第二章電力系統(tǒng)中性點接地方式

1、鄭蚪電力高等?？茖W枝NIEZGNIOU 三匚ECTRIC ROWER 00l_EGE第二章電力系統(tǒng)中性點接地方式本章分析電力系統(tǒng)中性點常用接地方式 的特點及適用范圍 6鄭蚪電力髙等專科學枝NIEZGNIOU ELECTRIC POWER OOI-1-EGEN概述一、定義、中性點：電力系統(tǒng)三相交流發(fā)電機、變壓器接成星形繞組的公共點。二、種類1. 中性點不接地VIA 2. 中性點經消弧線圈接地3. 中性點直接接地 前兩種又稱中性點非直接接地系統(tǒng)，也稱為小接地電流系統(tǒng)。后一種稱為大接 地電流系統(tǒng)。三、中性點運行方式不同對系統(tǒng)的影響1. 供電可靠性；2. 電氣設備和線路的絕緣水平;3. 通訊系統(tǒng)的干擾

2、;4. 繼電保護的正確動作?？傊?，中性點釆用何種運行方式，實際上是一個涉及電力系統(tǒng)許多方面的綜合 性問題。本章對此作一般性介紹。ZEPCJ鄭蚪電力高等專科學枝NIEZGNIOU 三匚ECTRIC ROWER 00l_EGE2.1中性點非直接接地系統(tǒng)、中性點不接地系統(tǒng)（一）正常運行.1 電壓情況：Un = "匕+必'+ "必Yw + Yv + Yw如三相導線經完善換位，各相對地電容相等。即 CU=CV=CW=C,貝lj¥u=Yv=Yw=Yo 所以 下一頁U U U V U WZEPCJ鄭蚪電力高等?？茖W枝NIEZGNIOU 三匚ECTRIC ROWER 00

3、l_EGE返鄭蚪電力高等?？茖W枝NIEZGNIOU 三匚ECTRIC ROWER 00l_EGE可見正常運行中，電源中性點對地電壓為零，即中性點對 地電位相等。U相:V相:W相:則各相對地電壓為:U ud = U U U n U u U vd U v + n U v U wd = U w + n = U w結論：正常運行時，各相對地電壓為相電壓，中性點對地 電壓為零。鄭蚪電力高等專科學枝NIEZGNIOU 三匚ECTRIC ROWEREGE2電流情況：由于各相對地電壓為電源各相的相電壓。所 以電容電流大小相等，相位差為1200。它們之和 仍為零，所以沒有電容電流流過大地。當各相對地電容不等時，

4、Un不為零，發(fā)生中 性點位移現(xiàn)象。在中性點不接地系統(tǒng)中，正常運 行時中性點所產生的位移電壓較小，可忽略。鄭蚪電力高等專科學枝NIEZGNIOU 三匚ECTRIC ROWER 00l_EGE（二）單相接地故障1 電壓情況：上圖所示為W相發(fā)生完全接地的情況，完全接地即金屬性接地，即 接地電阻為零。很容易看出，中性點對地電壓各相對地電壓情況：U相：U nd 二二 U ii +U n U uw（線電壓） v 相：Uvd =U v +n U vw（線電壓）W 相：U wd :=0結論:故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓為線電壓, 中性點對地電壓為相電壓。P 一畝ZEPCJ鄭蚪電力高等專科學枝NIEZG

5、NIOU 三匚ECTRIC ROWER 00l_EGE返鄭蚪電力高等?？茖W枝NIEZGNIOU 三匚ECTRIC ROWEREGE2.電流情況：w相接地時，三相電容電流不對稱。w相電容電流為零，其他兩相電容 電流的有效值為：IcU=IcV=WCUxo其中：Ux相電壓；3角頻率；C相對地電容。這時三相電流之和不在為零，大地有電流涯過，W相接地處的電流簡稱 為接地電流，用Ic表示。則：Ic = - ( Icu + Ic.)經計算接地電流的有效值為：Ic = 3wCUx,而正常運行時的一相對地電 流為：Ic=wCUxo可見單相故障時的接地電流等于正常運行時一相對 地電容電流的三倍。由于對地電容與線路

