《发电机中性点接地系统性能试验导则》编制说明

发电机中性点接地系统性能试验导则

编制说明

1

1编制背景

发电机中性点接地方式的选择直接影响发电机安全运行，当发电机运行中定子绕组接

地时，由于中性点接地方式选择不当，可能会引起发电机定子铁心烧损、绝缘损坏等严重

事故。目前发电机中性点接地方式通常为消弧线圈接地、高电阻接地方式。消弧线圈接地

方式下存在定子接地故障电流谐波成分较大、位移电压过高等问题；高电阻接地方式下存

在定子单相接地电流过大等问题，目前大中型水轮发电机采用以上两种接地方式均不满足

要求。目前应用最多的是高电阻接地方式，但由于发电机绝缘材料及制造工艺的改进，同

样容量的发电机电容电流越来越大。特别是大型水轮发电机，某电站550MW发电机单相

对地电容为2.47μF，某电站1000MW发电机单相对地电容为3.53µF，用传统高电阻接地

方式会放大接地故障电流，甚至高达70A以上，即使继电保护快速动作，也有可能对发电

机定子铁心造成损伤，在此种情况下需采用高阻抗接地方式。近年高阻抗接地方式的研究

成功能同时满足发电机中性点位移电压、弧光接地过电压、传递过电压以及单相接地谐波

电流等因素，高阻抗接地装置已在多个大型水轮发电机上应用，如龚嘴、铜街子、二滩、

大岗山等，已被业界普遍认可。需要通过试验确定各种接地方式是否满足要求，本导则所

指性能试验包括单机试验和双机试验，每种试验工况有包括不对称电压、位移电压、电容

电流的单相接地电流测试，目前本导则的试验方法已在多个电厂实施。

2编制主要原则

本标准对发电机中性点接地系统、经高电阻接地、经高阻抗接地、中性点不对称电压、

位移电压和位移电压系数等术语进行了定义，提出了单元接线发电机试验和扩大单元接线

发电机试验中不对称电压、位移电压、单相接地电容电流和单相接地电流试验方法，提出

了单机试验双机校核和用单机模拟双机进行试验的方法，给出了评定标准，以上试验方法

可以在各类发电机上应用，包括汽轮发电机机和水轮发电机。

本标准严格按照《GB/T1.1—2020标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》

的规定进行编写和表述。

3.与其他标准文件的关系

目前国内相关标准主要有DL/T308-2012《中性点不接地系统电容电流测试规程》和

NB/T35067-2015《水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则》。DL/T308-2012标准

