第二章电力系统中性点接地方式 ppt课件

1、第二章第二章 电力系统中性点接地方式电力系统中性点接地方式本章分析电力系统中性点常用接地方式本章分析电力系统中性点常用接地方式的特点及适用范围的特点及适用范围 概述概述一、定义一、定义 中性点：电力系统三相交流发电机、变压器接成星形绕组的公共点。中性点：电力系统三相交流发电机、变压器接成星形绕组的公共点。二、种类二、种类1 1中性点不接地中性点不接地2 2中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地3 3中性点直接接地中性点直接接地前两种又称中性点非直接接地系统，也称为小接地电流系统。后一种称前两种又称中性点非直接接地系统，也称为小接地电流系统。后一种称为大接为大接地电流系统。地电流系统。三、中性

2、点运转方式不同对系统的影响三、中性点运转方式不同对系统的影响1 1供电可靠性；供电可靠性；2 2电气设备和线路的绝缘程度；电气设备和线路的绝缘程度；3 3通讯系统的干扰；通讯系统的干扰；4 4继电维护的正确动作。继电维护的正确动作。总之，中性点采用何种运转方式，实践上是一个涉及电力系统许多方面总之，中性点采用何种运转方式，实践上是一个涉及电力系统许多方面的综合的综合性问题。本章对此作普通性引见。性问题。本章对此作普通性引见。2.1 中性点非直接接地系统中性点非直接接地系统一、中性点不接地系统一、中性点不接地系统一正常运转一正常运转1.电压情况：电压情况：如三相导线经完善换位，各相对地电容相等。

3、如三相导线经完善换位，各相对地电容相等。即即CuCvCwC，那么，那么YuYvYwY。所以所以 wvuwwvvuunYYYYUYUYUU03wvunUUUU UNVWCuCuCvCvCwCw可见正常运转中，电源中性点对地电压为零，即中性点对可见正常运转中，电源中性点对地电压为零，即中性点对地电位相等。地电位相等。那么各相对地电压为：那么各相对地电压为：U U相：相：V V相：相：W W相：相：结论：结论： 正常运转时，各相对地电压为相电压，中性点对地正常运转时，各相对地电压为相电压，中性点对地电压为零。电压为零。unuudUUUUvnvvdUUUUwnwwdUUUU2电流情况：电流情况： 由于

4、各相对地电压为电源各相的相电由于各相对地电压为电源各相的相电压。所以电容电流大小相等，相位差为压。所以电容电流大小相等，相位差为1200。它们之和仍为零，所以没有电容电。它们之和仍为零，所以没有电容电流流过大地。流流过大地。 当各相对地电容不等时，当各相对地电容不等时， 不为零，发生不为零，发生中性点位移景象。在中性点不接地系统中，中性点位移景象。在中性点不接地系统中，正常运转时中性点所产生的位移电压较小，正常运转时中性点所产生的位移电压较小，可忽略。可忽略。nU二单相接地缺点二单相接地缺点1.电压情况：电压情况： 上图所示为上图所示为W相发生完全接地的情况，完相发生完全接地的情况，完全接地即

5、金属性接地，即接地电阻为零。全接地即金属性接地，即接地电阻为零。很容易看出，中性点对地电压：很容易看出，中性点对地电压：各相对地电压情况：各相对地电压情况：U相：相： 线电线电压压V相：相： 线电线电压压W相：相：结论：结论： 缺点相对地电压为零，非缺点相对缺点相对地电压为零，非缺点相对地电压为线电压，中性点对地电压为相电地电压为线电压，中性点对地电压为相电压。压。 wnUUuwnuudUUUUvwnvvdUUUU0wdUUNVWCuCuCvCvCwCwd2电流情况：电流情况：W相接地时，三相电容电流不对称。相接地时，三相电容电流不对称。W相电相电容电流为零，其他两相电容容电流为零，其他两相电

