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1、第二章 电力系统中性点的运行方式,第一节 中性点不接地的三相系统,教学内容,本节教学内容 一、正常运行情况 二、单相接地故障 三、适用范围,首页,引言,电力系统中性点是三相绕组作星形连接的变压器和发电机的中性点。 电力系统中性点与大地间的电气连接方式，称为电力系统中性点接地方式（即中性点运行方式）。 电力系统中性点的运行方式，可分为中性点非有效接地和中性点有效接地两大类。 中性点非有效接地包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经高电阻接地的系统，当发生单相接地时，接地电流被限制到较小数值，故又称为小接地电流系统； 中性点有效接地包括中性点直接接地和中性点经小阻抗接地的系统，因发生单相接
2、地时接地电流很大，故又称为大接地电流系统。,我国电力系统广泛采用的中性点接地方式主要有不接地，经消弧线圈接地及直接接地三种。 电力系统中性点接地方式与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、继电保护和自动装置的配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的运行安全以及对通信系统的干扰等。,一、正常运行情况,各相导线对地的电容相等并等于C，正常时各相对地电容电流的有效值也相等，且有,ICUICVICWCUph,电力系统正常运行时，一般认为三相系统是对称的，若三相导线经过完全换位，则各相的对地电容相等，相对地电压分别为：,对称电压的作用下，各相的对地电容电流大小相
3、等，相位相差120，如图（c）所示。 各相对地电容电流的相量和为零，所以大地中没有电容电流过。 各相电流为各相负荷电流与相应的对地电容电流的相量和，如图（b）所示，图中仅画出U相的情况。,二、单相接地故障,当W相完全接地时，故障相的对地电压为零，即：,非故障相U相和V相的对地电压分别为：,则有：,非故障相的对地电压升高到线电压，即升高为相电压的 倍，各相对地电压的相量关系如图（b）所示：,系统三相的线电压仍保持对称且大小不变。因此，对接于线电压的用电设备的工作并无影响，无须立即中断对用户供电。,二、单相接地故障,相接地时，W相对地电容被短接，相的对地电容电流为零。未接地U、V相的对地电容电流的
4、有效值为：,此时三相对地电容电流之和不再等于零，大地中有容性电流流过，并通过接地点形成回路，接地电流 ：,单相接地故障时，流过大地的电容电流，等于正常运行时一相对地电容电流的3倍，其有效值为：,接地电流的大小与系统的电压、频率和对地电容值有关，而对地电容值又与线路的结构（电缆或架空线、有无避雷线）、布置方式、相间距离、导线对地高度、杆塔型式和导线长度有关。,单相接地电容电流的实用计算为：,式中：IC接地电容电流，A； U系统的线电压，kV； L1架空线路的总长度，km； L2电缆线路的总长度，km。,当发生不完全接地时，即通过一定的电阻接地时，接地相的相对地电压大于零而小于相电压，未接地相的对
5、地电压大于相电压而小于线电压，中性点电压大于零而小于相电压，线电压仍保持不变，此时的接地电流要比完全接地时小一些。,二、单相接地故障,中性点不接地系统发生单相接地故障时产生的影响： 单相接地时，在接地处有接地电流流过，会引起电弧，此电弧的强弱与接地电流的大小成正比。 当接地电流不大时，交流电流过零时电弧将自行熄灭，接地故障随之消失，电网即可恢复正常运行； 当接地电流超过一定值时，将会产生稳定的电弧，形成持续的电弧接地，高温的电弧可能损坏设备，甚至可能导致相间短路，尤其在电机或电器内部发生单相接地出现电弧时最危险； 接地电流小于30A而大于510A时，有可能产生一种周期性熄灭与复燃的间歇性电弧，
6、将引起过电压，其幅值可达2.53倍的相电压，这个过电压对于正常电气绝缘来说应能承受，但当绝缘存在薄弱点时，可能发生击穿而造成短路，危及整个电网的安全。,单相接地故障时，由于线电压保持不变，对电力用户没有影响，用户可继续运行，提高了供电可靠性。 为防止由于接地点的电弧及伴随产生的过电压，引起故障范围扩大，在这种系统中必须装设交流绝缘监察装置，当发生单相接地故障时，立即发出绝缘下降的信号，通知运行值班人员及时处理。 电力系统的有关规程规定：在中性点不接地的三相系统中发生单相接地时，允许继续运行的时间不得超过2，并要加强监视。 系统中电气设备和线路的对地绝缘必须按能承受线电压考虑设计，从而相应地增加
7、了投资。,三、适用范围,（）310kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有35kV、66kV系统，不直接连接发电机的系统；当接地电流IC10A时； （）310kV非钢筋混凝土或非金属杆塔的架空线路构成的系统，电压为3kV时，接地电流IC30A；电压为6kV时，接地电流IC20A； （）310kV电缆线路构成的系统，接地电流IC30A； （）与发电机有直接电气联系的320kV系统，如果要求发电机带内部单相接地故障运行，当接地电流不超过允许值时。,思考练习,思考练习 1.什么是电力系统中性点？我国电力系统常用的中性点运行方式有哪几种？ 2.中性点不接地系统中，发生单相接地故障时，各电压和电流如何变化？画出电压、电流相量图。,本节结束！,
