第八章电力系统中性点接地方式

第八章电力系统中性点接地方式第一节概述·中性点接地方式：电力系统中性点与大地间的电气连接方式。·中性点接地方式类型：①非有效接地系统或小接地电流系统：中性点不接地，经消弧线圈接地，经高阻抗接地的系统。X0/X1＞3，R0/X1＞1。②有效接地系统或大接地电流系统：中性点直接接地，经低阻抗接地的系统。X0/X1≤3，R0/X1≤1。X0零序电抗，R0零序电阻，X1正序电抗。第二节中性点非有效接地系统一、中性点不接地系统设三相电源电压WVUUUU、、对称，各相对地电压为WVUUUU'''、、，中性点电压为noU。1、正常运行时中性点电压jdUUphno11式中，WVUWVUCCCCCC2，)(3WVUCCCgd。（1）当架空线路经过完全换位时，各相导线的对地电容是相等的，这时=0，noU=0，中性点O对地没有电位偏移。（2）当架空线路不换位或换位不完全时，各相对地电容不等，这时≠0，noU≠0，中性点O对地存在电位偏移。2、单相接地故障①金属性接地故障点零序电压oUUUU)0(。电容电流（接地电流）oUCUCjUCjI33，绝对值IC=3ωCUph。（1）中性点对地电压oU与接地相的相电压大小相等，方向相反，并等于电网出现的零序电流。（2）故障相的对地电压降为零；两健全相得对低电压为相电压的√3倍，其相位差为60º，而不是120º。（3）三个相电压仍保持对称和大小不变，故对电力用户的继续工作没有影响。也是这种系统的主要优点。（4）两健全相的电容电流相应地增大为正常时相对地电容电流的√3倍，分别超前相应的相对地电压90º；流过接地点的单相接地电流IC为正常时电容电流的3倍，相位超前中性点对地电压90º。②经过渡电阻Rk接地中型点对地电压UUU)0(；式中，kCRj311经U相接地点的接地电流为)3(UCUCjI（1）中性点对地电压oU较故障相电压小，两者相位小于180º。（2）故障相的对地电压将大于零小于相电压，健全相得对地电压则大于相电压而小于线电压。（3）接地电流将较金属性接地时要小。3、动作情况中性点不接地系统，在发生单相接地时，只动作于信号而不动作于跳闸。4、适用范围①电压小于500V的装置。②3~10kV的电力网，单相接地电流小于30A时。③20~63kV的电力网，单相接地电流小于10A时。二、经消弧线圈接地系统1、电弧单相接地时所产生的接地电流将在故障处形成电弧。①接地电流不大（＜5~10A）时，电流过零值时电弧将自行熄灭。②接地电流较大（＞30A）时，形成稳定地电弧。③接地电流＞5~10A，＜30A时，形成一种不稳定的间歇性电弧。2、消弧线圈作用：消弧线圈是一个具有铁芯的可调电感线圈，使接地处电流变得很小或等于零，电弧自行细眉，故障随之消失，从而消除接地处的电弧及其产生的一切危害；还可以减少故障相电压的恢复速度，从而减少电弧重燃的可能性。工作原理：通过改变自身的结构，改变线圈的电感、电流的大小，产生一个和接地电容电流CI的大小相近、方向相反的电感电流LI，从而对电容电流进行补偿。3、正常运行中性点对地电流jdUUphO，式中，d为电网的阻尼率，为电网的脱谐度，增大可降低正常运行时中性点位移电压UO。4、单相金属性接地故障总的接地电流LUjUCjIIooLC3，选择适当的，可使得IL与IC的数值相近或相等。5、运行方式①全补偿方式：IL=IC，这时，L=1/3ω²C，电网处于串联谐振状态。②欠补偿方式：IL＜IC，这时，L＞1/3ω²C。③过补偿方式：IL＞IC，这时，L＜1/3ω²C。一般采用过补偿方式，原因：⑴欠补偿方式在线路断开时可能靠近或变成全补偿方式，使中性点出现过电压；同时欠补偿电流（IC-IL）可能接近或等于零，不能使接地保护可靠动作。⑵欠补偿电网在正常运行时，若三相得不对称度较大，可能出现数值较大的铁磁谐振过电压。⑶在电网发展，对地电容增大时，容抗减少，采用过补偿方式，消弧线圈可应付一段时间。⑷系统频率ω降低的机会较多，此时过补偿方式的脱谐度的绝对值||增大，中性点位移电压减少。6、适用范围不符合中性点不接地要求的3~63kV的电网。三、接地变压器1、功能为无中性点的电压级重构一个中性点，以便接入消弧线圈。2、特点⑴对三相平衡负荷呈高阻抗状态，对不平衡负荷呈低阻抗状态。⑵在单相接地故障时，接地变压器的中性点电位升高到系统相电压。⑶绕组相电压中无三次谐波分量。第三节中性点有效接地系统·中性点直接接地系统1、作用防止中性点电位变化及其电压升高。2、单相金属性接地故障①两个健全相的对地电压是正常时的相电压再加上一个分量U。②单相接地短路电流较大。③有效接地系统，X0/X1≤3：⑴当X0/X1＞1，)1(kI只有三相短路电流)3(kI的60%。⑵当X0/X1=1，)1(kI等于三相短路电流)3(kI。⑶当X0/X1＜1，)1(kI达三相短路电流)3(kI的1.5倍。3、优点在单相接地时非故障相的对地电压接近于相电压，从而使电网的绝缘水平和造价降低。第四节中性点接地方式的选择①220kV及以上电网：中想点直接接地或经低阻抗接地方式。②110~154kV电网：主要是直接接地方式，或经电阻、电抗和消弧线圈接地方式。③3~63kV电网：主要是经消弧线圈接地方式，或不接地，经低值、高值电阻接地方式。④1000V以下电网：中性点接地或不接地方式。