电力系统基础-接地篇

1、电力系统基础知识电力系统基础知识工作接地和保护接地工作接地和保护接地概述概述 交流电概念交流电概念1、大小和方向都随时间变动，而在一周期内平均值等于零的周期电流称为交变、大小和方向都随时间变动，而在一周期内平均值等于零的周期电流称为交变电流，简称交流。电压同样交流电压。电流，简称交流。电压同样交流电压。2、我国交流电频率为、我国交流电频率为50Hz,周期为周期为0.02秒。秒。3、交流数学式：、交流数学式：i=Imsin(t+) =2f=2 x50 t+反映了正弦量变动的进程，即交变过程中瞬时值的大小和正负，称为正反映了正弦量变动的进程，即交变过程中瞬时值的大小和正负，称为正弦量的相位。因为相

2、位是用角度来表示的，所以他又称为相位角。弦量的相位。因为相位是用角度来表示的，所以他又称为相位角。4、正弦电流电路中经常遇到频率相同的正弦量。例如正弦电压和正弦电流、正弦电流电路中经常遇到频率相同的正弦量。例如正弦电压和正弦电流 u=Umsin(t+) i=Imsin(t+) 它们相位间的差别称为相位差，用它们相位间的差别称为相位差，用表示，在任一瞬间都是常数。如果表示，在任一瞬间都是常数。如果0,我们说电压我们说电压u的相位超前于电流的相位超前于电流i的相位一个角度的相位一个角度 如果相位差为零，则称为同相位。如果相位差为如果相位差为零，则称为同相位。如果相位差为90度，则称它们为相位正度，

3、则称它们为相位正交。交。交流电0ImsinIm0ui电压电流相位差概述概述 电阻、电感、电容中的交流电电阻、电感、电容中的交流电1、电阻中电压电流是同相位的。、电阻中电压电流是同相位的。2、纯电感线路电压超前电流、纯电感线路电压超前电流90度。度。3、纯电容线路电流超前电压、纯电容线路电流超前电压90度。度。概述概述 工作接地工作接地1、保证电力设备在正常及故障情况下具有适当的运行条件、保证电力设备在正常及故障情况下具有适当的运行条件2、保证电力设备绝缘所要求的工作条件、保证电力设备绝缘所要求的工作条件3、保证继电保护以及过电压保护装置的正常工作、保证继电保护以及过电压保护装置的正常工作工作接

4、地都是通过电气设备的中性点来进行的，又称中性点工作接地都是通过电气设备的中性点来进行的，又称中性点接地接地电力网的中性点接地方式有：不接地，经电阻接地，经电抗电力网的中性点接地方式有：不接地，经电阻接地，经电抗接地，经消弧线圈接地和直接接地接地，经消弧线圈接地和直接接地概述概述 保护接地保护接地 是指将一切在正常是不带电而在绝缘损坏是指将一切在正常是不带电而在绝缘损坏时可能带电的金属部分（例如各种电气设时可能带电的金属部分（例如各种电气设备外壳；配电装置的金属构架等）接地，备外壳；配电装置的金属构架等）接地，以保证工作人员安全。以保证工作人员安全。此外还有防雷接地此外还有防雷接地中性点不接地电

5、力网中性点不接地电力网 一、中性点不接地电力网的正常运行一、中性点不接地电力网的正常运行如三相电源电压是对称的，则电源中性点的如三相电源电压是对称的，则电源中性点的电位应为零。各相对地电容是相等的，流电位应为零。各相对地电容是相等的，流过的电容电流的大小均为过的电容电流的大小均为Ico,相位上则相差相位上则相差1200，各相对地电容电流相量和为零，没，各相对地电容电流相量和为零，没有电容电流流过大地。变压器中性点电压有电容电流流过大地。变压器中性点电压为零。为零。中性点不接地电力网正常工作状态中性点不接地电力网正常工作状态 ABCU0IC0IC0IC0中性点不接地电力网中性点不接地电力网 二、

6、中性点不接地电力网的单相接地二、中性点不接地电力网的单相接地 d点接地后，点接地后，C相电压变为零；相电压变为零； 三个线电压仍保持对称和大小不变；三个线电压仍保持对称和大小不变； 两个非故障相两个非故障相A和和B的对地电压却升高了的对地电压却升高了3倍。倍。 由于线电压仍保持不变，故对电力用户工由于线电压仍保持不变，故对电力用户工作没有影响，但是对电气设备寿命有影响，作没有影响，但是对电气设备寿命有影响，规程规定只能运行规程规定只能运行2个小时。个小时。中性点不接地电力网中性点不接地电力网 注意：单相接地时所产生的接地电流将在故障处形成电弧。注意：单相接地时所产生的接地电流将在故障处形成电弧

