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1、学号 ：密级 ：武汉大学本科毕业论文电力系统中性点接地方式及其运行分析研究院(系)名 称 ：电气工程学院专 业 名 称 ：电气工程与自动化学 生 姓 名 ：指 导 教 师 ：二一三年六月BACHELORS DEGREE THESISOF WUHAN UNIVERSITYNeutral Grounding Mode of the Electric Power System and Its Operation AnalysisCollege ：School of Electrical EngineeringSubject ：Electrical Engineering and Automation
2、Name ：Yu ZhangDirected by ：Associate Prof. Ding JianyongJune 2013郑 重 声 明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。本人签名：_ 日期：_摘要电力系统中性点接地方式是一个非常综合的技术问题，它与电网电压等级、电网结构、对象类型、绝缘水平、供电可靠性、继电保护、电磁干扰、人身安
3、全都有很大的关系。电力系统中性点接地方式的选择涉及到技术水平、经济发达程度和安全性等多个方面，基于各个国家和地区电力技术的水平、条件和运行经验等因素的不同，中性点接地方式也不尽相同。掌握各级电力系统中性点采用何种接地方式，对于电力系统专业的学生以及实际操作的工作人员都具有很重要的理论和现实意义。本论文简单介绍了各种中性点接地方式在国内外的发展和现状，并对中性点不同接地方式进行对比，包括中性点直接接地，中性点经消弧线圈接地，中性点不接地，中性点经电阻接地四种常见接地方式的特点和问题，并对其各自的原理、适用范围和优缺点等进行理论分析。通过具体算例（10kV大型公共设施供电系统）来建立数值计算模型，
4、对不同中性点接地方式电网的过电压等级和短路电流大小进行计算，根据相关标准规范，选定恰当的中性点接地方式及接地设备。关键词：配电网；中性点接地方式；单相接地故障；短路电流ABSTRACTIt is an important technical problem to neutral grounding mode of the electric power system which associates with voltage level, network structure, object type, insulation level, and reliability of power supp
5、ly, protective relaying, electromagnetic interference, and personal safety. The selection of neutral grounding mode is relevant to many aspects such as technology level, economic development and security demand. The selection of the neutral grounding mode varies according to the level of electric po
6、wer technology, operation experience and other factors of the power system. For the power system professional students and the actual operation staff, mastering the selection of neutral grounding mode under different conditions has a very important theoretical and practical significance.In the thesi
7、s, the development and current status of the neutral grounding technologies at both home and abroad are been introduced, as well as the theoretical analysis of the advantages and disadvantages of different modes, including direct neutral grounding, neutral grounding through arc suppression coil, neu
8、tral ungrounding and neutral grounding through resistance.Numerical model is been created through specific examples (10kv large public facilities supply system). Calculate the overvoltage and short circuit current level in different neutral grounding modes, selecting appropriate neutral grounding mo
