電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式

錫林郭勒職業(yè)學(xué)院機(jī)電院電子教案③接地電流將較金屬性接地時(shí)要小。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：單相接地電流小，單相接地不形成短路回路，單相接地只動作于信號而不動作于跳閘，系統(tǒng)可繼續(xù)運(yùn)行2h（電力安全運(yùn)行規(guī)定，因可能出現(xiàn)兩點(diǎn)接地）。缺點(diǎn)：電弧問題單相接地時(shí)所產(chǎn)生的接地電流將在故障處形成電弧。接地電流不大（＜5~10A）時(shí)，電流過零值時(shí)電弧將自行熄滅。接地電流較大（＞30A）時(shí)，形成穩(wěn)定地電弧。5~10A＜接地電流＜30A時(shí)，形成一種不穩(wěn)定的間歇性電弧。因其中性點(diǎn)是絕緣的，電網(wǎng)對地電容中儲存的能量沒有釋放通路。在發(fā)生弧光接地時(shí)，電弧的反復(fù)熄滅與重燃，也是向電容反復(fù)充電過程。由于對地電容中的能量不能釋放，造成電壓升高，從而產(chǎn)生弧光接地過電壓或諧振過電壓，其值可達(dá)很高的值，對設(shè)備絕緣造成威脅。適用范圍：電壓小于500V的裝置。3~10kV的電力網(wǎng)，單相接地電流小于30A時(shí)。20~63kV的電力網(wǎng)，單相接地電流小于10A時(shí)。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)在3~63kV電網(wǎng)中，當(dāng)單相接地電流超過上述定值時(shí)，為防止單相接地時(shí)產(chǎn)生穩(wěn)定或間歇性電弧，應(yīng)采取減小接地電流的措施，就此引入中性點(diǎn)和地之間接入消弧線圈。消弧線圈：作用：消弧線圈是一個(gè)具有鐵芯的可調(diào)電感線圈，它的導(dǎo)線電阻很小，電抗很大。通過補(bǔ)償?shù)姆绞绞菇拥靥庪娏髯兊煤苄』虻扔诹?，電弧自行熄滅，故障隨之消失，從而消除接地處的電弧及其產(chǎn)生的一切危害；還可以減少故障相電壓的恢復(fù)速度，從而減少電弧重燃的可能性。工作原理：通過改變自身的結(jié)構(gòu)，改變線圈的電感、電流的大小，產(chǎn)生一個(gè)和接地電容電流的大小相近、方向相反的電感電流，從而對電容電流進(jìn)行補(bǔ)償。正常運(yùn)行時(shí)：圖中，L、r分別為消弧線圈的電感及有功損耗（或稱鐵內(nèi)損失）等值電阻。其導(dǎo)納為即中性點(diǎn)對地電壓d為電網(wǎng)的阻尼率，為電網(wǎng)的脫諧度，增大可降低正常運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)位移電壓d為電網(wǎng)的阻尼率，為電網(wǎng)的脫諧度，增大可降低正常運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)位移電壓，但也不能選過大，否則將意味著單相接地時(shí)接地處的殘余電流過大，使得接地處的電弧不能熄滅。適當(dāng)選擇消弧線圈的電抗值R，亦即適當(dāng)選擇脫諧度，可使得與的數(shù)值相近或相等。對補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果是使接地處電流變的很小或等于零，電弧將自行熄滅，消弧線圈因此而得名。單相金屬性接地故障時(shí)：總的接地電流，選擇適當(dāng)?shù)?，可使得IL與IC的數(shù)值相近或相等。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的運(yùn)行方式：全補(bǔ)償方式：=，即K=1，=0,即L=1/3ω2C，此時(shí)，接地電容電流將全部被補(bǔ)償，接地處電流為零，電網(wǎng)處于串聯(lián)諧振狀態(tài)諧振的發(fā)生，使正常運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)位移電壓大為升高。對設(shè)備絕緣不利，所以電力系統(tǒng)一般不采用全補(bǔ)償方式。。諧振的發(fā)生，使正常運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)位移電壓大為升高。