電力系統(tǒng)的中性點運行方式

錫林郭勒職業(yè)學(xué)院機電院電子教案③接地電流將較金屬性接地時要小。優(yōu)缺點：優(yōu)點：單相接地電流小，單相接地不形成短路回路，單相接地只動作于信號而不動作于跳閘，系統(tǒng)可繼續(xù)運行2h（電力安全運行規(guī)定，因可能出現(xiàn)兩點接地）。缺點：電弧問題單相接地時所產(chǎn)生的接地電流將在故障處形成電弧。接地電流不大（＜5~10A）時，電流過零值時電弧將自行熄滅。接地電流較大（＞30A）時，形成穩(wěn)定地電弧。5~10A＜接地電流＜30A時，形成一種不穩(wěn)定的間歇性電弧。因其中性點是絕緣的，電網(wǎng)對地電容中儲存的能量沒有釋放通路。在發(fā)生弧光接地時，電弧的反復(fù)熄滅與重燃，也是向電容反復(fù)充電過程。由于對地電容中的能量不能釋放，造成電壓升高，從而產(chǎn)生弧光接地過電壓或諧振過電壓，其值可達很高的值，對設(shè)備絕緣造成威脅。適用范圍：電壓小于500V的裝置。3~10kV的電力網(wǎng)，單相接地電流小于30A時。20~63kV的電力網(wǎng)，單相接地電流小于10A時。中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)在3~63kV電網(wǎng)中，當單相接地電流超過上述定值時，為防止單相接地時產(chǎn)生穩(wěn)定或間歇性電弧，應(yīng)采取減小接地電流的措施，就此引入中性點和地之間接入消弧線圈。消弧線圈：作用：消弧線圈是一個具有鐵芯的可調(diào)電感線圈，它的導(dǎo)線電阻很小，電抗很大。通過補償?shù)姆绞绞菇拥靥庪娏髯兊煤苄』虻扔诹悖娀∽孕邢?，故障隨之消失，從而消除接地處的電弧及其產(chǎn)生的一切危害；還可以減少故障相電壓的恢復(fù)速度，從而減少電弧重燃的可能性。工作原理：通過改變自身的結(jié)構(gòu)，改變線圈的電感、電流的大小，產(chǎn)生一個和接地電容電流的大小相近、方向相反的電感電流，從而對電容電流進行補償。正常運行時：圖中，L、r分別為消弧線圈的電感及有功損耗（或稱鐵內(nèi)損失）等值電阻。其導(dǎo)納為即中性點對地電壓d為電網(wǎng)的阻尼率，為電網(wǎng)的脫諧度，增大可降低正常運行時中性點位移電壓d為電網(wǎng)的阻尼率，為電網(wǎng)的脫諧度，增大可降低正常運行時中性點位移電壓，但也不能選過大，否則將意味著單相接地時接地處的殘余電流過大，使得接地處的電弧不能熄滅。適當選擇消弧線圈的電抗值R，亦即適當選擇脫諧度，可使得與的數(shù)值相近或相等。對補償?shù)慕Y(jié)果是使接地處電流變的很小或等于零，電弧將自行熄滅，消弧線圈因此而得名。單相金屬性接地故障時：總的接地電流，選擇適當?shù)模墒沟肐L與IC的數(shù)值相近或相等。中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的運行方式：全補償方式：=，即K=1，=0,即L=1/3ω2C，此時，接地電容電流將全部被補償，接地處電流為零，電網(wǎng)處于串聯(lián)諧振狀態(tài)諧振的發(fā)生，使正常運行時的中性點位移電壓大為升高。對設(shè)備絕緣不利，所以電力系統(tǒng)一般不采用全補償方式。。諧振的發(fā)生，使正常運行時的中性點位移電壓大為升高。對設(shè)備絕緣不利，所以電力系統(tǒng)一般不采用全補償方式。欠補償方式：IL＜IC，這時，L＞1/3ω2C。過補償方式：IL＞IC，這時，L＜1/3ω2C。一般采用過補償方式，原因：欠補償方式在線路斷開時可能靠近或變成全補償方式，使中性點出現(xiàn)過電壓；同時欠補償電流（IC-IL）可能接近或等于零，不能使接地保護可靠動作。欠補償電網(wǎng)在正常運行時，若三相得不對稱度較大，可能出現(xiàn)數(shù)值較大的鐵磁諧振過電壓。在電網(wǎng)發(fā)展，對地電容增大時，容抗減少，采用過補償方式，消弧線圈可應(yīng)付一段時間。系統(tǒng)頻率ω降低的機會較多，此時過補償方式的脫諧度的絕對值||增大，中性點位移電壓減少；而當w降低時，欠補償方式脫諧度的絕緣值減小，中性點位移電壓增大。適用范圍：不符合中性點不接地要求的3~63kV的電網(wǎng)。中性點經(jīng)接地變壓器接地系統(tǒng)功能為無中性點的電壓級重構(gòu)一個中性點，以便接入消弧線圈（或電阻）。特點對三相平衡負荷呈高阻抗狀態(tài)，對不平衡負荷呈低阻抗狀態(tài)。在單相接地故障時，接地變壓器的中性點電位升高到系統(tǒng)相電壓。繞組相電壓中無三次諧波分量。中性點有效接地系統(tǒng)中性點直接接地系統(tǒng)作用：防止中性點電位變化及其電壓升高的根本辦法是，把中性點直接接地。單相金屬性接地故障仍設(shè)U相在K點發(fā)生單相金屬性接地，這時線路上將流過較大的單相接地電流。