發(fā)電機中性點接地系統(tǒng)性能試驗導則

編制說明

1

1編制背景

發(fā)電機中性點接地方式的選擇直接影響發(fā)電機安全運行，當發(fā)電機運行中定子繞組接

地時，由于中性點接地方式選擇不當，可能會引起發(fā)電機定子鐵心燒損、絕緣損壞等嚴重

事故。目前發(fā)電機中性點接地方式通常為消弧線圈接地、高電阻接地方式。消弧線圈接地

方式下存在定子接地故障電流諧波成分較大、位移電壓過高等問題；高電阻接地方式下存

在定子單相接地電流過大等問題，目前大中型水輪發(fā)電機采用以上兩種接地方式均不滿足

要求。目前應用最多的是高電阻接地方式，但由于發(fā)電機絕緣材料及制造工藝的改進，同

樣容量的發(fā)電機電容電流越來越大。特別是大型水輪發(fā)電機，某電站550MW發(fā)電機單相

對地電容為2.47μF，某電站1000MW發(fā)電機單相對地電容為3.53μF，用傳統(tǒng)高電阻接地

方式會放大接地故障電流，甚至高達70A以上，即使繼電保護快速動作，也有可能對發(fā)電

機定子鐵心造成損傷，在此種情況下需采用高阻抗接地方式。近年高阻抗接地方式的研究

成功能同時滿足發(fā)電機中性點位移電壓、弧光接地過電壓、傳遞過電壓以及單相接地諧波

電流等因素，高阻抗接地裝置已在多個大型水輪發(fā)電機上應用，如龔嘴、銅街子、二灘、

大崗山等，已被業(yè)界普遍認可。需要通過試驗確定各種接地方式是否滿足要求，本導則所

指性能試驗包括單機試驗和雙機試驗，每種試驗工況有包括不對稱電壓、位移電壓、電容

電流的單相接地電流測試，目前本導則的試驗方法已在多個電廠實施。

2編制主要原則

本標準對發(fā)電機中性點接地系統(tǒng)、經高電阻接地、經高阻抗接地、中性點不對稱電壓、

位移電壓和位移電壓系數(shù)等術語進行了定義，提出了單元接線發(fā)電機試驗和擴大單元接線

發(fā)電機試驗中不對稱電壓、位移電壓、單相接地電容電流和單相接地電流試驗方法，提出

了單機試驗雙機校核和用單機模擬雙機進行試驗的方法，給出了評定標準，以上試驗方法

可以在各類發(fā)電機上應用，包括汽輪發(fā)電機機和水輪發(fā)電機。

本標準嚴格按照《GB/T1.1—2020標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫規(guī)則》