7、。这种电弧可能是稳定的或间歇性的。这种电弧可能是稳定的或间歇性的。 当接地电流不大时，则电流过零值时电弧将自行熄灭，当接地电流不大时，则电流过零值时电弧将自行熄灭，于是接地故障随之消失，这种情况是最理想的。如果接地于是接地故障随之消失，这种情况是最理想的。如果接地电流较大（电流较大（30A以上），则将产生稳定的电弧，形成持续以上），则将产生稳定的电弧，形成持续性的电弧接地，这种电弧的大小与接地电流成正比。强烈性的电弧接地，这种电弧的大小与接地电流成正比。强烈的电弧将会损坏设备并导致两相甚至三相短路。的电弧将会损坏设备并导致两相甚至三相短路。 当接地电流大于当接地电流大于510A而小于而小于30

8、A时，有可能产生一种时，有可能产生一种不稳定间歇性电弧。由于电网中的电感和电容所形成的振不稳定间歇性电弧。由于电网中的电感和电容所形成的振荡回路所致，随着间歇性电弧的产生将出现一种电弧过电荡回路所致，随着间歇性电弧的产生将出现一种电弧过电压，足以危机整个网络的绝缘。压，足以危机整个网络的绝缘。中性点不接地电力网正常工作状态中性点不接地电力网正常工作状态 ABCU0IC0IC0IC0相量图o-UcUAUCUBABUdAUdB中性点不接地电力网单相接地中性点不接地电力网单相接地 ABCIC0IC0IC0dU0中性点不接地电力网的单相接地中性点不接地电力网的单相接地 接地电流接地电流Ic=-(IcA

9、+IcB)接地电流近似计算接地电流近似计算架空线网络：架空线网络：Ic=UL/350电缆线路：电缆线路： Ic=UL/10中性点经消弧线圈接地电力网正常工作状态中性点经消弧线圈接地电力网正常工作状态 ABCIC0IC0IC0d 中性点经消弧线圈接地电力网中性点经消弧线圈接地电力网 不接地系统当在单相接地电流较大时不能不接地系统当在单相接地电流较大时不能适用，为了克服这个缺点，出现了经消弧适用，为了克服这个缺点，出现了经消弧线圈接地的电力网线圈接地的电力网 消弧线圈是一个可调电感线圈，他装设于消弧线圈是一个可调电感线圈，他装设于变压器或发电机的中性点，当发生单相接变压器或发电机的中性点，当发生单

10、相接地故障时，可形成一个与接地电流大小相地故障时，可形成一个与接地电流大小相近但方向相反的电感电流，这个电流与电近但方向相反的电感电流，这个电流与电容电流可相互补偿，最终使接地电流变得容电流可相互补偿，最终使接地电流变得很小或等于零。很小或等于零。中性点经消弧线圈接地电力网中性点经消弧线圈接地电力网 适用范围适用范围 凡不符合中性点不接地条件的凡不符合中性点不接地条件的360kV电力电力网（网（310kv,电容电流在电容电流在30A,3560KV电容电容电流在电流在10A以上），均可以采用经消弧线圈以上），均可以采用经消弧线圈接地接地中性点直接接地电力网中性点直接接地电力网 中性点直接接地电力

11、网发生单相接地故障时，中中性点直接接地电力网发生单相接地故障时，中性点的电位仍保持零，非故障相的对地电压也基性点的电位仍保持零，非故障相的对地电压也基本不会变化。由于单相接地短路电流较大，继电本不会变化。由于单相接地短路电流较大，继电保护装置能迅速断开故障电流，从而防止了单相保护装置能迅速断开故障电流，从而防止了单相接地时产生间歇电弧过电压的可能。接地时产生间歇电弧过电压的可能。 主要优点：非故障相对地电压接近于相电压，主要优点：非故障相对地电压接近于相电压，这样可以使电力网的绝缘水平和造价降低。这样可以使电力网的绝缘水平和造价降低。 我国我国110kV以上电力系统都采用中性点直接接地以上电力系统都采用中性点直接接地系统。系统。保护接地保护接地 将一切正常不带电而在绝缘损坏时可能带电的金将一切正常不带电而在绝缘损坏时可能带电的金属部分接地以保证工作人员触及时的安全就称为属部分接地以保证工作人员触及时的安全就称为保护接地。触电事故除了人和带电导体过分接近保护接地。触电事故除了人和带电导体过分接近或直接接触所至以外。还可能由於下列原