第2章电力系统中性点的运行方式 教学要求:了解中性点运行方式的意义及类别:掌握中性点不接地运行方式的特点及应用,能够绘制中性 点不接地系统单相接地故障时,各相电流及电压的变化向量图:了解中性点经消弧线圈接地及 直接接地运行方式的特点及应用。 1、电力系统的中性点:发电机、变压器的中性点 且指变压器Y形接线 2、运行方式共三种:中性点不接地运行方式 中性点经消弧线圈接地运行方式 中性点直接接地运行方式 前两种接地系统统称为小接地电流系统,后一种接地系统又称为大接地电流系统 3、分析中性点运行方式的目的: 影响运行的可靠性、设备的绝缘、通信的干扰、继电保护等 21中性点不接地系统 C一各相对比地之间是空气层,空气是绝缘介质,组成分散电容 为了方便讨论,认为①三相系统对称(即电源中性点的电位为零) ①对地分散电容用集中电容表示,相间电容不予考虑 假设三相系统完全对称,则负荷电流/m、/n、m对称 当导线经过完全换位后,Cu=Cv=Cw=C,则对地附加电容电流对称l 而l =/+la Iw=Ifw+Icw 有l+1+=01n+几1+1=0→即中性点与地电位一致 当发生单相接地故障时,(d 电压发生变化U↓=0→Ux=-U/(故障相) Un↑=Ul+U=U-U=U线(非故障相) ↑=U”+UM=U-U=U
第 2 章 电力系统中性点的运行方式 教学要求：了解中性点运行方式的意义及类别； 掌握中性点不接地运行方式的特点及应用，能够绘制中性 点不接地系统单相接地故障时，各相电流及电压的变化向量图； 了解中性点经消弧线圈接地及 直接接地运行方式的特点及应用。 1、 电力系统的中性点：发电机、变压器的中性点 且指变压器 Y 形接线 2、运行方式共三种： 中性点不接地运行方式 中性点经消弧线圈接地运行方式 中性点直接接地运行方式 前两种接地系统统称为小接地电流系统，后一种接地系统又称为大接地电流系统 3、分析中性点运行方式的目的： 影响运行的可靠性、设备的绝缘、通信的干扰、继电保护等 2.1 中性点不接地系统 C—各相对比地之间是空气层，空气是绝缘介质，组成分散电容 为了方便讨论，认为①三相系统对称（即电源中性点的电位为零） ① 对地分散电容用集中电容表示,相间电容不予考虑 假设三相系统完全对称，则负荷电流 fu I 、 fv I 、 I fw 对称。 当导线经过完全换位后，Cu=Cv=Cw=C，则对地附加电容电流对称 co I 而 u fu cu I = I + I v fv cv I = I + I Iw I fw + Icw = 有 Iu + Iv + Iw = 0 Icn + Iv + Iw = 0 →即中性点与地电位一致 当发生单相接地故障时， ( ) ( ) 1 dw 电压发生变化 Uw U x Uw = → = − 0 （故障相） Uu =Uu +U N =Uu −Uw =U线 （非故障相） Uv =Uv +U N =Uv −Uw =U线
对地电容电流发生变化 I=0 规定相线上的电流下方向为由电源→电网 l=-(m+la)→l=√3/m=3c=3 WCU UL UL 实用计算,对架空线路=3504对电:=10 结论:①绝缘水平按线电压设计 ②三相系统仍然对称,可以继续运行2h ③因存在接地容性电流,故在接地点有电弧 22中性点经消弧线圈接地系统 问题的提出:中性点不接地电力网发生d时,仍可继续运行2h,但若接地电流值过大, 会产生持续性电弧,危胁设备,甚至产生三相或二相短路。 工作原理 当W相发生单相接地故障时,中性点电位N上升为相电压U/1 ∵消弧线图为可调电感线圈 电感电流几流过接地点,其总接电流/地=+l←调线圈匝数,使/地=0 ∵几与/方向相反 ∴l起到抵消I的作用 二、补偿方式及选用 全补偿=lC→l地=0(不采用) 缺点:由X1=Xc,网络容易因不对称形成串联谐振过电压 2、欠补偿lLl地为容性电流(少采用) 缺点:易发展成为全补偿方式 3、过补偿L1>c→1接地为感性电流(采用) 注意:电感电流数值不能过大 三、消弧线圈
