可见，故障相电压为零，非故障相对地电压升高为原来的3倍。因此，系统的零序电压为
?+U? +U?）=（0 +U?+U?）=-E? （2.6） U?0=（UABCBCA1133各相对地电容电流为
?j?C= I?B=UB0?J?C= I?C=UC0jj?e?j150?3?C0EA?e3?C0EAj150? （2.7）
（2.8）
? （2.9） I?A=-(I?B+I?C)=j3?C0EA用E?相电动势的有效值，则I?A、I?B、I?C的有效值为
I=3E??C0 （2.10）
E??C0 （2.11）
IB=IC=3故障线路始端的零序电流为零，即
3I?0=I?A+I?B+I?C=I?A+（-I?A）=0 （2.12）
由此可见，对于单条线路，当发生单相接地时，流过故障线路的零序电流为零，所以零序电流保护不起作用。
2.2.3 中性点不接地方式系统特点
中性点不接地方式对于低压配电网具有运行维护简单、经济，单相接地时允许带故障运行两个小时，供电连续性好等优点。目前，国内35kV以下电网还采用该运行方式，在该运行方式下，接地电流为线路及设备的电容电流。但是，由于该方式对电网电容电流及负荷水平有严格的限制，超过一定数值后将引起电弧接地过电压，故该方式已经不再适合配电网的发展。
中性点不接地方式的主要缺陷有：
① 对电容电流有严格的要求，根据电力规程，对35kV及以下系统，规定当3～10kV电网电容电流小于30A，20kV以上电网电容电流小于10A时，可采用中性点不接地运行方式。
② 中性点不接地电网发生单相接地时，中性点电位偏移，过电压水平高，持续的时间长。而目前在我国随着经济发展，城镇配电网中大量采用电流和各类封闭组合电器，甚至进口设备，这些设备一般绝缘水平一般较低，且一旦被击穿很难修复，因而不宜带单相接地故障持续进行。
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③ 单相接地时，避雷器长时间在工频过电压下运行，易发生损坏，甚至爆炸。目前采用提高氧化锌避雷器运行电压的方法，可以避免爆炸事故的发生，但这并不经济，因而这种接线方式不利于无间隙氧化锌避雷器的推广使用。
④ 从保证人身安全的角度来说，不宜采用中性点不接地系统来保证供电连续性。[11]
2.2.4 中性点经消弧线圈接地方式
近年来我国城市配电网发展较快，电力电缆在城市配电网中大量使用，配电网的对地电容电流迅速增大，单相接地电弧难以自行熄灭。随着网络的延伸，电容电流也愈益增大，以致完全有可能使接地点电弧不能自行熄灭并引起弧光接地过电压，甚至发展成严重的系统性事故。采用中性点经消弧线圈接地方式，即在中性点和大地之间接入一个电感消弧线圈。中性点经消弧线圈接地方式通常称为谐振接地方式，该接地方式将带气隙的感抗可调的电抗器接在系统中性点和地之间，当系统发生单相接地故障时，消弧线圈的电感电流能够基本补偿电网的接地电容电流，使故障点的接地电流变为数值显著减小的残余电流，残余电流的接地电弧就容易熄灭。由于消弧线圈的作用，当残流过零熄弧后，降低了恢复电压的初速度，延长了故障相电压的恢复时间，并限制了恢复电压的最大值，从而可以避免接地电弧的重燃，达到彻底熄弧的目的。因此中性点经消弧线圈接地方式的可靠性大大的高于中性点不直接接地系统运行方式。随着工农业、城市建设的迅速发展，大容量负荷中心的增多及城网建设电缆化，不但每个站得出现增多了，而且架空线路逐步为电缆所代替，单相接地电容电流相应增大，因弧光不能自动熄灭而产生相间短路或因间歇性弧光引起的过电压事故也增多，为提高供电可靠性，按有关规程规定，以架空线路为主的10kV系统电容电流超过10A以上者，必须改为中性点经消弧线圈接地的补偿方式。
中性点经消弧线圈接地方式中，消弧线圈的运行要求比较苛刻，如果补偿过多或过少，使得接地残流过大，则不易消弧，而刚好完全补偿，则容易产生谐振过电压，而且由于消弧线圈的补偿，接地残流过小，接地故障辨别、故障选线困难。当系统发生单相故障时，由于接地点残流很小，且根据规程要求消弧线圈必须处于过补偿状态，故障线路和健全线路流过的零序电流方向相同，故零序过电流、零序方向保护无法检测出已接地的故障线路。因目前运行在电网的消弧线圈大多为手动调闸的结构，必须在退出运行时才能调整，也没有在线实时检测电网单相接地电容电流的设备，故在退出运行中不能根据电网电容电流的变化及时调节，所以不能很好地起到补偿作用，仍出现弧光不能自行熄灭及过电压问题。
不过，由于微机接地保护和微机选线装置的出现，尤其是近年来，自动调节消弧装置的出现，使得经消弧线圈接地方式存在的这些问题有了很好的解决，它能够在单相接地故障发生时，精确补偿系统电容电流，有效熄灭接地点的电弧，使得单相接地故障不致发展为相间短路而引起线路跳闸，从而保证了设备安全和可靠供电。可见，中性点采用经消弧线圈接地的电网具有很高的运行可靠性。
