中性點(diǎn)運(yùn)行方式

1、中性點(diǎn)運(yùn)行方式大接地電流系統(tǒng)小接地電流系統(tǒng)應(yīng)用范圍電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)實(shí)際上是指電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、 變壓器的中性點(diǎn)，其接地或不接地是一個(gè)綜合性的問(wèn)題。中性點(diǎn)接地方式與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過(guò)電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行，特別是對(duì)發(fā)生故障后的系統(tǒng)運(yùn)行有多方面的影響，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全以及對(duì)通信線路的干擾等。序言所以在選擇中性點(diǎn)接地方式時(shí)，必須考慮許多因素。電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有兩大類:一類是中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)過(guò)低阻抗接地，稱為大接地電流系統(tǒng)；另一類是中性點(diǎn)不接地、經(jīng)過(guò)消弧線圈或高阻抗接地，稱為小接地電流系統(tǒng)。其中采用最

2、廣泛的是中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)消弧線圈接地和中性點(diǎn)直接接地等三種方式。序言大接地電流系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地一相接地時(shí)的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)Part 1 大接地電流系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中采用中性點(diǎn)直接接地方式，就是把中性點(diǎn)直接和大地相接，這種方式可以防止中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地時(shí)產(chǎn)生的間歇電弧過(guò)電壓。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中性點(diǎn)的電位在電網(wǎng)的任何工作狀態(tài)下均保持為零。在這種系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生一相接地時(shí)，這一相直接經(jīng)過(guò)接地點(diǎn)和接地的中性點(diǎn)短路，一相接地短路電流的數(shù)值很大， 因而立即使繼電保護(hù)動(dòng)作，將故障部分切除。 Part 1 大接地電流系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地的主要優(yōu)點(diǎn)是它在發(fā)生一相接地故障時(shí),非故障相地對(duì)電壓不會(huì)增

3、高, 因而各相對(duì)地絕緣即可按相對(duì)地電壓考慮。這對(duì)于110kv以上的系統(tǒng)，可以明顯減低絕緣部分的造價(jià)，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的缺點(diǎn)，接地故障線路迅速切除，間斷供電。接地電流大，地電位上升較高，增加電力設(shè)備損傷，增大接觸電壓和跨步電壓、對(duì)信息系統(tǒng)干擾和對(duì)低壓網(wǎng)反擊。 小接地電流系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地（1）正常運(yùn)行狀態(tài)Part 2 小接地電流系統(tǒng)（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)）設(shè)三相系統(tǒng)是對(duì)稱的，則各相對(duì)地均勻分布的電容可由集中電容C表示，線間電容電流數(shù)值較小，可不考慮，如圖1（a）所示。 系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三個(gè)相電壓U1、U2、U3是對(duì)稱的，三相對(duì)地電容電流IC1、IC2、

4、IC3也是對(duì)稱的，其相量和為零，所以中性點(diǎn)沒(méi)有電流流過(guò)。各相對(duì)地電壓就 是其相電壓，如圖1（b）所示。Part 2 小接地電流系統(tǒng)（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)）當(dāng)系統(tǒng)任何一相絕緣受到破壞而接地時(shí)，各相對(duì)地電壓、對(duì)地電容電流都要發(fā)生改變。當(dāng)故障相(假定為第3相)完全接地時(shí)，如圖2（a）所示。接地的第3相對(duì)地電壓為零，即U3=0，但線間電壓并沒(méi)有發(fā)生變化。（2）單相接地Part 2 小接地電流系統(tǒng)（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)）當(dāng)非接地相第1相對(duì)地電壓U1=U1+(-U3)=U13，第2相對(duì)地電壓U2=U2+(-U3)=U23。即非接地兩相對(duì)地電壓均升高 倍，變?yōu)榫€電壓，如圖2（b）所示。當(dāng)?shù)?相接地時(shí)，由于另外兩相對(duì)

5、地電壓升高 倍，使得這兩相對(duì)地電容電流也相應(yīng)地增大 倍，即 Ic1=Ic2= Ico3333從（b）的相量圖可知，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地電容電流為正常運(yùn)行時(shí)每相對(duì)地電容電流的3倍。從（b）的相量圖還可看出，系統(tǒng)的三個(gè)線電壓無(wú)論相位和量值均未發(fā)生變化，因此系統(tǒng)中所有用電設(shè)備仍可繼續(xù)運(yùn)行。Part 2 小接地電流系統(tǒng)（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)）Part 2 小接地電流系統(tǒng)（中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地）在發(fā)生單相接地時(shí)，如果接地電流較大，將在接地點(diǎn)產(chǎn)生間歇性的電弧，這就可能使線路發(fā)生諧振過(guò)電壓現(xiàn)象，引起弧光過(guò)電壓，因此必須采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的措施來(lái)減少接地電流，熄滅電弧。Part 2 小接地電流系統(tǒng)（中性

