《&amp#167;2-4 电力系统的中性点运行方式》由会员分享，可在线阅读，更多相关《&amp#167;2-4 电力系统的中性点运行方式（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2-4电力系统的中性点运行方式一、概述作为向电网供电的电源有二种。一是发电机，二是变压器（二次侧）所谓中性点运行方式是针对 发电机和变压器二次侧而言的。通常有以下三种：中件占不捋地（中件占绝喙）”z I中性点非有效接地一一小电流接地因为单相接地电流小）七中性点经消弧线圈接地J、一中性点直接接地一一中性点有效接地一一大电流接地（囲为单相接地电流大）以上三种中性点接地方式在电力系统正常运行时，没有什么区别，因为电源中性点都为零电位。 只有当电力系统出现不正常的运行或故障状态时，尤其是发生单相接地时，三种中性点接地方式才有 明显的区别，因为电源中性点的电位出现位移。这不仅影响电力系统的正常运行，而且
2、还影响到电力 系统二次侧的保护装置及监察测量装置的选择与运行。因此，有必要进行研究。二、中性点不接地系统的分析中性点不接地系统的电路图如图2-35所示。相图图2-35中性点不接地方式的电力来统由于任意二个导体隔以绝缘介质时，就形成电容。因此三相交流电力系统中的相与相，相与地之 间都存在一定的电容。这些电容实际上都是分布电容。为了讨论方便，通常用集中电容C来代替其分 布电容。相间电容对所讨论的问题无影响而略去不谈，只考虑相对地之间的电容。当系统正常运行时，中性点对地电位为零，系统是对称的。电源和电容的三相电压都是对称的， 电源和三相对地电容的中性点等电位，没有电流在地中流动。1、单相接地的电压变
3、化当系统发生一相接地时，例如C相接地（如图2-35所示），电容C相对地电压为零，而电容A、 B相的对地电压都由原来的相电压升高到线电压，即升高为原对地电压的爲倍！2、单相接地电流计算C相接地，接地电流IE（电容电流，电阻电流忽略不计）应为A、B两相对地电容电流之和。由图 2-35所标的参考方向可得:接地电流IE = (ICA+ICB)UCAUCBUBCUca-Ubc3UC=3ICO即：C相接地电流1E为正常运行时C相对地电容电流1 co的3倍：同理可设A相、B相接地时 的接地电流与 C 相接地的类似。总之可得如下结论：结论： 一相接地的接地电流（即电容电流）为电网正常运行时一相对地电容电流的3
4、 倍！由于线路对地的电容C不好确定：因此Ico和Ic也不好根据C来精确计算。一般采用如下经验 公式来计算中性点不接地系统的单相接地电流：T U （l + 351）1 N c”cabE350式中：1E单相接地电流（电容电流），A；U 系统的额定线电压， kV；Ni 同一电压U的具有电联系的架空线路总长度；c”Ni 同一电压U的具有电联系的电缆线路总长度。cabN3、补充说明 必须指出，当中性点不接地系统发生一相接地时，三相用电设备的正常工作并未受到影响，因为 电网的线电压无论相位和幅值均未发生变化。因此三相用电设备仍然照常运行。但是这种线路不允许 在一相接地的情况下长期运行，因为如果另一相又发生
5、接地时，就形成两相接地短路故障。这是不允 许的。因此在电源中性点不接地系统中，应装设专门的单相接地保护和绝缘监视装置，在发生一相接 地时，给予报警信号，以提醒值班人员注意，及时处理。按我国电力规程规定，电源中性点不接地的电力系统发生接地故障时，允许暂时继续运行2小时， 运行维修人员应争取在2 小时内查出接地故障，予以修复；如有备用线路，就应将负荷转移到备用线 路上去。在经过2 小时后接地故障尚未消除时，就应该除此故障线路。4、适用范围常用在3-60KV供电系统 因这类电网主要任务是供配电，电压低、线路分布广，单相接地故障多。而单相接地又不作故障 对待，无须跳闸，故 3-60kv 电网采用中性点
6、不接地系统可以提高供电的可靠性。另外，中性点不接 地系统的接地电流小，不易形成接地电弧，瞬间性接地往往能自动消除，不易产生弧光接地过电压， 对通讯线路的干扰也小。尽管单相接地时，非故障相对地电压升高3倍、即升高到对应的线电压值。 但由于它适用的系统基础电压就低，加之该系统的耐压水平较高，所以，出现石倍的过电压对系统 的绝缘不会造成太大危险。三、中性点经消弧线圈接地系统的分析在上述电源中性点不接地的电力系统中，有一种情况是比较危险的，即在一相接地时如果接地电 流较大（如线路总长度长或电缆线路多），将出现断续电弧，这就可以能使线路发生弧光接地过电压, 即线路发生电压谐振现象。出现弧光接地过电压，会