对地电容电流发生变化： Icw = 0 cu cv co I = I = 3I 规定相线上的电流下方向为由电源→电网 c cn cv c cn co WCU xg I = −(I + I ) → I = 3I = 3I = 3 实用计算，对架空线路 A UL Ic 350 = 对电缆： 10 UL Ic = 结论：①绝缘水平按线电压设计 ②三相系统仍然对称，可以继续运行 2h ③因存在接地容性电流，故在接地点有电弧 2.2 中性点经消弧线圈接地系统 问题的提出：中性点不接地电力网发生 (1) d 时，仍可继续运行 2h，但若接地电流值过大， 会产生持续性电弧，危胁设备，甚至产生三相或二相短路。 一、 工作原理 当 W 相发生单相接地故障时，中性点电位 N 上升为相电压 Uw ∵消弧线图为可调电感线圈 ∴电感电流 L I 流过接地点，其总接电流 I地 = IL + Ic 调线圈匝数，使 I地 = 0 ∵ L I 与 I 方向相反 ∴ L I 起到抵消 I 的作用。 二、 补偿方式及选用 1、 全补偿 IL = IC → I地 = 0 （不采用） 缺点：由 XL=Xc，网络容易因不对称形成串联谐振过电压 2、 欠补偿 IL Ic → I地 为容性电流（少采用） 缺点：易发展成为全补偿方式 3、 过补偿 IL>Ic→I 接地为感性电流(采用) 注意：电感电流数值不能过大 三、 消弧线圈
1、结构特点 ①为了保持补偿电流与电压之间的线性关系,采用滞气隙铁芯 ②气隙沿整个铁芯均匀设置,以减少漏磁 ③为了绝缘及散热,铁芯和线圈都浸在油中 ④为适应系统中电容电流变化特点,消弧线圈中设有分接头(5~9个) 接线 电压互感器(110、10A)—一发生d时,电压升高动作,发信号,测电压 电流互感器(5A)——测量补偿电流 避雷器(中性点)一一为了防止大气过电压损坏消弧线圈 设备选择 电压=补偿电网的额定电压,共分为6、10、35、60kv回解 容量S=1.35/地Ue/3 23中性点直接接地系统 优点 1、不外加设备即可消弧 2、降低电网对地绝缘,节省造价 缺点: 1、供电可靠性降低 改进:装自动重合闸装置、加备用电源 电流很大 改进:中性点经电抗器接地、仅部分中性点接地 2. 4 EMBED Equation. 3 中性点不同接地方式的比较和应用范围 比较 供电的可靠性与故障范围 可靠性:经消弧线圈接地>不接地>直接接地 过电压与绝缘水平 大接地→相电压,小接地→线电压 对通讯与信号系统的干扰程度 大接地→电流大、干扰大小接地→电流小,干扰小 使用范围 l10kV及以上——直接接地 20~60kI10A—中性点经消弧线圈 3~10kvI30A—中性点经消弧线圈供电 lk及以下——直接接地 习题与思考题 1、电力系统的电源中性点有哪几种运行方式?什么叫小接地电流系统和大接地电流系统?
1、 结构特点： ①为了保持补偿电流与电压之间的线性关系，采用滞气隙铁芯 ②气隙沿整个铁芯均匀设置，以减少漏磁 ③为了绝缘及散热，铁芯和线圈都浸在油中 ④为适应系统中电容电流变化特点，消弧线圈中设有分接头（5～9 个） 接线： 电压互感器（110v、10A）——发生 (1) d 时，电压升高动作，发信号，测电压 电流互感器（5A）——测量补偿电流 避雷器（中性点）——为了防止大气过电压损坏消弧线圈 设备选择： 电压=补偿电网的额定电压，共分为 6、10、35、60kv 回解 容量 S =1.35I地Ue/ 3 2.3 中性点直接接地系统 优点： 1、不外加设备即可消弧 2、降低电网对地绝缘，节省造价 缺点： 1、供电可靠性降低 改进：装自动重合闸装置、 加备用电源 电流很大 改进： 中性点经电抗器接地 、仅部分中性点接地 2．4 EMBED Equation.3 中性点不同接地方式的比较和应用范围 比较 供电的可靠性与故障范围 可靠性：经消弧线圈接地>不接地>直接接地 过电压与绝缘水平 大接地→相电压, 小接地→线电压 对通讯与信号系统的干扰程度 大接地→电流大、干扰大 小接地→电流小，干扰小 使用范围 110kv 及以上——直接接地 20~60kv I10A——中性点经消弧线圈 3~10kv I30A——中性点经消弧线圈供电 1kv 及以下——直接接地 习题与思考题 1、电力系统的电源中性点有哪几种运行方式？什么叫小接地电流系统和大接地电流系统？
在系统发生单相接地故障时,小接地电流系统和大接地电流系统的相对地的电压和线电压有 如何的变化? 为什么小接地电流系统在发生单相接地故障时可允许短时继续运行而不允许长期运行?应 采取什么对策? 电网对地电容与那些因素有关?小接地电流系统单相接地电容电流与那些因素有关 为什么说利用消弧线圈进行全补偿并不可取? 试述中性点直接接地系统在发生单相接地时的后果以及提高供电可靠性的措施
在系统发生单相接地故障时，小接地电流系统和大接地电流系统的相对地的电压和线电压有 如何的变化？ 为什么小接地电流系统在发生单相接地故障时可允许短时继续运行而不允许长期运行？应 采取什么对策？ 电网对地电容与那些因素有关？小接地电流系统单相接地电容电流与那些因素有关 为什么说利用消弧线圈进行全补偿并不可取？ 试述中性点直接接地系统在发生单相接地时的后果以及提高供电可靠性的措施