6、容电流的有效值为：电流的有效值为： Icu=Icv=CUx。 其中：其中：Ux相电压；相电压；角频率；角频率；C相对相对地电容。地电容。这时三相电流之和不在为零，大地有电流流这时三相电流之和不在为零，大地有电流流过，过，W相接地处的电流简称相接地处的电流简称为接地电流，用为接地电流，用 表示。那么：表示。那么： 经计算接地电流的有效值为：经计算接地电流的有效值为：Ic3CUx，而正常运转时的一相对地电而正常运转时的一相对地电流为：流为：IcCUx。可见单相缺点时的接地。可见单相缺点时的接地电流等于正常运转时一相对电流等于正常运转时一相对地电容电流的三倍。由于对地电容与线路的地电容电流的三倍。由

7、于对地电容与线路的构造和长度有关，很难得构造和长度有关，很难得到到C的参数。的参数。故适用计算可按下式计算：故适用计算可按下式计算：式中：式中：l1、l2架空线路和电缆线路长度，架空线路和电缆线路长度，km； UN网络的线电压，网络的线电压，KV； cIcIcuIcvI350)35(.21NcUllI3 3不完全接地的简单情况不完全接地的简单情况当发生不完全接地时，即经过一定的电阻接地，接当发生不完全接地时，即经过一定的电阻接地，接地相对地相对地电压大于零而小于相电压，未接地相对地电压大地电压大于零而小于相电压，未接地相对地电压大于相电于相电压而小于线电压。中性点对地电压大于零而小于相压而小于

8、线电压。中性点对地电压大于零而小于相电压，电压，线电压仍坚持不变，但此时接地电流要小一些。线电压仍坚持不变，但此时接地电流要小一些。4 4中性点不接地系统的特点中性点不接地系统的特点单相接地缺点时，由于线电压坚持不变，用户虽然单相接地缺点时，由于线电压坚持不变，用户虽然能继续能继续任务，但是接地处电流能够会出现电弧。任务，但是接地处电流能够会出现电弧。当线路不长、电压不高时，接地电流较小，电弧普当线路不长、电压不高时，接地电流较小，电弧普通能自通能自动熄灭，特别是动熄灭，特别是35kV35kV及以下的系统中，绝缘方面的及以下的系统中，绝缘方面的投资增投资增加不多，而供电可靠性较高的优点突出，所

9、以中性加不多，而供电可靠性较高的优点突出，所以中性点宜采点宜采用不接地的运转方式。用不接地的运转方式。当电压高、线路长时，接地电流较大。能够产生稳当电压高、线路长时，接地电流较大。能够产生稳定电弧定电弧或间歇性电弧，而且电压等级较高时，整个系统绝或间歇性电弧，而且电压等级较高时，整个系统绝缘方面缘方面的投资大为添加。上述优点便不存在了。的投资大为添加。上述优点便不存在了。5 5目前我国中性点不接地系统的运用范围：目前我国中性点不接地系统的运用范围： 1 1电压在电压在500V500V以下的三相三线制安装；以下的三相三线制安装； 2 23 310kV10kV系统当接地电流系统当接地电流Ic30A

10、Ic30A时；时； 3 3202060kV60kV系统当接地电流系统当接地电流Ic10AIc10A时；时； 4 4与发电机有直接电气联络的与发电机有直接电气联络的3 320kV20kV系统，系统，如要求发电机带内部单相接地缺点运转，当接地如要求发电机带内部单相接地缺点运转，当接地电流电流Ic5AIc5A时。时。 当不满足上述条件时，常采用中性点经消弧线当不满足上述条件时，常采用中性点经消弧线圈接地或直接接地的运转方式。圈接地或直接接地的运转方式。二、中性点经消弧线圈接地的三相系统二、中性点经消弧线圈接地的三相系统 中性点不接地系统具有单相接地缺点时可继续供电的优点，但当接地电流较大时容易产生接

