第二章电力系统中性点的运行方式.pptVIP

电力系统中性点的运行方式 王海军 教 学 要 求 一、电力系统中性点的接地方式 　　电力系统的中性点指星形联结的变压器或发电机的中点。三相电力系统中性点的运行方式（也称中性点接地方式）有：中性点不接地方式(对地绝缘)、经电阻接地方式、经电抗接地方式、经消弧线圈接地方式和直接接地方式等。 能否合理选择中性点运行方式,会直接影响到电力网的绝缘水平、保护配置、系统供电可靠性和选择性，对通信系统的干扰以及发电机和变压器的安全运行等。 　　我国电力系统目前采用的中性点运行方式主要有三种：中性点不接地、经消弧线圈接地（小接地电流系统）和中性点直接接地（大接地电流系统）。前两种运行由于发生单相接地故障时流经接地点的接地电流小，称为小接地电流系统；后一种由于发生单相接地时流过接地点的单相短路电流很大，称为大接地电流系统。 二、三种运行方式的特点 (一) 中性点不接地系统 　　 中性点不接地系统的特点是，当系统中发生一相接地时，系统的运行并未破坏，也不影响用户用电。这是因为既不构成短路，系统三相间的对称状态也未改变。另外，当系统一相接地时，其它两相的对地电压将升高 √3 倍，即为线电压。 　　具体分析如下： 1、系统正常运行 　　 我们知道，任意两个导体隔以绝缘介质就形成电容，所以电力网的三相导线之间及各相对地之间，沿导线全长都分布有电容，这些电容将引起附加电流。 　　 正常运行时，三相系统是对称的、因而可以把相与地之间均匀分布的电容用集中于线路中央的电容C来代替，同时不考虑相间电容，如下所示。 系统正常运行时，由于三相电压　 　　　 是对称的，各相对 地的电容电流也是对称的(各相对地的电容是 相等的)。 即： 　　　　　 ICO＝?CUx，其 相位上互差120°。如右图为三相电流、电压 向量图。此时，大地中没有电容电流流过，中 性点的电位为零。 即： 　A相的电流向量如下图示 　　　　　 　　　为A相对地电容电流，为容性电流，则电压滞后电流90°。 　　为A相负荷电流。 　　　　　　　　　　　　 综上所述，可得出： 1)在中性点不接地系统中，发生单相接地故障时，由于线电压不变，用户可继续工作，提高了供电的可靠性。但为了防止由于接地点的电弧及其产生的过电压，使系统由单相接地故障发展成为多相接地故障，引起事故扩大，继续运行时间不得超过2h，并且加强监视，在系统中必须装设交流绝缘监察装置。当系统发生单相接地故障时，监察装置立即发出信号，通知值班人员及时进行处理。 2)由于非故障相对地电压可升高到线电压，所以在中性点不接地系统中，电气设备和输电线路的对地绝缘必须按线电压考虑，从而增加了投资。 3)中性点不接地系统由于不具备零序电流的流经途径，不会产生零序电流，所以对邻近通信线路的干扰小。 表2-1 发电机接地电流允许值 习题 1、中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，各相对地电压有什么变化？单相接地电流有什么变化？性质如何？ 答：故障相电压等于0，非故障相电压升高 倍。单相接地电流为一相对地电容电流的3倍，为容性电流。 2、单相接地时接地电流可能产生的危害？ 2、单相接地时接地电流可能产生的危害？ 单相接地电流为一相对地电容电流的3倍，单相接地时的接地电流将在故障点形成电弧。当出现稳定电弧时可能烧坏电气设备，或引起两相或三相短路。 　　 在中性点不接地系统中，单相接地电容电流超过上节所述的规定数值时，电弧 将不能自行熄灭。为了减小接地点的单相接地电流，一般使变压器中性点经消弧线 圈后再与大地连接。 1、消弧线圈的补偿原理　　 　　下图为中性点经消弧线圈接地的三相系统图。正常工作时，中性点的电位为零 没有电流通过消弧线圈。当C相发生金属性接地时，作用在消弧线圈两端的电压即 升高为相电压UC，并有电感电流IL通过消弧线圈和接地点，IL滞后于UC 90°。由于 IL和IC两者相位差180°，所以在接地点IL和IC起互相抵消的作用(或叫补偿作用)，其 向量图如下图所示。如果适当选择消弧线圈的电感(匝数)，可使接地点的电流等于 零，在接地点就不致产生电弧，并可避免由电弧所引起的危害。 　　　　　 (a)电路图 　　　　　 (b)向量图 　　　　　　　　　 中性点经消弧线圈接地的三相系统图　 2、消弧线圈的补偿方式 　　实际上，接地电容电流不可能完全被补偿掉，因此在接地 处仍有很小的电容电流流过，不过它已不致发生危险的间歇电 弧了。消弧线圈的补偿方式有三种： (l)