并联在中性点电阻上的反应器上的损耗产生）组成。方程7给出了直接接地故障中的单相接地故障电流。
在全补偿中，直接接地故障电流，由公式8中给出的，是纯阻性的。
由等式9给出故障电阻的存在降低了接地故障电流。
在全补偿中，接地故障电流是纯阻性的，正如公式10中所给出的.
谐振接地使得能够或多或少消除容性接地故障电流。然而非理想中性点的电抗器和容性电流变换的使用确实引起阻性损耗。这些损失产生阻性接地故障电流，这是不能被补偿的。对于具有高容性接地和大电感电流变换的电力系统，这些阻性接地故障电流可能会造成问题。限制阻性接地故障电流的一个方法是使用分布式赔偿。第十章，这是一个ELFORSK项目的简介，这个项目在2006年春节期间实施，进一步探索了何时分布式补偿或许是必要的和它怎么进行.
电阻损耗是很难在这样的方式下（这种方式下接地故障计算是可能被进行的）预测。简单的电力系统的PSCAD仿真案例在ELFORSK简介章中介绍。
等式11给出了中性位移电压，即在整个系统的接地阻抗上的电压。直接接地故障时，谐振接地系统的最大中性点位移电压等于故障前相对地电压。 在高故障电阻的情况下，中性点位移电压比一个孤立的系统中相应的故障电阻更高[错误！参考来源不明]。
谐振接地系统的优点：
bull;独立于相对地容性系统的小感性接地故障电流。
bull;允许高阻抗故障检测。
缺点
bull;有大规模的有效对地故障损失的风险.
bull;继电保护复杂.
bull;相关的费用高。
有效接地系统
一个系统，其中所述相位在接地故障时的非故障相的对地电压值不会超过故障前阶段对地电压的1.39倍，称为有效接地，见公式12.最大电压和故障前电压的关系被称为接地故障因数。在实际应用中，有效接地系统的大部分变压器中性点直接接地或通过在非常小的阻抗接地[1]。在等式13中，在直接接地的情况下，接地故障因数是以对称分量的形式表示。彩色区图12示出0 / X 1和X0 / X 1中一个有效的接地R的系统的关系。
其他种类的接地
还有其他的方法来标记接地方法。阻抗接地系统包括所有经由阻抗接地（旨在限制接地故障电流[2]）的系统。该系统可以通过一个电阻—电阻接地系统，一个电抗—电抗接地系统，或它们的组合。在实践中没有理想的电感，因此电抗接地系统严格来讲并不存在。消弧线圈接地以及彼得森接地系统和与补偿中性系统是谐振接地系统的其他名称，调谐阻抗接地系统如上所述。
对比
重要的是要记住，无论选择什么方法接地，接地故障电流限制计数器在接地故障检测中的作用是非常重要的。接地设计应限制接地故障电流，允许故障检测，同时保持
相关的成本尽可能低。非直接接地系统的成本是比较低的。因此，如果可能的话，电力系统通常应该非直接接地。如果系统的对地电容很小或者太强，就不适合将系统的中性点不直接接地.如果对地电容非常弱，系统中性点与电阻相连.另一方面
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