对发电机中性点不接地系统电容电流进行了定义，并提出了电容电流的测试方法、消弧线

圈容量校核及电容电流限制以及相关注意事项等；NB/T35067-2015规定了系统电压与中性

点接地方式；IEEEStdC37.101TM-2006《IEEEGuideforGeneratorGroundProtection》标准，

规定了发电机中性点接地方式含直接接地、小电阻接地、谐振接地、高电阻接地方式，以

及各种接地方式的接地故障点电流的选取范围；IEEEC57.32-2015

《Requirements,Terminology,andTestProceduresforNeutralGroundingDevices》标准，规定

1

了控制接地电流的装置技术要求，包括接地变压器、电阻器、电抗器等。以上标准均未对

单元接线和扩大单元接线的发电机提出全面的中性点接地系统性能试验方法。

本标准适用于同步发电机中性点不接地、经消弧线圈接地、经高电阻接地和经高阻抗

接地的接地系统性能试验方法。规定了发电机中性点接地系统参数试验的试验项目、试验

周期、试验条件、仪器要求、试验数据记录、试验方法、评定标准。

4.主要工作过程

4.1总体工作安排

初稿内容确定2021年7月

初稿大纲修订及完善2021年8月

完成征求意见稿时间2021年9月

完成送审稿初稿时间2021年10月

完成送审稿时间2021年11月

完成报批稿时间2021年12月

完成最终审查时间2021年12月

4.2主要工作过程

起草阶段：

2021年初，电力行业电机标准化技术委员会（以下简称电机标委会）组织各起草单位

成立了起草工作组，由国家能源集团科学技术研究院有限公司负责，湖北绍新特种电气股

份有限公司、国能大渡河流域水电开发有限公司龚嘴水力发电总厂、国能大渡河检修安装

有限公司、国能大渡河枕头坝发电有限公司等单位参与起草工作，确定工作方案，提出进

度安排，对国内发电机中性点接地方式、各大接地装置制造厂开展接地装置生产的现状、

各电厂发电机中性点接地装置的使用情况、现有消弧线圈、高电阻接地装置和高阻抗接地

装置的应用情况和试验情况进行了全面调研，同时广泛搜集和检索了国内外的技术资料，

通过大量的研究分析、资料查证工作，编制了《发电机中性点接地系统参数试验导则》标

准讨论稿。

2021年7月8日～9日，电机标委会在成都组织召开了《发电机中性点接地系统参数

试验导则》启动会。工作组成员充分讨论了本标准及现有标准（国家标准、行业标准、IEC

标准）中的相关内容，并形成了工作组会议纪要。

审查阶段：

报批阶段：

2

5标准结构和内容

本标准结构共分七部分内容，分别为前言、范围、规范性引用文件、术语和定义、试

验要求、试验方法、评定标准、附录A~附录D。

6条文说明

本标准规定了发电机中性点接地系统参数试验方法，作了一些新的定义，规范了各种

接地方式的试验要求。本标准的制定推动了国内业界对发电机中性点接地方式的认知，也

为我国大型发电机行业赶超国际先进水平奠定了基础。

6.1标准中第4.1条

试验项目分为单元接线和扩大单元接线的发电机中性点不接地、经消弧线圈接地、经

高电阻接地和经高阻抗接地系统的参数试验，在带变压器的情况下进行试验比较符合运行

实际情况，本标准规定在带变压器的情况下进行试验，对于不带变压器的试验可参照执行。

6.2标准中第5.3.1条

在测量发电机中性点不对称电压时，由于发电机中性点不接地，当试验中发生单相接

地故障时容易产生过电压，因此应限制试验电压。对于单相接地电容电流不超过发电机不

要求瞬时切机的单相接地故障电流允许值时，试验电压可升至100%额定电压，对于单相接

地电容电流超过发电机不要求瞬时切机的单相接地故障电流允许值时，试验电压可适当降

低。

6.3标准中第5.3.3条和5.3.3条

在进行单相接地电容电流和单相接地故障电流测试时，单相接地电流不宜过大，应限

制在发电机不要求瞬时切机的单相接地故障电流允许值范围内，但单相接地电流过小会影

响试验精度，本导则规定试验时单相接地允许电流为发电机不同额定电压下的不要求瞬时

切机的单相接地故障电流最大允许值，即4A。

6.4标准中第5.4条

对于扩大单元接线的发电机无法孤网并联运行，因此发电机无法直接做双机试验，只

能采用单机试验校核双机运行和模拟双机运行的试验方法。在发电机出口通过电缆直接带

负荷的情况下对扩大单元接线的发电机位移电压影响较大，因此非常有必要进行单机试验

校核双机运行和模拟双机运行的试验，至少应进行一项试验。在进行单机试验校核双机运

行时注意：扩大单元接线的主变压器低压侧对地电容、共用母线及电缆对地电容不能重复

计算。

某电厂一台40MW发电机在甩掉一根单相接地故障线棒运行时，中性点不对称电压较

高，发电机通过电缆直接带负荷，在消弧线圈接地方式下单机可以运行，但双机运行时中

性点位移电压较高无法运行，采用高阻抗接地方式后通过单机试验校核双机运行满足要求，

发电机双机投运后运行正常。

6.5标准中第6.1条

根据《电力工程电气设计手册电气一次部分》P264页“三、接地变压器和电阻”中

装设接地变压器及电阻的目的“是在电容回路中加入适当的电阻，以限制发电机单相接地

故障时，健全相的瞬时过电压不超过2.6倍额定相电压，并尽可能限制接地故障电流不超

3

过10～15A”。根据IEEEStdC37.101TM-2006《IEEEGuideforGeneratorGroundProtection》

标准中表2对高阻接地时，要求接地故障电流小于10～25A。

据发电机制造厂家反映，根据试验，在单相接地故障电流为20A、1s时间内烧损7片

硅钢片，因此本标准规定单相接地故障电流应满足发电机制造厂提出的要求，若制造厂无

明确要求，单相接地故障电流宜小于15A。对于电容电流较大的发电机，若仍限制在15A