6、點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地）三種補(bǔ)償方式欠補(bǔ)償方式全補(bǔ)償方式過(guò)補(bǔ)償方式全補(bǔ)償方式全補(bǔ)償方式是指補(bǔ)償后電感電流等于網(wǎng)絡(luò)電容電流， 接地點(diǎn)殘流為0，即IC = IL 。從消除故障點(diǎn)的電弧，避免出現(xiàn)弧光過(guò)電壓的角度來(lái)看，此種補(bǔ)償方式是最理想的，但從其他方面看，則又存在嚴(yán)重的缺點(diǎn)。在全補(bǔ)償時(shí)，L=1/3C，正是電感L和三相對(duì)地電容3C對(duì)50Hz交流串聯(lián)諧振的條件。在正常情況下，如果架空輸電線的三相對(duì)地電容不完全相等，則電源中性點(diǎn)對(duì)地之間就產(chǎn)生電壓偏移，根據(jù)戴維南定理，可計(jì)算其中性點(diǎn)的電壓; 此外，在斷路器合閘過(guò)程中，當(dāng)三相觸頭不同時(shí)閉合時(shí)，也將短時(shí)出現(xiàn)一個(gè)數(shù)值更大的零序分量電壓。上述情況下出現(xiàn)的零序電壓，都是串

7、聯(lián)于L和3C之間的，該零序電壓在串聯(lián)諧振回路中產(chǎn)生很大的電壓降落，從而使電源中性點(diǎn)對(duì)地電壓嚴(yán)重升高。因此，在實(shí)際應(yīng)用中不能采用該種補(bǔ)償方式。欠補(bǔ)償方式欠補(bǔ)償方式是指補(bǔ)償后電感電流小于網(wǎng)絡(luò)電容電流， 接地點(diǎn)殘流為容性，即IC IL 。在該種補(bǔ)償方式下，當(dāng)系統(tǒng)的運(yùn)行方式發(fā)生改變時(shí)，如某個(gè)元件或某條輸電線路被切除，在系統(tǒng)電容電流減小的情況下，很可能出現(xiàn)IC和 IL電流相等的情況，發(fā)生串聯(lián)諧振過(guò)電壓。因此，該種補(bǔ)償方式一般也很少被采用。過(guò)補(bǔ)償方式過(guò)補(bǔ)償方式是指補(bǔ)償后電感電流大于網(wǎng)絡(luò)電容電流， 接地點(diǎn)殘流為感性，即ICIL 。采用該種補(bǔ)償方式，可以有效避免系統(tǒng)發(fā)生串聯(lián)諧振過(guò)電壓的問(wèn)題，在實(shí)際運(yùn)行中獲得了

8、廣泛的應(yīng)用。但是，采用過(guò)補(bǔ)償方式時(shí)，流經(jīng)故障線路的零序電流將大于線路本身的電容電流，而電容性無(wú)功功率的實(shí)際流動(dòng)方向是由母線指向線路，所以，無(wú)法利用故障時(shí)和正常運(yùn)行時(shí)的功率方向的差別來(lái)判別故障線路； 另外，由于過(guò)補(bǔ)償度不大，為輸電線的選線及故障測(cè)距均帶來(lái)困難。但是，考慮到系統(tǒng)的安全運(yùn)行及中性點(diǎn)的對(duì)地電壓，經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，選取過(guò)補(bǔ)償方式較好 應(yīng)用范圍小接地電流系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)是供電可靠性高，無(wú)通信干擾問(wèn)題，主要缺點(diǎn)是絕緣水平要求高；大接地電流系統(tǒng)則相反。Part 3 應(yīng)用范圍Part 3 應(yīng)用范圍 310V系統(tǒng)電壓不高，著重考慮供電可靠性問(wèn)題。一般多采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，僅在線路長(zhǎng)或有電纜線路而且單相接地電流越限時(shí)，才采用經(jīng)消弧線圈接地方式。發(fā)電機(jī)或調(diào)相機(jī)直接接在320kV電網(wǎng)，為了避免因電機(jī)內(nèi)部故障產(chǎn)生電弧燒壞電機(jī)，當(dāng)單相接地電流大于5A時(shí)，也應(yīng)裝消弧線圈。 3566V系統(tǒng)和310kV系統(tǒng)相似，供電可靠性也是問(wèn)題，因此多采用經(jīng)消弧線圈接地方式。Part 3 應(yīng)用范圍