的規(guī)定進行編寫和表述。

3.與其他標準文件的關系

目前國內相關標準主要有DL/T308-2012《中性點不接地系統(tǒng)電容電流測試規(guī)程》和

NB/T35067-2015《水力發(fā)電廠過電壓保護和絕緣配合設計技術導則》。DL/T308-2012標準

對發(fā)電機中性點不接地系統(tǒng)電容電流進行了定義，并提出了電容電流的測試方法、消弧線

圈容量校核及電容電流限制以及相關注意事項等；NB/T35067-2015規(guī)定了系統(tǒng)電壓與中性

點接地方式；IEEEStdC37.101TM-2006《IEEEGuideforGeneratorGroundProtection》標準，

規(guī)定了發(fā)電機中性點接地方式含直接接地、小電阻接地、諧振接地、高電阻接地方式，以

及各種接地方式的接地故障點電流的選取范圍；IEEEC57.32-2015

《Requirements,Terminology,andTestProceduresforNeutralGroundingDevices》標準，規(guī)定

1

了控制接地電流的裝置技術要求，包括接地變壓器、電阻器、電抗器等。以上標準均未對

單元接線和擴大單元接線的發(fā)電機提出全面的中性點接地系統(tǒng)性能試驗方法。

本標準適用于同步發(fā)電機中性點不接地、經消弧線圈接地、經高電阻接地和經高阻抗

接地的接地系統(tǒng)性能試驗方法。規(guī)定了發(fā)電機中性點接地系統(tǒng)參數(shù)試驗的試驗項目、試驗

周期、試驗條件、儀器要求、試驗數(shù)據(jù)記錄、試驗方法、評定標準。

4.主要工作過程

4.1總體工作安排

初稿內容確定2021年7月

初稿大綱修訂及完善2021年8月

完成征求意見稿時間2021年9月

完成送審稿初稿時間2021年10月

完成送審稿時間2021年11月

完成報批稿時間2021年12月

完成最終審查時間2021年12月

4.2主要工作過程

起草階段：

2021年初，電力行業(yè)電機標準化技術委員會（以下簡稱電機標委會）組織各起草單位

成立了起草工作組，由國家能源集團科學技術研究院有限公司負責，湖北紹新特種電氣股

份有限公司、國能大渡河流域水電開發(fā)有限公司龔嘴水力發(fā)電總廠、國能大渡河檢修安裝

有限公司、國能大渡河枕頭壩發(fā)電有限公司等單位參與起草工作，確定工作方案，提出進

度安排，對國內發(fā)電機中性點接地方式、各大接地裝置制造廠開展接地裝置生產的現(xiàn)狀、

各電廠發(fā)電機中性點接地裝置的使用情況、現(xiàn)有消弧線圈、高電阻接地裝置和高阻抗接地

裝置的應用情況和試驗情況進行了全面調研，同時廣泛搜集和檢索了國內外的技術資料，

通過大量的研究分析、資料查證工作，編制了《發(fā)電機中性點接地系統(tǒng)參數(shù)試驗導則》標

準討論稿。

2021年7月8日～9日，電機標委會在成都組織召開了《發(fā)電機中性點接地系統(tǒng)參數(shù)