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2.2.5 中性点经消弧线圈接地方式运行状况分析
中性点经消弧线圈接地系统单相接地的电流分布如图2-3所示。
?E?E?Ic1b1C01?Ea?Ic2?IfCBA
图2-3 谐振接地单相接地故障时电流分布
2L?ILC02
假设某个时刻线路2发生了单相金属性接地故障，A相某点接地，对地电容被短接，各电压、电流的相量关系如图2-4所示。
????UcgU0Ea?Ubg?If???EcIb?Ib
IcEb
图2-4单相接地故障电压、电流相量图
其中，A相对地电压变为零，非故障相B相和C相电压分别变为相对A相的线电压，幅值升高至3倍，中性点电压由零上升为?Ua。 故障点零序电压为：
13??+U?+U?)=-E?=(U? （2.13） Uagbgcgf0a 13
若忽略负载不对称引起的不平衡电流及对地电容电流在线路及电源阻抗上的电压降，则在整个系统中，A相对地电压均为零，非故障相电压幅值升高至3倍，即对地电容电也随之升高至3倍。同时，消弧线圈的电感电流经故障点沿故障线返回，因此故障点的电流增加一个电感分量的电流I?L，则如图2.1所示流过故障点的电流是电网中所有非故障相 对地电容电流与消弧线圈电感电流之和：
???????I?f??Ic??IL??Ib1?Ic1?Ib2?Ic2?IL
?j(3?C0??1?L?)Ea (2.14)
其中C0??C01?C02为电网单相对地所有电容的总和，式2.14表明，流过故障点的电流数值为正常运行状态下电网三相对地电容电流与消弧线圈电感电流之和，由于I?L与I??反相，因此故障点电流将因增加了消弧线圈而减少。
非故障线路始端的零序电流为：
1? (2.15） I?01=(I?al+I?bl+I?cl)=-j?C01Ea3式2.15故障线路始端的零序电流为线路本身的电容电流，容性无功功率方向为母线流向出线。
故障线路始端的零序电流为：
??1(I??I??I?)?1(I??I??I?)I02a2b2b3fb2c233
?11????I??I?)?j???C?(?I?C?b1c1L0?02??Ea3?L?? (2.16)
即故障线路零序电流为所有健全线路电容电流与消弧线圈电感电流之和，由于I?L与
?反相，其容性无功功率方向将由二者之间的大小关系决定。 IC?如果I?L小于I?C?，电网处于欠补偿状态；I?L等于I?C?，电网处于完全补偿状态；若I?L大于I?C?，则电网处于过补偿状态。
从图中可知，当发生单相接地时，非故障线路电容电流的大小、方向与中性点不接地系统一样，但对故障线路来说，接地点增加了一个电感分量的电流。从接地点流回的总电流I?D为：
I?D
?I?L?I?c? （2.17）
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式中：I?L为消弧线圈的补偿电流，I?C?为全系统的对地电容电流。
由于I?L和I?C?相位差为180°，I?D将随消弧线圈的补偿程度而变，因此，故障线路零序电流的大小和方向也随之改变。[16]
2.2.6 中性点经消弧线圈接地方式系统特点
1. 全补偿时系统运行特点分析
当全补偿时，有I?L=I?C?，接地点电流I?D接近于零，故障线路零序电流等于线路本身的电容电流,方向由母线流向线路，零序功率方向与非故障相线路完全相同。此时有式子
?L?1/?3?C??成立（其中?是角频率，C?为线路电容总和），这正是工频串联谐振的条件，
如果由于系统三相对地电容不对称，或者断路器合闸三相接触头不同而使闭合时出现零序电压，串联于L及3C?之间，串联谐振将导致电源中性点对地电压升高及系统过电压，这是很危险的。
2. 欠补偿时系统运行特点分析
当欠补偿时，有I?L 3. 过补偿时系统运行特点分析 过补偿时，有I?L>I?C?,补偿后的接地电流是感性的，故障线路零序电流增大了，且方向与非故障线路相同，由母线流向线路，采用这种方式即使系统运行方式发生改变，也不会发生串联谐振。因此实际中获得了广泛的应用。 4. 系统特点 当接地电容电流超过允许值时，可采用消弧线圈补偿电容电流，保证接地电弧瞬时熄灭，以消除弧光间隙接地过电压，中性点经消弧线圈接地，在大多数情况下能迅速地消除单相的瞬间接地电弧，而不破坏电网的正常运行。接地电弧一般不重燃，从而能把单相电弧接地过电压限制到一个低的水平。很明显，在很多单相瞬时接地故障的情况下，采用消弧线圈可以看作是提高供电可靠性的有力措施，目前随着电网规模和负载越来越大，运行方式经常变化，消弧线圈也应当经常作相应的调整，以补偿相应的电容电流。因而出现了以实现消弧线圈调整自动化为目的的消弧线圈自动调谐装置，这种装置扩大了消弧线圈在大电网、多运行方式下地适应能力。 中性点经消弧线圈接地方式的主要缺陷有： 15