9、de and equipment according to relevant principle.Key words: Power distribution network, Neutral grounding mode, Single-phase grounding fault and Short-circuit current.目录_Toc357347651第1章绪论1.1论文研究的目的和意义11.2中性点接地方式在国外的发展和现状11.3中性点接地方式在我国的发展和现状31.3.1中性点接地方式在我国的发展31.3.2目前我国的10KV配电网中性点接地方式51.4本论文的主要内容6第2章
10、中性点接地方式的选择2.1电力系统中性点接地方式的类型72.1.1中性点有效接地方式72.1.2中性点非有效接地方式82.2影响中性点接地方式的主要因素92.2.1供电可靠性92.2.2电气设备与线路的绝缘水平102.2.3继电保护的可靠性102.2.4人身安全112.2.5设备安全112.2.6通信干扰122.2.7其他影响因素13第3章四种常见的中性点接地方式3.1中性点不接地方式143.1.1中性点不接地原理综述143.1.2中性点不接地运行状况分析143.1.3中性点不接地系统的特点153.2中性点经消弧线圈接地方式163.2.1中性点经消弧线圈接地原理综述163.2.2中性点经消弧线
11、圈接地运行状况分析163.2.3中性点经消弧线圈接地系统的特点173.3中性点经电阻接地方式183.3.1中性点经电阻接地的运行原理183.3.2以电缆线路为主的城市电网的特点5183.3.3中性点经电阻接地系统的分类193.3.4中性点经电阻接地系统的特点193.4中性点直接接地方式203.5中性点接地方式的比较21第4章10kV配电网中性点接地方式分析确定4.110kV配电网电路结构图234.2单相接地故障计算254.2.1开关1断开，开关2断开274.2.2开关1闭合，开关2断开284.2.3开关1断开，开关2闭合294.2.4开关1闭合，开关2闭合304.310kV配电网接地方式的选择
12、304.4柴油发电机供电状态下的故障计算314.4.1并列开关断开状态334.4.2并列开关闭合状态344.5柴油发电机供电状态下中性点接地方式的选择344.5.1发生单相接地故障时不要求瞬时切机354.5.2发生单相接地故障时要求瞬时切机35第5章总结与展望39参考文献40致谢42第1章绪论1.1论文研究的目的和意义在电力系统中，我们把变压器和发电机的中性点与大地之间的连接方式称之为电力系统中性点接地方式。电力系统中性点接地方式是人们为防止电力系统事故而采取的一项重要应用技术，具有理论研究与实践经验密切相结合的特点，是电力系统实现安全与经济运行的技术基础。电力系统的电压等级较多，不同额定电压
13、电网的中性点接地方式也不尽相同，从而使得电力系统的中性点有多种接地方式。确定电力系统的中性点接地方式是一个技术问题，必须综合考虑电网与线路结构、过电压保护与绝缘配合、继电保护构成与跳闸方式、供电可靠性与连续性、设备安全与人身安全以及对通信和电子设备的电磁干扰等诸多因素3。在不同地区、不同电压等级以及不同发展阶段中性点接地方式是不相同的，因此在选择电力系统中性点接地方式时，应从实际出发，对各种接地方式进行技术经济分析，因地制宜，因时制宜1。近年来随着城市发展和电网建设的不断加强，电网得到了快速地发展，电缆线路在电网中也得到了大量应用，这给原来以架空线路为主的电网带来了新的课题。其中一个重要的问题
14、就是输电线路单相接地故障时接地点故障电流增大，不易息弧，从而引发故障扩大和设备过电压绝缘损坏等问题2。电力系统中性点接地方式与系统中频繁的单相接地故障关系最为密切，因此，研究电力系统中性点接地方式的主要目的在于正确认识并有效的解决电力系统中最常见的单相接地故障问题5，将其不良后果降到最低限度，以提高系统的运行绩效，使效益投资比更高、运行维护费用更低。在选定方案的决策过程中，必须根据系统的现状和发展规划进行全面的技术经济比较，避免因失误造成不良后果，从而保障电力系统能够安全稳定的运行。1.2中性点接地方式在国外的发展和现状世界各国对电力系统中性点接地方式的选择没有一个统一的标准，不同国家以及同一
15、个国家中的不同城市都不完全相同，主要是依据本国的运行经验和传统来确定的。在电力系统发展初期，由于系统容量较小，电力设备的中性点都采用直接接地的运行方式。随着电力系统的不断发展和扩大，单相接地故障增多，导致线路断路器经常跳闸，造成频繁的停电，于是人们将中性点直接接地方式改为中性点不接地方式运行。此后，由于工业快速发展，使电力系统传输容量增大、传输距离变长，电压等级升高，电力系统在这种情况下发生单相接地故障时，故障点的接地电弧不能自行熄灭，而且因间歇电弧接地产生的过电压往往又使事故扩大，显著降低了电力系统的运行可靠性。为了解决电力系统中的这些问题，德国的彼得生教授于1916年和1917年先后提出了中性点经消