試驗導則》啟動會。工作組成員充分討論了本標準及現(xiàn)有標準（國家標準、行業(yè)標準、IEC

標準）中的相關內容，并形成了工作組會議紀要。

審查階段：

報批階段：

2

5標準結構和內容

本標準結構共分七部分內容，分別為前言、范圍、規(guī)范性引用文件、術語和定義、試

驗要求、試驗方法、評定標準、附錄A~附錄D。

6條文說明

本標準規(guī)定了發(fā)電機中性點接地系統(tǒng)參數(shù)試驗方法，作了一些新的定義，規(guī)范了各種

接地方式的試驗要求。本標準的制定推動了國內業(yè)界對發(fā)電機中性點接地方式的認知，也

為我國大型發(fā)電機行業(yè)趕超國際先進水平奠定了基礎。

6.1標準中第4.1條

試驗項目分為單元接線和擴大單元接線的發(fā)電機中性點不接地、經消弧線圈接地、經

高電阻接地和經高阻抗接地系統(tǒng)的參數(shù)試驗，在帶變壓器的情況下進行試驗比較符合運行

實際情況，本標準規(guī)定在帶變壓器的情況下進行試驗，對于不帶變壓器的試驗可參照執(zhí)行。

6.2標準中第5.3.1條

在測量發(fā)電機中性點不對稱電壓時，由于發(fā)電機中性點不接地，當試驗中發(fā)生單相接

地故障時容易產生過電壓，因此應限制試驗電壓。對于單相接地電容電流不超過發(fā)電機不

要求瞬時切機的單相接地故障電流允許值時，試驗電壓可升至100%額定電壓，對于單相接

地電容電流超過發(fā)電機不要求瞬時切機的單相接地故障電流允許值時，試驗電壓可適當降

低。

6.3標準中第5.3.3條和5.3.3條

在進行單相接地電容電流和單相接地故障電流測試時，單相接地電流不宜過大，應限

制在發(fā)電機不要求瞬時切機的單相接地故障電流允許值范圍內，但單相接地電流過小會影

響試驗精度，本導則規(guī)定試驗時單相接地允許電流為發(fā)電機不同額定電壓下的不要求瞬時

切機的單相接地故障電流最大允許值，即4A。

6.4標準中第5.4條

對于擴大單元接線的發(fā)電機無法孤網(wǎng)并聯(lián)運行，因此發(fā)電機無法直接做雙機試驗，只

能采用單機試驗校核雙機運行和模擬雙機運行的試驗方法。在發(fā)電機出口通過電纜直接帶

負荷的情況下對擴大單元接線的發(fā)電機位移電壓影響較大，因此非常有必要進行單機試驗

校核雙機運行和模擬雙機運行的試驗，至少應進行一項試驗。在進行單機試驗校核雙機運

行時注意：擴大單元接線的主變壓器低壓側對地電容、共用母線及電纜對地電容不能重復

計算。

某電廠一臺40MW發(fā)電機在甩掉一根單相接地故障線棒運行時，中性點不對稱電壓較

高，發(fā)電機通過電纜直接帶負荷，在消弧線圈接地方式下單機可以運行，但雙機運行時中

性點位移電壓較高無法運行，采用高阻抗接地方式后通過單機試驗校核雙機運行滿足要求，

發(fā)電機雙機投運后運行正常。

6.5標準中第6.1條

根據(jù)《電力工程電氣設計手冊電氣一次部分》P264頁“三、接地變壓器和電阻”中

裝設接地變壓器及電阻的目的“是在電容回路中加入適當?shù)碾娮?，以限制發(fā)電機單相接地

故障時，健全相的瞬時過電壓不超過2.6倍額定相電壓，并盡可能限制接地故障電流不超

3

過10～15A”。根據(jù)IEEEStdC37.101TM-2006《IEEEGuideforGeneratorGroundProtection》

標準中表2對高阻接地時，要求接地故障電流小于10～25A。

據(jù)發(fā)電機制造廠家反映，根據(jù)試驗，在單相接地故障電流為20A、1s時間內燒損7片

硅鋼片，因此本標準規(guī)定單相接地故障電流應滿足發(fā)電機制造廠提出的要求，若制造廠無

明確要求，單相接地故障電流宜小于15A。對于電容電流較大的發(fā)電機，若仍限制在15A

以內，定子繞組中性點位移電壓可能較高，因此本標準規(guī)定可與電機制造廠協(xié)商，適當放

寬單相接地故障電流的限制，但不宜超過25A。

6.6標準中第6.2條

參考T/CSEE0094-2019《發(fā)電機中性點經變壓器接地成套裝置技術條件》第5.2.2條，

綜合各電廠發(fā)電機實際運行工況和接地保護的整定情況，發(fā)電機中性點位移電壓應不大于

10%發(fā)電機額定相電壓。

6.7標準中第6.3條

發(fā)電機中性點接入接地裝置之后，中性點位移電壓會由于脫諧度、阻抗比K（指接地

變原邊等效接地電阻與發(fā)電機端三相對地容抗和接地變原邊等效接地感抗的并聯(lián)值之比）

的變化而變化，故本標準定義了因接地裝置投入引起電壓變化的位移電壓系數(shù)指標。

某電站#11～#14發(fā)電機增容改造后，由于電容電流增加，發(fā)電機中性點原消弧線圈接

地方式存在中性點位移電壓過高等問題，發(fā)電機中性點接地裝置于2014年～2018年進行

了改造，位移電壓系數(shù)和接地電流如表1所示。

