中性点运行方式

1第二章电力系统中性点的运行方式2教学要求了解中性点运行方式的意义及类别掌握中性点不接地运行方式的特点及应用能够绘制中性点不接地系统单相接地故障时，各相电流及电压的变化向量图；了解中性点经消弧线圈接地及直接接地运行方式的特点及应用。了解中性点经消弧线圈接地及直接接地运行方式的特点及应用。3目的要求：掌握中性点不接地运行方式的特点及应用，能够绘制中性点不接地系统单相接地故障时，各相电流及电压的变化向量图；了解中性点经消弧线圈接地及直接接地运行方式的特点及应用。重点：中性点不接地运行方式的特点及应用。难点：绘制中性点不接地系统单相接地故障时，各相电流及电压的变化向量图。41、电力系统的中性点：发电机、变压器的中性点且指变压器Y形接线2、运行方式共三种：中性点不接地运行方式中性点经消弧线圈接地运行方式中性点直接接地运行方式前两种接地系统统称为：小接地电流系统，后一种接地系统又称为：大接地电流系统。3、分析中性点运行方式的目的：运行方式的不同会影响运行的可靠性、设备的绝缘、通信的干扰、继电保护等5目录§2-1中性点不接地系统§2-2中性点经消弧线圈接地系统§2-3中性点直接接地系统§2-4中性点不同接地方式的比较和应用范围6§2-1中性点不接地系统7§2-1中性点不接地系统2.1.1正常运行情况⒈简化等值电路图2-1正常运行时的中性点不接地的电力系统（a）电路图（b）相量图8假设条件C—各相对比地之间是空气层，空气是绝缘介质，组成分散电容：图2-1为了方便讨论，认为：1、三相系统对称2、对地分散电容用集中电容表示,相间电容不予考虑3、当导线经过完全换位后，Cu=Cv=Cw=C92、分析：图2-11、三相系统对称时，三相电压对称,即2、由于Cu=Cv=Cw=C，则IcA=IcB=Icc=Ux/Xc＝也对称，即CBAUUU、、0CBANUUUUocCIcBIcAIcIxcu103、结论正常运行时：地中没有零序电容电流流过。中性点对地电位为零。112.1.2单相接地故障⒈简化等值电路假定C相完全接地，如下图。图2-2单相接地故障时的中性点不接地的电力系统（a）电路图（b）相量图122、分析：图2-2ACCAAUUUU)('BCCBBUUUU)('0)('CCCUUU)('.'.BCACCIII00.3333CCACCIIII电流情况：0'.CCI0'.'.3CBCACIII电压情况：133、结论接地故障相对地电压降低为零；非接地故障相电压升高为线电压（倍）且相位改变→绝缘水平按线电压设计（35KV及以下）中性点对地电压升为相值（方向与故障相电压相反，即-Ｕc）相对中性点电压和线电压仍不变→三相系统仍然对称，可以继续运行2h（供电可靠性提高）接地点流过的电容电流是正常每相对地电容电流的３倍，即Ｉc＝３Ｉco→故在接地点有电弧314单相接地时接地电流危害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。尤其是电机或电器内部因绝缘损坏而造成一相导体与设备外壳之间接触产生稳定电弧时，更容易烧坏电机、电器或造成相间短路。15接地电容电流的经验算法：Ic—中性点不接地系统地单相接地电容电流（A）U—电网额定线电压（Kv）L—同一电压U具有电气联系的架空线路或电缆线路总长度（km）350ULIc返回10ULIc架空线路电缆线路16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？17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。3182、单相接地时接地电流可能产生的危害？192、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。20§2-2中性点经消弧线圈接地系统21问题的提出为什么要采用中性点经消弧线圈接地系统？中性点不接地电力网发生接地时，仍可继续运行2h，但若接地电流值过大，会产生持续性电弧，危胁设备，甚至产生三相或二相短路。