第3次课（第一章第6节）.ppt

电力工程 山东电力高等专科学校 第六节 电力系统中性点运行方式 电力系统中性点是指星形连接的变压器(或发电机)的中性点。这些中性点的运行方式涉及到绝缘水平、通讯干扰、接地保护方式、电压等级、系统接线等方面。 电力系统发展初期，发电机和变压器的中性点都是不接地的。这是很自然的，那时供电范围很小，网络不大，电压也低，中性点不接地既简单又经济，没有人想到应该把中性点和地连接起来。但是随着电力系统的发展，网络逐步扩大，电压不断升高，中性点不接地系统在运行中开始暴露出很严重的问题－－系统中频频发生弧光接地过电压引起的事故。于是，中性点接地才引起人们的注意。运行经验表明，中性点接地方式正确与否，对保证电力系统的安全运行又很大的意义。要综合考虑过电压与绝缘配合，继电保护及自动装置的正确动作，提高系统运行的稳定性，防止对通讯的干扰，保证安全供电及节省投资等，要求确定中性点的接地方式。 我国电力系统的中性点运行方式主要有两大类： （1）电力系统的中性点有效接地，包括中性点直接接地、中性点经低电阻接地，也称为大电流接地系统； （2）电力系统的中性点非有效接地，包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经高电阻接地，也称为小电流接地系统。 一、中性点不接地系统中性点不接地系统如图所示。 由于中性点不接地对地绝缘，地中无电流通过，所以各相电流平衡： 各相电流为： 将上式代入电流平衡方程，可以求得中性点实际电压： 我们称 显然，中性点的电压值与各相分布电容是否对称以及对称度有关，若认为三相完全对称，即三相对地电容： 中性点不接地系统在运行过程中如果发生单相接地，如图所示： 此时因C相接地，则C相电位为地电位，即为；零，则C相与地形成的回路电压方程为： 假设各相对地电容相等，则流过接地点的接地电流即为C相电容电流，即为： 中性点不接地系统单相接地向量图 电力线路单相接地故障由瞬时接地故障和永久接地故障之分。像因为落雷引起的事故，一般不致于造成永久接地，只是瞬间使得带电导线对地闪络，雷电流消失后，如果电力系统固有的接地电流不大，短路点的电弧可以自行熄灭，系统可以重新回复正常。 运行经验表明，对于10kV以下的电网，接地电流一般不超过30A；对于35kV电压等级电力网，接地电流不超过10A时，接地电流通常可以自动熄灭。接地电流超过上述数值时，可能产生间歇性电弧或稳定燃烧的电弧。间歇性电弧在系统中会引起电弧过电压，过电压的数值随电弧重燃次数增加。实际测量表明，其数值可以达到3.2倍左右，从而引起多相短路的危险。 中性点不接地系统发生单相永久性接地故障时，中性点电位升高为相电压，非故障相对地电压上升为根3倍相电压，即上升为线电压，相间电压不变，依然是对称的，接地电流为正常一相电容电流的3倍，系统仍然可以继续运行，在运行中找出接地故障，消除故障后系统可以自动恢复运行。 但要注意,这种系统发生单相接地时,继续运行的时间不能太长,一般不允许超过2h内,迅速发现并消除故障。否则会扩大故障或损坏设备。 对于35kV以下的电力网，由于线路绝缘水平比较低，单相接地故障多，同时它们的线路较短，接地电流较小，瞬间故障形成的接地电弧容易自行熄灭。另外，由于电压较低，线路按照线电压设计绝缘所花费用较少。所以接地电流不大于30A的10kV电网和接地电流不大于10A的35kV电网、发电机直配系统,接地电流小于5A时。均采用中性点不接地运行方式。 二、中性点经消弧线圈接地系统 如前所述，中性点不接地系统单相接地电流10kV电网超过30A，35kV电网超过10A时，瞬间接地故障就不能自行消除，由此产生的间歇性电弧过电压可能危害电网绝缘。若能找到一种方法，能减小接地电流，就可以解决因接地电流过大引起的问题。中性点经消弧线圈接地就是能减少接地电流的有效方法。 中性点经消弧线圈接地系统如图所示： 该电流与其他非故障相形成的电容电流同时经过接地点，此时接地电流为： 根据消弧线圈的电感电流对接地电容电流补偿程度的不同,可有三种方式: （1）全补偿 （2）欠补偿 （3）过补偿 （1）全补偿 若选择电感L使其满足 （2）欠补偿 若选择L使其满足 （3）过补偿 点电流呈感性，称为过补偿运行方式。此时脱谐度为负值，补偿度大