表1位移電壓系數(shù)和接地電流表

不對稱電壓位移電壓位移電壓系接地電

機組評價備注

（V）（V）數(shù)流（A）

位移電壓偏離不未優(yōu)化設計，阻抗比

#14476.00672.901.41413.13

對稱電壓較大K=1.00，2015年改造。

位移電壓偏離不未優(yōu)化設計，K=1.00，2016

#13483.71646.701.33712.39

對稱電壓較大年改造。

未優(yōu)化設計，K=1.00，定子

位移電壓偏離不

#12478.00657.121.37511.96線圈進行過處理，接地裝置

對稱電壓較大

重新設計，2017年改造。

位移電壓偏離不優(yōu)化設計，K=1.25，2018

#11477.00529.131.10913.82

對稱電壓最小年改造。

發(fā)電機中性點不應因接地裝置的投入過度抬高發(fā)電機中性點位移電壓，因此位移電壓

系數(shù)不宜超過1.5，對于電容電流不太大的發(fā)電機，通過優(yōu)化設計可滿足要求。位移電壓

系數(shù)與單相接地故障電流是相互制約的，對于電容電流較大的發(fā)電機，單相接地故障電流

限制在15A以內時，位移電壓系數(shù)可能會超過1.5，在兼顧單相接地故障電流和位移電壓的

情況下，接地裝置廠家應與制造廠和用戶協(xié)商，可適當放寬位移電壓系數(shù)。如果位移電壓

過高，可能會引起發(fā)電機單相接地保護誤動作，在位移電壓和單相接地故障電流不能同時

滿足時，應首先滿足位移電壓，并盡量降低單相接地故障電流。

4

目次

1編制背景...................................................................1

2編制主要原則...............................................................1

3與其他標準文件的關系.......................................................1

4主要工作過程...............................................................2

5標準結構和內容.............................................................3

6條文說明...................................................................3

2

1編制背景

發(fā)電機中性點接地方式的選擇直接影響發(fā)電機安全運行，當發(fā)電機運行中定子繞組接

地時，由于中性點接地方式選擇不當，可能會引起發(fā)電機定子鐵心燒損、絕緣損壞等嚴重

事故。目前發(fā)電機中性點接地方式通常為消弧線圈接地、高電阻接地方式。消弧線圈接地

方式下存在定子接地故障電流諧波成分較大、位移電壓過高等問題；高電阻接地方式下存

在定子單相接地電流過大等問題，目前大中型水輪發(fā)電機采用以上兩種接地方式均不滿足

要求。目前應用最多的是高電阻接地方式，但由于發(fā)電機絕緣材料及制造工藝的改進，同

樣容量的發(fā)電機電容電流越來越大。特別是大型水輪發(fā)電機，某電站550MW發(fā)電機單相

對地電容為2.47μF，某電站1000MW發(fā)電機單相對地電容為3.53μF，用傳統(tǒng)高電阻接地

方式會放大接地故障電流，甚至高達70A以上，即使繼電保護快速動作，也有可能對發(fā)電

機定子鐵心造成損傷，在此種情況下需采用高阻抗接地方式。近年高阻抗接地方式的研究

成功能同時滿足發(fā)電機中性點位移電壓、弧光接地過電壓、傳遞過電壓以及單相接地諧波

電流等因素，高阻抗接地裝置已在多個大型水輪發(fā)電機上應用，如龔嘴、銅街子、二灘、

大崗山等，已被業(yè)界普遍認可。需要通過試驗確定各種接地方式是否滿足要求，本導則所

指性能試驗包括單機試驗和雙機試驗，每種試驗工況有包括不對稱電壓、位移電壓、電容

電流的單相接地電流測試，目前本導則的試驗方法已在多個電廠實施。

2編制主要原則

本標準對發(fā)電機中性點接地系統(tǒng)、經高電阻接地、經高阻抗接地、中性點不對稱電壓、

位移電壓和位移電壓系數(shù)等術語進行了定義，提出了單元接線發(fā)電機試驗和擴大單元接線

發(fā)電機試驗中不對稱電壓、位移電壓、單相接地電容電流和單相接地電流試驗方法，提出

了單機試驗雙機校核和用單機模擬雙機進行試驗的方法，給出了評定標準，以上試驗方法

可以在各類發(fā)電機上應用，包括汽輪發(fā)電機機和水輪發(fā)電機。

本標準嚴格按照《GB/T1.1—2020標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫規(guī)則》