這類三相系統(tǒng)的單相接地電流和接地點兩健全相的對地電壓、，可用對稱向量法求得：特點及適用范圍兩個健全相的對地電壓是正常時的相電壓再加上一個分量（相當于前述中性點位移電壓）。單相接地短路電流較大。有效接地系統(tǒng)，X0/X1≤3：①當X0/X1＞1，只有三相短路電流的60%。②當X0/X1=1，等于三相短路電流。③當X0/X1＜1，達三相短路電流的1.5倍。單相接地短路電流將引起繼電保護裝置的動作，迅速將故障部分切除，大大縮短延續(xù)時間，有效地防止單相接地時產(chǎn)生間歇電弧過電壓及發(fā)展為多相短路的可能。因而這種系統(tǒng)的最大長期工作電壓為運行相電壓。優(yōu)點：在中性點直接接地系統(tǒng)中，由于中性點電位固定為地電位，發(fā)生單相接地故障時，非故障相的工頻電壓升高不會超過1.4倍運行相電壓；暫態(tài)過電壓水平也相對較低；故障電流很大繼電保護裝置能迅速斷開故障線路，系統(tǒng)設(shè)備承受過電壓的時間很短，這樣就可以使電網(wǎng)中設(shè)備的絕緣水平降低，從而使電網(wǎng)的造價降低。適用范圍：目前，我國110kV及以上的電網(wǎng)、國外220kV及以上的電網(wǎng)，基本都采用中性點直接接地。中性點經(jīng)電阻接地中性點經(jīng)電阻接地方式，即是中性點與大地之間接人一定電阻值的電阻。該電阻與系統(tǒng)對地電容構(gòu)成并聯(lián)回路，由于電阻是耗能元件，也是電容電荷釋放元件和諧振的阻壓元件，對防止諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓，有一定優(yōu)越性。根據(jù)中性點接地電阻的電阻值的不同，可以將中性點經(jīng)電阻接地方式分為高電阻、中電阻和低電阻接地三種情況。目前三種方式在國內(nèi)外電網(wǎng)中都有應(yīng)用。主要優(yōu)點是：可以抑制電弧接地時的過電壓，此外，由于人為地增加了有功電流，使得更易于實現(xiàn)選擇性接地保護。缺點是：由于接地點的電流較大，當零序保護動作不及時或拒動時，將使接地點及附近的絕緣受到更大的危害，導(dǎo)致相間故障發(fā)生。當發(fā)生單相接地故障時，無論是永久性的還是非永久性的，均會使線路的跳閘次數(shù)大大增加，使其供電可靠性下降。結(jié)論：中性點接地方式特點直接接地系統(tǒng)供電可靠性低，因為一旦發(fā)生單相接地，就形成了單相短路，將使供電中斷；但接地時系統(tǒng)電壓不會升高，設(shè)備絕緣按相電壓設(shè)計，可降低系統(tǒng)造價；對低壓系統(tǒng)，還可降低觸電的危險程度。110kV以上高壓系統(tǒng)（為降低設(shè)備絕緣要求）不接地系統(tǒng)該系統(tǒng)供電可靠性高，因為發(fā)生單相接地時，雖然非接地相對地電壓上升為線電壓，但三相線電壓仍然對稱，對負荷用電無影響，系統(tǒng)允許繼續(xù)運行1~2h。但系統(tǒng)中非接地相對地電容電流增大了倍，接地電流為正常電容電流的3倍。3~66kV系統(tǒng)（為提高供電可靠性）經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)該系統(tǒng)的運行特點與中性點不接地系統(tǒng)相同。不同點是通過消弧線圈的電感電流對線路電容電流進行了補償，從而有效防止了接地電流引起的弧光短路。3~66kV系統(tǒng)（電容電流超過規(guī)定值時）勝利電廠廠用電系統(tǒng)中性點接地方式高壓廠用電系統(tǒng)的中性點接地方式我廠高壓廠用電系統(tǒng)的中性點接地方式如下：主變：中性點直接接地高壓廠用變：低壓側(cè)經(jīng)中阻接地高壓公用變：低壓側(cè)經(jīng)中阻接地啟備變：低壓側(cè)經(jīng)中阻接地高壓廠用電系統(tǒng)的中性點，國內(nèi)過去都采用不接地方式，國外有采用高電阻接地和中電阻接地的方式。（高電阻接地的條件是使流過接地點的電阻性電流不小于容性電流，以限制間歇性電弧接地時的過電壓水平在２．６倍相電壓以內(nèi)，但是它要使總的接地電流至少增大２倍。國外認為接地電流在１５Ａ以內(nèi)時可以帶接地點運行，在運行中找出接地點后設(shè)法消除之。當接地電流大于１５Ａ?xí)r，認為是不允許的，必須立即跳閘，切除接地點。超過１５Ａ?xí)r，照美國依柏斯柯公司的做法，采用中阻接地，使接地電流人為的增大到４００～１５００Ａ，以提高接地保護的靈敏性和選擇性。)國內(nèi)采用不接地方式，但要求接地電容電流都在１０Ａ以內(nèi)。至于超過１０Ａ?xí)r，不接地方式的運行經(jīng)驗還很少。根據(jù)《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》ＤＬ４００－９１第２．１２．３條規(guī)定：對電動機當“單相接地電流為１０Ａ及以上時保護帶時限動作于跳閘”。此時為了保護跳閘的可靠性，在中性點接一中值電阻，來加大單相接地故障電流，目的是提高保護裝置的靈敏度和獲得良好的選擇性。中阻接地方式有