第一章电力系统的中性点接地方式概论资料.ppt

第一章 电力系统的中性点接地方式概论 第一节 导言 第二节 中性点接地方式发展简史 第三节 一个概念和几个术语 第四节 接地方式的划分及电压、电流的互换特性 第五节 接地程度系数与中性点接地方式的关系 第六节 不同接地方式系统的基本运行特性 第七节 发电机中性点的接地方式 第八节 不同接地方式的适用范围 第九节 结语 OK 第一节 导言 电力系统中性点接地方式是防止系统事故的一项重要应用技术,具有理论研究与实践经验密切结合的特点, 是电力系统实现安全与经济运行的一项重要的技术基础。 电力系统的中性点接地方式是一个综合性的技术问题,它与系统的供电可靠性、人身安 全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、通信干扰 ( 电磁环境 )及接地装置等问题有密切的关系。 电力系统中性点接地方式也是经济问题。在选定方案的决策过程中,应结合系统的现状与发展规划进行技术经济比较,全面考虑,使系统具有更优的技术经济指标,避免因决策失误而造成不良后果。 电力系统的中性点接地方式是一个系统工程问题。 第二节 中性点接地方式发展简史 在发展初期 , 电力系统的容量较小,当时人们认为工频电压升高是绝缘故障的主要原因, 所以,电力设备的中性点最初都采用直接接地方式运行。 随着电力系统的扩大,单相接地故障增多,线路断路器经常跳闸,造成频繁的停电事故,于是,便将上述的直接接地方式改为不接地方式运行。 在这种情况下发生单相接地故障时,接地电容电流在故障点形成的电弧不能自行熄灭,同时,间歇电弧产生的过电压往往又使事故扩大,显著地降低了电力系统的运行可靠性。 为了解决系统中出现的这些问题,当时世界上两个工业比较发达的国家分别采取了不同的解决途径。 德国为了避免对通信线路的干扰和保障铁路信号的正确动作,采用了中性点经消弧线圈的接地方式,自动消除瞬间的单相接地故障。 美国采用了中性点直接接地和经低电阻、低电抗等接地方式,并配合快速继电保护和开关装置,瞬间跳开故障线路。 这两种具有代表性的解决办法,对后来世界上许多国家的电力系统中性点接地方式的发展产生了很大的影响。 第三节 一个概念和几个术语 各种中性点接地方式表现方式不同,但是究其实质,均可概括为是经一定数值的(零序)阻抗接地的! 一、“零序阻抗”的概念 零序阻抗,是指电网在单相接地故障情况下,零序电流所经回路的阻抗。 该阻抗不仅包括故障点与中性点之间的、由系统几何与物理参数所确定的回路阻抗,而且还包括这两点之间的大地回路构成的阻抗(与接地装置及大地的几何、物理参数等有关),以及中性点的接地阻抗。 不同的中性点接地方式下系统的零序阻抗、或者是系统的零序阻抗与正序阻抗的比值的大小不同。 二、“中性点不接地”和“中性点绝缘” 我国常用的中性点不接地这一术语,在有的国际场合称为“中性点绝缘”,而通常所讲的中性点不接地,实际上是经过集中于电力变压器中性点的等值电容(绝缘状态欠佳时还有泄漏电阻)接地的,其零序阻抗多为一有限值,而且不一定是常数。如在工频零序电压作用下,零序阻抗可能呈现较大的数值,因此 零序电流数值较小；而在3次或更高次谐波的零序电压作用下,零序容抗锐减,高次谐波电流骤增,有时甚至在正常运行情况下也可引起通信干扰。 中性点不接地这一术语虽不理想,但习惯上已被国内外广泛地应用了多年,因而只要正确理解其物理意义就行了。 三、“中性点有效接地”和“中性点直接接地” “中性点直接接地”这一术语对电力设备(如变压器等)而言,含义是清晰的,它指该设备的中性点经过零阻抗接地。可是,现在很多人常用它泛指一个电力系统(或电网),这时其含义是不确切的,容易造成误解。这是因为,即使在高压电力系统中,也有部分变压器的中性点不接地运行；甚至在全接地的超高压和特高压电力系统中,仍然存在着有的变压器中性点经低电抗(低电阻)接地的情况。 美国电机工程师学会第32号标准对此作出了明确的规定： “当在系统或系统的指定部分的所有各点上,不论运行的情况如何,以及连接的发电机容量多大,零序电抗对正序电抗之比都不大于3,而且零序电阻对正序电抗之比不大于1时,该电力系统或系统的一部分可被认为是中性性点有效接地的。” 这个标准沿用至今 ,在国际上得到广泛的认同。 根据上述标准, 不论变压器的中性点是直接接地 , 还是经低电阻或低电抗接地,只要在指定的系统内各点均满足：零序等值电抗与正序等值电抗之比小于或等于3 （X0/X1 ≤ 3）