的規(guī)定進行編寫和表述。

3.與其他標準文件的關系

目前國內相關標準主要有DL/T308-2012《中性點不接地系統(tǒng)電容電流測試規(guī)程》和

NB/T35067-2015《水力發(fā)電廠過電壓保護和絕緣配合設計技術導則》。DL/T308-2012標準

對發(fā)電機中性點不接地系統(tǒng)電容電流進行了定義，并提出了電容電流的測試方法、消弧線

圈容量校核及電容電流限制以及相關注意事項等；NB/T35067-2015規(guī)定了系統(tǒng)電壓與中性

點接地方式；IEEEStdC37.101TM-2006《IEEEGuideforGeneratorGroundProtection》標準，

規(guī)定了發(fā)電機中性點接地方式含直接接地、小電阻接地、諧振接地、高電阻接地方式，以

及各種接地方式的接地故障點電流的選取范圍；IEEEC57.32-2015

《Requirements,Terminology,andTestProceduresforNeutralGroundingDevices》標準，規(guī)定

1

了控制接地電流的裝置技術要求，包括接地變壓器、電阻器、電抗器等。以上標準均未對

單元接線和擴大單元接線的發(fā)電機提出全面的中性點接地系統(tǒng)性能試驗方法。

本標準適用于同步發(fā)電機中性點不接地、經消弧線圈接地、經高電阻接地和經高阻抗

接地的接地系統(tǒng)性能試驗方法。規(guī)定了發(fā)電機中性點接地系統(tǒng)參數(shù)試驗的試驗項目、試驗

周期、試驗條件、儀器要求、試驗數(shù)據(jù)記錄、試驗方法、評定標準。

4.主要工作過程

4.1總體工作安排

初稿內容確定2021年7月

初稿大綱修訂及完善2021年8月

完成征求意見稿時間2021年9月

完成送審稿初稿時間2021年10月

完成送審稿時間2021年11月

完成報批稿時間2021年12月

完成最終審查時間2021年12月

4.2主要工作過程

起草階段：

2021年初，電力行業(yè)電機標準化技術委員會（以下簡稱電機標委會）組織各起草單位

成立了起草工作組，由國家能源集團科學技術研究院有限公司負責，湖北紹新特種電氣股

份有限公司、國能大渡河流域水電開發(fā)有限公司龔嘴水力發(fā)電總廠、國能大渡河檢修安裝

有限公司、國能大渡河枕頭壩發(fā)電有限公司等單位參與起草工作，確定工作方案，提出進

度安排，對國內發(fā)電機中性點接地方式、各大接地裝置制造廠開展接地裝置生產的現(xiàn)狀、

各電廠發(fā)電機中性點接地裝置的使用情況、現(xiàn)有消弧線圈、高電阻接地裝置和高阻抗接地

裝置的應用情況和試驗情況進行了全面調研，同時廣泛搜集和檢索了國內外的技術資料，

通過大量的研究分析、資料查證工作，編制了《發(fā)電機中性點接地系統(tǒng)參數(shù)試驗導則》標

準討論稿。

2021年7月8日～9日，電機標委會在成都組織召開了《發(fā)電機中性點接地系統(tǒng)參數(shù)