11、地而呵斥危害。为了抑制这一缺陷，可设法减小接地处的接地电流。采用的方法是在出现单相接地缺点时使接地处流过一个感性电流，因此减小接地电流，采用中性点经消弧线圈接地的运转方式。一消弧线圈的任务原理一消弧线圈的任务原理1消弧线圈的构造与型号消弧线圈的构造与型号 消弧线圈装有铁芯，可调、电阻小、电抗很大，外消弧线圈装有铁芯，可调、电阻小、电抗很大，外形跟小容量变压器类似，装在发电机或变压器的形跟小容量变压器类似，装在发电机或变压器的中性点与大地之间。为调理线圈扎数，通常有中性点与大地之间。为调理线圈扎数，通常有59个分接头可选用，用来改动补偿程度，国产个分接头可选用，用来改动补偿程度，国产型号为型号为

12、XDJL。其中。其中X消弧线圈；消弧线圈；D单相；单相；J油浸式；油浸式；L铝线。铝线。2消弧线圈的类型消弧线圈的类型 消弧线圈有多种类型，包括分级调扎式、在线分消弧线圈有多种类型，包括分级调扎式、在线分级调扎式、气隙可调铁芯式、气隙可调柱塞式、级调扎式、气隙可调铁芯式、气隙可调柱塞式、直流偏磁式、直流磁阀式、调容式、五柱式等直流偏磁式、直流磁阀式、调容式、五柱式等UNVWCuCuCvCvCwCwd二消弧线圈的补偿方式二消弧线圈的补偿方式 为了阐明单相接地缺点时消弧线圈电感电流为了阐明单相接地缺点时消弧线圈电感电流ILIL对接地对接地电流电流IcIc的补偿情的补偿情况，取况，取K K 称为补偿

13、度，也称调谐度。称为补偿度，也称调谐度。 取取V V1 1K K 称为脱谐度，根据电感电流对接地称为脱谐度，根据电感电流对接地电流的补偿电流的补偿程度，消弧线圈的补偿方式有三种：完全补偿、欠补偿和程度，消弧线圈的补偿方式有三种：完全补偿、欠补偿和过补偿。过补偿。1 1完全补偿完全补偿 完全补偿是使电感电流等于接地电流。即完全补偿是使电感电流等于接地电流。即ILILIcIc，这，这时，调谐度时，调谐度K K1 1，脱谐度脱谐度V V0 0。这种方式外表上很理想，但实践上存在很大问题。这种方式外表上很理想，但实践上存在很大问题。普通不采用完全补偿方式。普通不采用完全补偿方式。2 2欠补偿欠补偿 欠

14、补偿时，欠补偿时，ILIcILIc，调谐度，调谐度K1K0V0。单相接地。单相接地缺点时接地处有容性缺点时接地处有容性的补偿电流的补偿电流IcIcILIL，普通不采用欠补偿的方式。，普通不采用欠补偿的方式。 但对于采用与升压变压器单元衔接的发电机中性点的但对于采用与升压变压器单元衔接的发电机中性点的消弧线圈，为了限制消弧线圈，为了限制电容耦合传送过电压以及频率变化等对发电机中性点位移电容耦合传送过电压以及频率变化等对发电机中性点位移电压的影响，宜采用电压的影响，宜采用欠补偿方式。欠补偿方式。cLIIcLcIII 3 3过补偿过补偿1 1特点：过补偿是使电感电流大于接地电流，特点：过补偿是使电感

15、电流大于接地电流，即即ILIcILIc，调谐度，调谐度K1K1，脱谐度，脱谐度V0V0。单相接地。单相接地缺点接地处有感性过补偿电流缺点接地处有感性过补偿电流ILILIcIc，这种，这种补偿方式不会有上述缺陷。由于当接地电流减小补偿方式不会有上述缺陷。由于当接地电流减小时，过补偿电流更大，不会变为完全补偿。另外，时，过补偿电流更大，不会变为完全补偿。另外，即使未来电网开展，原有的消弧线圈还可以运用。即使未来电网开展，原有的消弧线圈还可以运用。2 2运用：装在电网中变压器中性点的消弧线圈运用：装在电网中变压器中性点的消弧线圈以及具有直配线的发电机中性点的消弧线圈应采以及具有直配线的发电机中性点的