以内，定子绕组中性点位移电压可能较高，因此本标准规定可与电机制造厂协商，适当放

宽单相接地故障电流的限制，但不宜超过25A。

6.6标准中第6.2条

参考T/CSEE0094-2019《发电机中性点经变压器接地成套装置技术条件》第5.2.2条，

综合各电厂发电机实际运行工况和接地保护的整定情况，发电机中性点位移电压应不大于

10%发电机额定相电压。

6.7标准中第6.3条

发电机中性点接入接地装置之后，中性点位移电压会由于脱谐度、阻抗比K（指接地

变原边等效接地电阻与发电机端三相对地容抗和接地变原边等效接地感抗的并联值之比）

的变化而变化，故本标准定义了因接地装置投入引起电压变化的位移电压系数指标。

某电站#11～#14发电机增容改造后，由于电容电流增加，发电机中性点原消弧线圈接

地方式存在中性点位移电压过高等问题，发电机中性点接地装置于2014年～2018年进行

了改造，位移电压系数和接地电流如表1所示。

表1位移电压系数和接地电流表

不对称电压位移电压位移电压系接地电

机组评价备注

（V）（V）数流（A）

位移电压偏离不未优化设计，阻抗比

#14476.00672.901.41413.13

对称电压较大K=1.00，2015年改造。

位移电压偏离不未优化设计，K=1.00，2016

#13483.71646.701.33712.39

对称电压较大年改造。

未优化设计，K=1.00，定子

位移电压偏离不

#12478.00657.121.37511.96线圈进行过处理，接地装置

对称电压较大

重新设计，2017年改造。

位移电压偏离不优化设计，K=1.25，2018

#11477.00529.131.10913.82

对称电压最小年改造。

发电机中性点不应因接地装置的投入过度抬高发电机中性点位移电压，因此位移电压

系数不宜超过1.5，对于电容电流不太大的发电机，通过优化设计可满足要求。位移电压

系数与单相接地故障电流是相互制约的，对于电容电流较大的发电机，单相接地故障电流

限制在15A以内时，位移电压系数可能会超过1.5，在兼顾单相接地故障电流和位移电压的

情况下，接地装置厂家应与制造厂和用户协商，可适当放宽位移电压系数。如果位移电压

过高，可能会引起发电机单相接地保护误动作，在位移电压和单相接地故障电流不能同时

满足时，应首先满足位移电压，并尽量降低单相接地故障电流。

4

目次

1编制背景...................................................................1

2编制主要原则...............................................................1

3与其他标准文件的关系.......................................................1

4主要工作过程...............................................................2

5标准结构和内容.............................................................3

6条文说明...................................................................3

2

1编制背景

发电机中性点接地方式的选择直接影响发电机安全运行，当发电机运行中定子绕组接

地时，由于中性点接地方式选择不当，可能会引起发电机定子铁心烧损、绝缘损坏等严重

事故。目前发电机中性点接地方式通常为消弧线圈接地、高电阻接地方式。消弧线圈接地

方式下存在定子接地故障电流谐波成分较大、位移电压过高等问题；高电阻接地方式下存

在定子单相接地电流过大等问题，目前大中型水轮发电机采用以上两种接地方式均不满足

要求。目前应用最多的是高电阻接地方式，但由于发电机绝缘材料及制造工艺的改进，同

样容量的发电机电容电流越来越大。特别是大型水轮发电机，某电站550MW发电机单相

对地电容为2.47μF，某电站1000MW发电机单相对地电容为3.53µF，用传统高电阻接地

方式会放大接地故障电流，甚至高达70A以上，即使继电保护快速动作，也有可能对发电

机定子铁心造成损伤，在此种情况下需采用高阻抗接地方式。近年高阻抗接地方式的研究

成功能同时满足发电机中性点位移电压、弧光接地过电压、传递过电压以及单相接地谐波

电流等因素，高阻抗接地装置已在多个大型水轮发电机上应用，如龚嘴、铜街子、二滩、

大岗山等，已被业界普遍认可。需要通过试验确定各种接地方式是否满足要求，本导则所

指性能试验包括单机试验和双机试验，每种试验工况有包括不对称电压、位移电压、电容

电流的单相接地电流测试，目前本导则的试验方法已在多个电厂实施。

2编制主要原则

本标准对发电机中性点接地系统、经高电阻接地、经高阻抗接地、中性点不对称电压、

位移电压和位移电压系数等术语进行了定义，提出了单元接线发电机试验和扩大单元接线

发电机试验中不对称电压、位移电压、单相接地电容电流和单相接地电流试验方法，提出

了单机试验双机校核和用单机模拟双机进行试验的方法，给出了评定标准，以上试验方法

可以在各类发电机上应用，包括汽轮发电机机和水轮发电机。

本标准严格按照《GB/T1.1—2020标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》

的规定进行编写和表述。

3.与其他标准文件的关系

目前国内相关标准主要有DL/T308-2012《中性点不接地系统电容电流测试规程》和

NB/T35067-2015《水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则》。DL/T308-2012标准