對設(shè)備絕緣不利，所以電力系統(tǒng)一般不采用全補(bǔ)償方式。欠補(bǔ)償方式：IL＜IC，這時(shí)，L＞1/3ω2C。過補(bǔ)償方式：IL＞IC，這時(shí)，L＜1/3ω2C。一般采用過補(bǔ)償方式，原因：欠補(bǔ)償方式在線路斷開時(shí)可能靠近或變成全補(bǔ)償方式，使中性點(diǎn)出現(xiàn)過電壓；同時(shí)欠補(bǔ)償電流（IC-IL）可能接近或等于零，不能使接地保護(hù)可靠動作。欠補(bǔ)償電網(wǎng)在正常運(yùn)行時(shí)，若三相得不對稱度較大，可能出現(xiàn)數(shù)值較大的鐵磁諧振過電壓。在電網(wǎng)發(fā)展，對地電容增大時(shí)，容抗減少，采用過補(bǔ)償方式，消弧線圈可應(yīng)付一段時(shí)間。系統(tǒng)頻率ω降低的機(jī)會較多，此時(shí)過補(bǔ)償方式的脫諧度的絕對值||增大，中性點(diǎn)位移電壓減少；而當(dāng)w降低時(shí)，欠補(bǔ)償方式脫諧度的絕緣值減小，中性點(diǎn)位移電壓增大。適用范圍：不符合中性點(diǎn)不接地要求的3~63kV的電網(wǎng)。中性點(diǎn)經(jīng)接地變壓器接地系統(tǒng)功能為無中性點(diǎn)的電壓級重構(gòu)一個(gè)中性點(diǎn)，以便接入消弧線圈（或電阻）。特點(diǎn)對三相平衡負(fù)荷呈高阻抗?fàn)顟B(tài)，對不平衡負(fù)荷呈低阻抗?fàn)顟B(tài)。在單相接地故障時(shí)，接地變壓器的中性點(diǎn)電位升高到系統(tǒng)相電壓。繞組相電壓中無三次諧波分量。中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)作用：防止中性點(diǎn)電位變化及其電壓升高的根本辦法是，把中性點(diǎn)直接接地。單相金屬性接地故障仍設(shè)U相在K點(diǎn)發(fā)生單相金屬性接地，這時(shí)線路上將流過較大的單相接地電流。這類三相系統(tǒng)的單相接地電流和接地點(diǎn)兩健全相的對地電壓、，可用對稱向量法求得：特點(diǎn)及適用范圍兩個(gè)健全相的對地電壓是正常時(shí)的相電壓再加上一個(gè)分量（相當(dāng)于前述中性點(diǎn)位移電壓）。單相接地短路電流較大。有效接地系統(tǒng)，X0/X1≤3：①當(dāng)X0/X1＞1，只有三相短路電流的60%。②當(dāng)X0/X1=1，等于三相短路電流。③當(dāng)X0/X1＜1，達(dá)三相短路電流的1.5倍。單相接地短路電流將引起繼電保護(hù)裝置的動作，迅速將故障部分切除，大大縮短延續(xù)時(shí)間，有效地防止單相接地時(shí)產(chǎn)生間歇電弧過電壓及發(fā)展為多相短路的可能。因而這種系統(tǒng)的最大長期工作電壓為運(yùn)行相電壓。優(yōu)點(diǎn)：在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，由于中性點(diǎn)電位固定為地電位，發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相的工頻電壓升高不會超過1.4倍運(yùn)行相電壓；暫態(tài)過電壓水平也相對較低；故障電流很大繼電保護(hù)裝置能迅速斷開故障線路，系統(tǒng)設(shè)備承受過電壓的時(shí)間很短，這樣就可以使電網(wǎng)中設(shè)備的絕緣水平降低，從而使電網(wǎng)的造價(jià)降低。適用范圍：目前，我國110kV及以上的電網(wǎng)、國外220kV及以上的電網(wǎng)，基本都采用中性點(diǎn)直接接地。中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式，即是中性點(diǎn)與大地之間接人一定電阻值的電阻。該電阻與系統(tǒng)對地電容構(gòu)成并聯(lián)回路，由于電阻是耗能元件，也是電容電荷釋放元件和諧振的阻壓元件，對防止諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓，有一定優(yōu)越性。根據(jù)中性點(diǎn)接地電阻的電阻值的不同，可以將中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式分為高電阻、中電阻和低電阻接地三種情況。