16、消弧线圈应采用过补偿方式。用过补偿方式。3 3消弧线圈的装设位置：在发电厂发电机电压消弧线圈的装设位置：在发电厂发电机电压侧的消弧线圈可装在发电机中性点上，也可以装侧的消弧线圈可装在发电机中性点上，也可以装在厂用变压器中性点上。当发电机与变压器为单在厂用变压器中性点上。当发电机与变压器为单元接线时，消弧线圈应装在发电机中性点上，元接线时，消弧线圈应装在发电机中性点上，6 610kV10kV消弧线圈也可装在调相机的中性点上。消弧线圈也可装在调相机的中性点上。4自动跟踪补偿自动跟踪补偿长期以来，消弧线圈补偿电流都是用手动调理方式分接长期以来，消弧线圈补偿电流都是用手动调理方式分接头，不能做到准确、

17、及时，不能得到令人称心的补偿效头，不能做到准确、及时，不能得到令人称心的补偿效果，因此有待改良为自动跟踪补偿方式。采用自动跟踪补果，因此有待改良为自动跟踪补偿方式。采用自动跟踪补偿安装，能跟踪电网电容电流变化而进展自动调谐，平偿安装，能跟踪电网电容电流变化而进展自动调谐，平均无缺点时间最少，其补偿效果是离线调扎式消弧线圈无均无缺点时间最少，其补偿效果是离线调扎式消弧线圈无法比较的。据不完全统计，至今，我国电网已有数千台各法比较的。据不完全统计，至今，我国电网已有数千台各种规格不同的自动跟踪补偿消弧线圈安装在运转。种规格不同的自动跟踪补偿消弧线圈安装在运转。调理调理L值的方法：值的方法：1改动铁

18、芯气隙长度改动铁芯气隙长度。将铁芯制成可挪动式，用机械。将铁芯制成可挪动式，用机械方法平滑调理方法平滑调理，即可平滑调理，即可平滑调理L值。值。2改动铁芯导磁率改动铁芯导磁率r。采用电气方法，运用现代电子技。采用电气方法，运用现代电子技术改动铁芯的导磁率，也可平滑调理术改动铁芯的导磁率，也可平滑调理L值。值。三中性点经消弧线圈接地系统的运用范围三中性点经消弧线圈接地系统的运用范围1特点：特点：这种运转方式下正常运转情况和单相接地缺点时的这种运转方式下正常运转情况和单相接地缺点时的电压情况与中性点不接地系统的电压情况一样。电压情况与中性点不接地系统的电压情况一样。优点：可靠性高、投资不太大。优点

19、：可靠性高、投资不太大。2运用范围：运用范围： 我国规定，凡是不符合中性点不接地运转方式的我国规定，凡是不符合中性点不接地运转方式的360kV系统，均采用中性点经消弧线圈接地的系统，均采用中性点经消弧线圈接地的运转方式。运转方式。 在我国在我国110kV系统，大多不采用消弧线圈接地的系统，大多不采用消弧线圈接地的运转方式而直接采用直接接地。主要是为了减少运转方式而直接采用直接接地。主要是为了减少设备和线路的绝缘投资，但是在个别雷害事故较设备和线路的绝缘投资，但是在个别雷害事故较严重的地域和某些大城市电网，为了提高供电可严重的地域和某些大城市电网，为了提高供电可靠性，也会采用经消弧线圈接地的运转方式。靠性，也会采用经消弧线圈接地的运转方式。2.2 中性点直接接地系统中性点直接接地系统随着输电电压的增高和线路的增长，消弧线圈已不便运用，就采取了将中性点直接接地的方式，单相接地缺点时，由于接地相直接经过地对电源构成单相短路，故称此缺点为单相短路。这时继电维护安装动作，断路器跳开，迅速切断缺点。一、电压情况：一、电压情况：一正常运转时：一正常运转时：各相对地电压为相电压，中性点对地电压为各相对地电压为相电压，中性点对地电压为零。零。二单相接地缺点时：二单相接地缺点时：缺点相对地电压为零，非缺点相对地电压为