6、的結構和長度有關，很難得 到C的參數(shù)。故實用計算可按下式計算：Ic(厶 +35lU “350式中：、22架空線路和電纜線路長度，km；Un網絡的線電壓，KV；鄭蚪電力高等?？茖W枝NIEZGNIOU 三匚ECTRIC ROWEREGE3.不完全接地的簡單情況1=當發(fā)生不完全接地時，即通過一定的電阻接地，接地相對 地電壓大于零而小于相電壓，未接地相對地電壓大于相電 壓而小于線電壓。中性點對地電壓大于零而小于相電壓, 線電壓仍保持不變，但此時接地電流要小一些。4.中性點不接地系統(tǒng)的特點單相接地故障時，由于線電壓保持不變，用戶雖然能繼續(xù) 工作，但是接地處電流可能會出現(xiàn)電弧。當線路不長、電壓不高時，接地

7、電流較小，電弧一般能自 動熄滅，特別是35kV及以下的系統(tǒng)中，絕緣方面的投資增 加不多，而供電可靠性較高的優(yōu)點突出，所以中性點宜采 用不接地的運行方式。當電壓高、線路長時，接地電流較大?？赡墚a生穩(wěn)定電弧 或間歇性電弧，而且電壓等級較高時，整個系統(tǒng)絕緣方面 的投資大為增加。上述優(yōu)點便不存在了。鄭蚪電力高等?？茖W枝NIEZGNIOU 三匚ECTRIC ROWEREGE5目前我國中性點不接地系統(tǒng)的應用范圍:(1)電壓在500V以下的三相三線制裝置;(2) 310kV系統(tǒng)當接地電流IcW30A時;(3) 2060kV系統(tǒng)當接地電流IcWlOA時；(4) 與發(fā)電機有直接電氣聯(lián)系的320kV系統(tǒng), 如要求

8、發(fā)電機帶內部單相接地故障運行，當接地 電流IcW5A時。當不滿足上述條件時，常采用中性點經消弧線 圈接地或直接接地的運行方式。鄭蚪電力髙等專科學枝NIEZGNIOU ELECTRIC POWER OOI-1-EGEN1、中性點經消弧線圈接地的三相系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)具有單相接地故障時可繼續(xù)供電的優(yōu)點，但當接地電流較大時容易產生接地而造成危害。為了克服這一缺 點，可設法減小接地處的接地電流。采用的方法是在出現(xiàn)單相接地故障時使接地處 流過一個感性電流，因而減小接地電流， 釆用中性點經消弧線圈接地的運行方式。鄭蚪電力高等?？茖W枝NIEZGNIOU 三匚ECTRIC ROWEREGE（一）消弧線圈的工

9、作原理1.消弧線圈的結構與型號消弧線圈裝有鐵芯,可調、電阻小、電抗很大，外 形跟小容量變壓器相似，裝在發(fā)電機或變壓器的 中性點與大地之間。為調節(jié)線圈扎數(shù)，通常有 59個分接頭可選用，用來改變補償程度，國產 型號為XDJLo其中X消弧線圈；D單相； J油浸式；L鋁線。2.消弧線圈的類型消弧線圈有多種類型，包括分級調扎式、在線分 級調扎式、氣隙可調鐵芯式、氣隙可調柱塞式、王 直流偏磁式、直流磁閥式、調容式、五柱式等=頁鄭刑電力高等?？茖W按NIEZGNIOU ELECTRIC POWER OOI-1-EGE鄭刑電力高等專科學按NIEZGNIOU ELECTRIC POWER OOI-1-EGE消弧線

10、圈鄭則電力髙等專科學枝況，取1（= - 稱為補償度，也稱調諧度。Sc-Il取V=1K=稱為脫諧度，根據(jù)電感電流對接地電流的補償NIEZGNIOU ELECTRIC POWER OOI-1-EGE（二）消弧線圈的補償方式為了表明單相接地故障時消弧線圈電感電流IL對接地電流Ic的補償情Ic程度，消弧線圈的補償方式有三種：完全補償、欠補償和過補償。1.完全補償完全補償是使電感電流等于接地電流。即IL=Ic,這時，調諧度K=l, 脫諧度V=0。這種方式表滸上很理想，但實際上存在很大問題。一般不采用完全補償方式。2 欠補償宙補償時，IIXIc,調諧度Kl,脫諧度V>0。單相接地故障時接地處有容 的