目前三種方式在國內(nèi)外電網(wǎng)中都有應(yīng)用。主要優(yōu)點(diǎn)是：可以抑制電弧接地時(shí)的過電壓，此外，由于人為地增加了有功電流，使得更易于實(shí)現(xiàn)選擇性接地保護(hù)。缺點(diǎn)是：由于接地點(diǎn)的電流較大，當(dāng)零序保護(hù)動作不及時(shí)或拒動時(shí)，將使接地點(diǎn)及附近的絕緣受到更大的危害，導(dǎo)致相間故障發(fā)生。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，無論是永久性的還是非永久性的，均會使線路的跳閘次數(shù)大大增加，使其供電可靠性下降。結(jié)論：中性點(diǎn)接地方式特點(diǎn)直接接地系統(tǒng)供電可靠性低，因?yàn)橐坏┌l(fā)生單相接地，就形成了單相短路，將使供電中斷；但接地時(shí)系統(tǒng)電壓不會升高，設(shè)備絕緣按相電壓設(shè)計(jì)，可降低系統(tǒng)造價(jià)；對低壓系統(tǒng)，還可降低觸電的危險(xiǎn)程度。110kV以上高壓系統(tǒng)（為降低設(shè)備絕緣要求）不接地系統(tǒng)該系統(tǒng)供電可靠性高，因?yàn)榘l(fā)生單相接地時(shí)，雖然非接地相對地電壓上升為線電壓，但三相線電壓仍然對稱，對負(fù)荷用電無影響，系統(tǒng)允許繼續(xù)運(yùn)行1~2h。但系統(tǒng)中非接地相對地電容電流增大了倍，接地電流為正常電容電流的3倍。3~66kV系統(tǒng)（為提高供電可靠性）經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)該系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)相同。不同點(diǎn)是通過消弧線圈的電感電流對線路電容電流進(jìn)行了補(bǔ)償，從而有效防止了接地電流引起的弧光短路。3~66kV系統(tǒng)（電容電流超過規(guī)定值時(shí)）勝利電廠廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式高壓廠用電系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式我廠高壓廠用電系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式如下：主變：中性點(diǎn)直接接地高壓廠用變：低壓側(cè)經(jīng)中阻接地高壓公用變：低壓側(cè)經(jīng)中阻接地啟備變：低壓側(cè)經(jīng)中阻接地高壓廠用電系統(tǒng)的中性點(diǎn)，國內(nèi)過去都采用不接地方式，國外有采用高電阻接地和中電阻接地的方式。（高電阻接地的條件是使流過接地點(diǎn)的電阻性電流不小于容性電流，以限制間歇性電弧接地時(shí)的過電壓水平在２．６倍相電壓以內(nèi)，但是它要使總的接地電流至少增大２倍。國外認(rèn)為接地電流在１５Ａ以內(nèi)時(shí)可以帶接地點(diǎn)運(yùn)行，在運(yùn)行中找出接地點(diǎn)后設(shè)法消除之。當(dāng)接地電流大于１５Ａ?xí)r，認(rèn)為是不允許的，必須立即跳閘，切除接地點(diǎn)。超過１５Ａ?xí)r，照美國依柏斯柯公司的做法，采用中阻接地，使接地電流人為的增大到４００～１５００Ａ，以提高接地保護(hù)的靈敏性和選擇性。)國內(nèi)采用不接地方式，但要求接地電容電流都在１０Ａ以內(nèi)。至于超過１０Ａ?xí)r，不接地方式的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)還很少。根據(jù)《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》ＤＬ４００－９１第２．１２．３條規(guī)定：對電動機(jī)當(dāng)“單相接地電流為１０Ａ及以上時(shí)保護(hù)帶時(shí)限動作于跳閘”。此時(shí)為了保護(hù)跳閘的可靠性，在中性點(diǎn)接一中值電阻，來加大單相接地故障電流，目的是提高保護(hù)裝置的靈敏度和獲得良好的選擇性。中阻接地方式有