試驗導則》啟動會。工作組成員充分討論了本標準及現(xiàn)有標準（國家標準、行業(yè)標準、IEC

標準）中的相關內容，并形成了工作組會議紀要。

審查階段：

報批階段：

2

5標準結構和內容

本標準結構共分七部分內容，分別為前言、范圍、規(guī)范性引用文件、術語和定義、試

驗要求、試驗方法、評定標準、附錄A~附錄D。

6條文說明

本標準規(guī)定了發(fā)電機中性點接地系統(tǒng)參數(shù)試驗方法，作了一些新的定義，規(guī)范了各種

接地方式的試驗要求。本標準的制定推動了國內業(yè)界對發(fā)電機中性點接地方式的認知，也

為我國大型發(fā)電機行業(yè)趕超國際先進水平奠定了基礎。

6.1標準中第4.1條

試驗項目分為單元接線和擴大單元接線的發(fā)電機中性點不接地、經消弧線圈接地、經

高電阻接地和經高阻抗接地系統(tǒng)的參數(shù)試驗，在帶變壓器的情況下進行試驗比較符合運行

實際情況，本標準規(guī)定在帶變壓器的情況下進行試驗，對于不帶變壓器的試驗可參照執(zhí)行。

6.2標準中第5.3.1條

在測量發(fā)電機中性點不對稱電壓時，由于發(fā)電機中性點不接地，當試驗中發(fā)生單相接

地故障時容易產生過電壓，因此應限制試驗電壓。對于單相接地電容電流不超過發(fā)電機不

要求瞬時切機的單相接地故障電流允許值時，試驗電壓可升至100%額定電壓，對于單相接

地電容電流超過發(fā)電機不要求瞬時切機的單相接地故障電流允許值時，試驗電壓可適當降

低。

6.3標準中第5.3.3條和5.3.3條

在進行單相接地電容電流和單相接地故障電流測試時，單相接地電流不宜過大，應限

制在發(fā)電機不要求瞬時切機的單相接地故障電流允許值范圍內，但單相接地電流過小會影

響試驗精度，本導則規(guī)定試驗時單相接地允許電流為發(fā)電機不同額定電壓下的不要求瞬時

切機的單相接地故障電流最大允許值，即4A。

6.4標準中第5.4條

對于擴大單元接線的發(fā)電機無法孤網(wǎng)并聯(lián)運行，因此發(fā)電機無法直接做雙機試驗，只

能采用單機試驗校核雙機運行和模擬雙機運行的試驗方法。在發(fā)電機出口通過電纜直接帶

負荷的情況下對擴大單元接線的發(fā)電機位移電壓影響較大，因此非常有必要進行單機試驗

校核雙機運行和模擬雙機運行的試驗，至少應進行一項試驗。在進行單機試驗校核雙機運

行時注意：擴大單元接線的主變壓器低壓側對地電容、共用母線及電纜對地電容不能重復

計算。

某電廠一臺40MW發(fā)電機在甩掉一根單相接地故障線棒運行時，中性點不對稱電壓較

高，發(fā)電機通過電纜直接帶負荷，在消弧線圈接地方式下單機可以運行，但雙機運行時中

性點位移電壓較高無法運行，采用高阻抗接地方式后通過單機試驗校核雙機運行滿足要求，

發(fā)電機雙機投運后運行正常。

6.5標準中第6.1條

根據(jù)《電力工程電氣設計手冊電氣一次部分》P264頁“三、接地變壓器和電阻”中

裝設接地變壓器及電阻的目的“是在電容回路中加入適當?shù)碾娮?，以限制發(fā)電機單相接地

故障時，健全相的瞬時過電壓不超過2.6倍額定相電壓，并盡可能限制接地故障電流不超

3

過10～15A”。根據(jù)IEEEStdC37.101TM-2006《IEEEGuideforGeneratorGroundProtection》

標準中表2對高阻接地時，要求接地故障電流小于10～25A。

據(jù)發(fā)電機制造廠家反映，根據(jù)試驗，在單相接地故障電流為20A、1s時間內燒損7片

硅鋼片，因此本標準規(guī)定單相接地故障電流應滿足發(fā)電機制造廠提出的要求，若制造廠無

明確要求，單相接地故障電流宜小于15A。對于電容電流較大的發(fā)電機，若仍限制在15A

以內，定子繞組中性點位移電壓可能較高，因此本標準規(guī)定可與電機制造廠協(xié)商，適當放

寬單相接地故障電流的限制，但不宜超過25A。

6.6標準中第6.2條

參考T/CSEE0094-2019《發(fā)電機中性點經變壓器接地成套裝置技術條件》第5.2.2條，

綜合各電廠發(fā)電機實際運行工況和接地保護的整定情況，發(fā)電機中性點位移電壓應不大于

10%發(fā)電機額定相電壓。

6.7標準中第6.3條

發(fā)電機中性點接入接地裝置之后，中性點位移電壓會由于脫諧度、阻抗比K（指接地

變原邊等效接地電阻與發(fā)電機端三相對地容抗和接地變原邊等效接地感抗的并聯(lián)值之比）

的變化而變化，故本標準定義了因接地裝置投入引起電壓變化的位移電壓系數(shù)指標。

某電站#11～#14發(fā)電機增容改造后，由于電容電流增加，發(fā)電機中性點原消弧線圈接

地方式存在中性點位移電壓過高等問題，發(fā)電機中性點接地裝置于2014年～2018年進行

了改造，位移電壓系數(shù)和接地電流如表1所示。

表1位移電壓系數(shù)和接地電流表

不對稱電壓位移電壓位移電壓系接地電

機組