对发电机中性点不接地系统电容电流进行了定义，并提出了电容电流的测试方法、消弧线

圈容量校核及电容电流限制以及相关注意事项等；NB/T35067-2015规定了系统电压与中性

点接地方式；IEEEStdC37.101TM-2006《IEEEGuideforGeneratorGroundProtection》标准，

规定了发电机中性点接地方式含直接接地、小电阻接地、谐振接地、高电阻接地方式，以

及各种接地方式的接地故障点电流的选取范围；IEEEC57.32-2015

《Requirements,Terminology,andTestProceduresforNeutralGroundingDevices》标准，规定

1

了控制接地电流的装置技术要求，包括接地变压器、电阻器、电抗器等。以上标准均未对

单元接线和扩大单元接线的发电机提出全面的中性点接地系统性能试验方法。

本标准适用于同步发电机中性点不接地、经消弧线圈接地、经高电阻接地和经高阻抗

接地的接地系统性能试验方法。规定了发电机中性点接地系统参数试验的试验项目、试验

周期、试验条件、仪器要求、试验数据记录、试验方法、评定标准。

4.主要工作过程

4.1总体工作安排

初稿内容确定2021年7月

初稿大纲修订及完善2021年8月

完成征求意见稿时间2021年9月

完成送审稿初稿时间2021年10月

完成送审稿时间2021年11月

完成报批稿时间2021年12月

完成最终审查时间2021年12月

4.2主要工作过程

起草阶段：

2021年初，电力行业电机标准化技术委员会（以下简称电机标委会）组织各起草单位

成立了起草工作组，由国家能源集团科学技术研究院有限公司负责，湖北绍新特种电气股

份有限公司、国能大渡河流域水电开发有限公司龚嘴水力发电总厂、国能大渡河检修安装

有限公司、国能大渡河枕头坝发电有限公司等单位参与起草工作，确定工作方案，提出进

度安排，对国内发电机中性点接地方式、各大接地装置制造厂开展接地装置生产的现状、

各电厂发电机中性点接地装置的使用情况、现有消弧线圈、高电阻接地装置和高阻抗接地

装置的应用情况和试验情况进行了全面调研，同时广泛搜集和检索了国内外的技术资料，

通过大量的研究分析、资料查证工作，编制了《发电机中性点接地系统参数试验导则》标

准讨论稿。

2021年7月8日～9日，电机标委会在成都组织召开了《发电机中性点接地系统参数

试验导则》启动会。工作组成员充分讨论了本标准及现有标准（国家标准、行业标准、IEC

标准）中的相关内容，并形成了工作组会议纪要。

审查阶段：

报批阶段：

2

5标准结构和内容

本标准结构共分七部分内容，分别为前言、范围、规范性引用文件、术语和定义、试

验要求、试验方法、评定标准、附录A~附录D。

6条文说明

本标准规定了发电机中性点接地系统参数试验方法，作了一些新的定义，规范了各种

接地方式的试验要求。本标准的制定推动了国内业界对发电机中性点接地方式的认知，也

为我国大型发电机行业赶超国际先进水平奠定了基础。

6.1标准中第4.1条

试验项目分为单元接线和扩大单元接线的发电机中性点不接地、经消弧线圈接地、经

高电阻接地和经高阻抗接地系统的参数试验，在带变压器的情况下进行试验比较符合运行

实际情况，本标准规定在带变压器的情况下进行试验，对于不带变压器的试验可参照执行。

6.2标准中第5.3.1条

在测量发电机中性点不对称电压时，由于发电机中性点不接地，当试验中发生单相接