22§2-2中性点经消弧线圈接地系统2.2.1消弧线圈的工作原理图2-3中性点经消弧线圈接地的电力系统（a）电路图（b）相量图232.2.1消弧线圈的工作原理1、正常运行时：中性点对地电位为零：UN=0消弧线圈中无电流：IL=0流过地中的电容电流为零：IC=02、单相接地时：中性点电位升高为相电压：消弧线圈中出现感性电流：与相差1800流过接地点电流：+（相互抵消）CNUULIcILIcI消弧线圈不起作用→实现补偿242.2.2补偿方式及选用1、全补偿:ＩL＝ＩC即１／ωＬ＝３ωＣ接地点电流为零缺点：XL=Xc，网络容易因不对称形成串联谐振过电压危及绝缘2、欠补偿:ＩL＜ＩC即１／ωＬ＜３ωＣ接地点为容性电流缺点：易发展成为全补偿方式,切除线路或频率下降可能谐振。3、过补偿:ＩL＞ＩC即１／ωＬ＞３ωＣ接地点为为感性电流注意：电感电流数值不能过大≯10A不采用少采用采用25中性点经消弧线圈接地系统U相金属性接地电压变化特点:故障相对地电压变为零非故障相对地电压升高倍系统各相对地的绝缘水平也按线电压考虑3262.2.3消弧线圈1、消弧线圈结构特点：①为了保持补偿电流与电压之间的线性关系，采用滞气隙铁芯②气隙沿整个铁芯均匀设置，以减少漏磁③为了绝缘及散热，铁芯和线圈都浸在油中④为适应系统中电容电流变化特点，消弧线圈中设有分接头（5～9个）2、补偿容量的选择：Ｑh.e≥1.35ＩcＵx3、消弧线圈的安装地点发电厂的发电机或厂变的中性点；变电所主变的中性点。4、适用范围：广泛应用在不适合采用中性点不接地的以架空线路为主体的3-60kV系统；个别雷害严重的地区110kV系统不得已采用。返回27§2-3中性点直接接地系统282.3.1简化等值电路假定C相完全接地，如下图。图2-4单相接地故障时的中性点直接接地的电力系统292.3.2单相接地时1、电压情况（C相）接地相电压降低→为0非接地相电压不变→为相电压中性点对地电压不变→为02、电流情况形成短路→危害大→装设继电保护→跳闸切除故障（供电可靠性降低），避免接地点的电弧持续。分析30优点：1、不外加设备即可消弧2、降低电网对地绝缘，节省造价缺点：1、供电可靠性降低改进：装自动重合闸装置、加备用电源2、电流很大且单相磁场对弱电干扰改进：中性点经电抗器接地、仅部分中性点接地3、不产生过电压，设备绝缘水平低20％，造价低。结论返回31§2-4中性点经小阻抗(小电阻或电抗器)接地着眼点是为了增大零序电抗，以限制单相短路电流32§2-5中性点不同接地方式的比较和应用范围331、供电可靠性经消弧线圈接地不接地直接接地2、过电压与绝缘水平大接地→相电压小接地→线电压3、继电保护大接地→灵敏、可靠小接地→不灵敏4、对通信的干扰大接地→电流大、干扰大小接地→电流小，干扰小5、系统稳定性2.4.1中性点不同接地方式的比较小接地系统优先小接地系统优先小接地系统优先大接地系统优先大接地系统优先34110kv及以上——直接接地20~60kvI10A——中性点不接地I10A——中性点经消弧线圈接地10kvI20A——中性点不接地I20A——中性点经消弧线圈接地3~6kvI30A——中性点不接地I30A——中性点经消弧线圈接地1kv及以下——直接接地2.4.2中性点运行方式的应用范围返回35•1．消弧线圈的补偿运行方式有三种：__________运行方式和__________方式和__________方式，一般应采用__________运行方式。•2.在35KV系统中，电容电流大于____A，在10KV系统中，电容电流大于______A，应采用中性点______________接地系统。36全补偿欠补偿过补偿过补偿•1．消弧线圈的补偿运行方式有三种：__________运行方式和__________方式和__________方式，一般应采用__________运行方式。37•2.在35KV系统中，电容电流大于____A，在10KV系统中，电容电流大于______A，应采用中性点______________接地系统。10，20，经消弧线圈或电阻3810，30，经消弧线圈或电阻•2.在35KV系统中，电容电流大于____A，在10KV系统中，电容电流大于______A，应采用中性点______________接地系统。39第二章作业2-1在系统发生单相接地故障时,小接地电流和大接地电流系统的相对地的电压和线电压有如何的变化?为什么小接地电流系统在发生单相接地故障时可允许短时继续运行而不允许长期运行?应采取什么对策?2-2为什么说利用消弧线圈进行全补偿并不可取?2-3试述中性点直接接地系统在发生单相接地时的后果以及提高供电可靠性的措施?40