11、補償電流（IcIL）, 一般不釆用欠補償?shù)姆绞健IA但對于釆用與升壓變壓器單元連接的發(fā)電機中性點的消弧線圈，為了限制 電容耦合傳遞過電壓以及頻率變化等對發(fā)電機中性點位移電壓的影響，宜采用 欠補償方式。N3.過補償(1)特點：過補償是使電感電流大于接地電流，即IL>Ic,調諧度K>1,脫諧度*0。單相接地故障接地處 有感性過補償電流(ILIc),這種補償方式不會有上述缺點。因為當接地電流減小時，過補償電流更大，不會變?yōu)橥耆a償。另外，即使將來電網發(fā)展，原有的消弧線圈還可以使用。(3)消弧線圈的裝設位置：在發(fā)電廠發(fā)電機電壓側的消弧 線圈可裝在發(fā)電機中性點上，也可以裝在廠用變壓器中 性

12、點上。當發(fā)電機與變壓器為單元接線時，消弧線圈應裝在發(fā)電機中性點上，610kV消弧線圈也可裝在調相機 的中性點上。鄭蚪電力髙等?？茖W枝NIEZGNIOU ELECTRIC POWER OOI-1-EGE4.自動跟蹤補償長期以來，消弧線圈補償電流都是用手動調節(jié)方式(分接 頭)，不能做到準確、及時，不能得到令人滿意的補償效 果，因而有待改進為自動跟蹤補償方式。采用自動跟蹤補 償裝置，能跟蹤電網電容電流變化而進行自動調諧，平 均無故障時間最少，其補償效果是離線調扎式消弧線圈無 法比擬的。據(jù)不完全統(tǒng)計，至今，我國電網已有數(shù)千臺各 種規(guī)格不同的自動跟蹤補償消弧線圈裝置在運行。調節(jié)L值的方法：(1) 改變鐵

13、芯氣隙長度0將鐵芯制成可移動式，用機械 方法平滑調節(jié)即可平滑調節(jié)L值。改變鐵芯導磁率。采用電氣方法，運用現(xiàn)代電子技 術改變鐵芯的導磁率，也可平滑調節(jié)L值。鄭蚪電力高等?？茖W枝NIEZGNIOU 三匚ECTRIC ROWEREGE（三）中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)的應用范圍 1特點：這種運行方式下正常運行情況和單相接地故障時的 電壓情況與中性點不接地系統(tǒng)的電壓情況一樣O 優(yōu)點：可靠性高、投資不太大。2.應用范圍:我國規(guī)定，凡是不符合中性點不接地運行方式的3-60kV系統(tǒng)，均采用中性點經消弧線圈接地的 運行方式。在我國110kV系統(tǒng)，大多不采用消弧線圈接地的運行方式而直接采用直接接地。主要是為了減少

14、設備和線路的絕緣投資，但是在個別雷害事故較 嚴重的地區(qū)和某些大城市電網，為了提高供電可 靠性，也會采用經消弧線圈接地的運行方式。鄭蚪電力高等?？茖W枝NIEZGNIOU 三匚ECTRIC ROWEREGE2.2中性點直接接地系統(tǒng)隨著輸電電壓的增高和線路的增長，消弧線 圈已不便使用，就采取了將中性點直接接 地的方式，單相接地故障時，由于接地相 直接經過地對電源構成單相短路，故稱此 故障為單相短路。這時繼電保護裝置動作, 斷路器跳開，迅速切斷故障。鄭蚪電力髙等?？茖W枝NIEZGNIOU ELECTRIC POWER OOI-1-EGE一、電壓情況：（一）正常運行時：各相對地電壓為相電壓，中性點對地電壓為 零。（二）單相接地故障時：故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓為 相電壓，中性點對地電壓為零。二、電流情況：短路故障。鄭州電力高等?？茖W校NI三ZGNIOLJ ELECTRIC POWEREGE、中性點直接接地系統(tǒng)的特點及適用范E1. 優(yōu)點：在單相接地時非故障相的對地電壓接近于相電壓, 從而使電網的絕緣水平和造價降低O=12. 缺點：供電可靠性比前兩種運行方式低