地故障时容易产生过电压，因此应限制试验电压。对于单相接地电容电流不超过发电机不

要求瞬时切机的单相接地故障电流允许值时，试验电压可升至100%额定电压，对于单相接

地电容电流超过发电机不要求瞬时切机的单相接地故障电流允许值时，试验电压可适当降

低。

6.3标准中第5.3.3条和5.3.3条

在进行单相接地电容电流和单相接地故障电流测试时，单相接地电流不宜过大，应限

制在发电机不要求瞬时切机的单相接地故障电流允许值范围内，但单相接地电流过小会影

响试验精度，本导则规定试验时单相接地允许电流为发电机不同额定电压下的不要求瞬时

切机的单相接地故障电流最大允许值，即4A。

6.4标准中第5.4条

对于扩大单元接线的发电机无法孤网并联运行，因此发电机无法直接做双机试验，只

能采用单机试验校核双机运行和模拟双机运行的试验方法。在发电机出口通过电缆直接带

负荷的情况下对扩大单元接线的发电机位移电压影响较大，因此非常有必要进行单机试验

校核双机运行和模拟双机运行的试验，至少应进行一项试验。在进行单机试验校核双机运

行时注意：扩大单元接线的主变压器低压侧对地电容、共用母线及电缆对地电容不能重复

计算。

某电厂一台40MW发电机在甩掉一根单相接地故障线棒运行时，中性点不对称电压较

高，发电机通过电缆直接带负荷，在消弧线圈接地方式下单机可以运行，但双机运行时中

性点位移电压较高无法运行，采用高阻抗接地方式后通过单机试验校核双机运行满足要求，

发电机双机投运后运行正常。

6.5标准中第6.1条

根据《电力工程电气设计手册电气一次部分》P264页“三、接地变压器和电阻”中

装设接地变压器及电阻的目的“是在电容回路中加入适当的电阻，以限制发电机单相接地

故障时，健全相的瞬时过电压不超过2.6倍额定相电压，并尽可能限制接地故障电流不超

3

过10～15A”。根据IEEEStdC37.101TM-2006《IEEEGuideforGeneratorGroundProtection》

标准中表2对高阻接地时，要求接地故障电流小于10～25A。

据发电机制造厂家反映，根据试验，在单相接地故障电流为20A、1s时间内烧损7片

硅钢片，因此本标准规定单相接地故障电流应满足发电机制造厂提出的要求，若制造厂无

明确要求，单相接地故障电流宜小于15A。对于电容电流较大的发电机，若仍限制在15A

以内，定子绕组中性点位移电压可能较高，因此本标准规定可与电机制造厂协商，适当放

宽单相接地故障电流的限制，但不宜超过25A。

6.6标准中第6.2条

参考T/CSEE0094-2019《发电机中性点经变压器接地成套装置技术条件》第5.2.2条，

综合各电厂发电机实际运行工况和接地保护的整定情况，发电机中性点位移电压应不大于

10%发电机额定相电压。

6.7标准中第6.3条

发电机中性点接入接地装置之后，中性点位移电压会由于脱谐度、阻抗比K（指接地

变原边等效接地电阻与发电机端三相对地容抗和接地变原边等效接地感抗的并联值之比）

的变化而变化，故本标准定义了因接地装置投入引起电压变化的位移电压系数指标。

某电站#11～#14发电机增容改造后，由于电容电流增加，发电机中性点原消弧线圈接

地方式存在中性点位移电压过高等问题，发电机中性点接地装置于2014年～2018年进行

了改造，位移电压系数和接地电流如表1所示。

表1位移电压系数和接地电流表

不对称电压位移电压位移电压系接地电

机组