7、使线路上出现危险的过电压（可达相电压的2.53 倍）。这可能导致线路上绝缘薄弱地点的绝缘击穿。为了防止弧光接地过电压，有关规程规定，在单 相接地电容电流大于一定值（310KV电网中接地电流大于30A,20kV及以上电网中接地电流大于 10A）的电力系统中，电源中性点必须采用经消弧线圈接地的运行方式。图2-36是电源中性点经消弧线圈接地的电路图。消弧线圈实际上就是铁芯线圈，其电阻很小， 电抗很大。消弧线圈的作用：就是用来减小一相接地电流，使之不发生断续电弧，防止出现弧光接地过电压。Jc - *-*-A*r B电播阳相量阳2-36申性走錘消亚场接地的电丿慕魏我们知道，在同一电压作用下，电感电流滞后
8、电压90。，电容电流超前电压90。，因而电感电流 与电容电流的方向相反。当发生一相接地时，接地点不仅有电容流过，也有电感电流流过，故可相互 抵消，使得接地电流大大减小。在电源中性点经消弧线圈接地的系统中，在一相接地时，其它两相对地电压也要升高到线电压。 即升高为原对地电压的倍。但由于线电压没发生改变，三相用电设备的正常工作不受影响，所以 与中性点不接地系统一样，允许在发生一相接地时暂时继续运行2小时，以提高供电的可靠性。此外，由于消弧线圈对电容电流的补偿作用，使接地电流大大减小，不会出现接地断续电弧，故 不会出现弧光接地过压。四、中性点直接接地系统分析中性点直接接地系统电路如图2-37所示。S
9、2-37 中性点直搂接地的电力系统占666肌相避酱IPE三相程暫中性点直接接地系统最明显特点是一相接地时，就形成单相短路故障。单相短路电流比线路的正常负荷电流大得多，故可使保护装置迅速而可靠地动作，提高电网的安 全性。此外，接地短路电流大可使接地电弧稳定的燃烧而不出现断续燃烧的情况，故不会出现弧光接 地过电压。加之，一相接地短路时，其它二相对地电压不会升高，即接地前后对地电压不变，仍为相 电压。因此，这类系统中的供用电设备的绝缘只需按相电压考虑，而无须按线电压考虑。这对llOkV 及以上的超高压电力系统是很有经济技术价值的。因为高压电器特别是超高压电器的绝缘问题，是影 响其设计和制造的关键问题
10、。绝缘要求的降低，实际就降低了高压电器的造价，同时改善了高压电器 的性能，降低了高压电网的造价。真是一点值千金啊！所以，我国110kV及以上的超高压系统的电 源中性点通常都采用直接接地的运行方式。但是接地短路电流大，会使设备的选择稍困难一些，比如设备的短路参数要选的大一些。另外， 对通讯线路的干扰大。五、220/380V低压供电系统的中性点接地方式220/380V低压供电系统广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线（N线）和保 护线（PE线）。根据中性线和保护线的接线方式不同又分成以下三种供电系统，三种系统又统称TN 系统，如图2-38所示TN-C系统一一中性线与保护线共用一根导线，
11、即保护中性线（PEN线或零线或地线）。 5 TN-S系统中性线与保护线完全分开。TN-C-S系统一一中性线与保护线在前边共用，后边分开。肚rvS2-38电源中憧点接地的TN型低压配电系绩1、中性线（N线）的功能（1）用来接用相电压的单相设备。（2）用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流。（3）减少负荷中性点电位偏移，防止三相设备端电压不平衡。2、保护线（PE线）的功能：防止人触及带电的设备外壳的触电事故，保障人与设备的安全。因为设备的正常不带电的设备金属外壳与PE线连接后，当设备的带电部分碰及设备外壳时，会 形成单相短路，使设备或系统的保护装置动作，如熔断器熔断，低压断路器（自动开关）自动跳闸， 切除故障设备的电源，设备外壳不再带电，从而防止人身触电。这种将设备的外壳与保护中性线相连的保护方式，我国过去称为“保护接零”，除此之外，还有 其它保护方式，这将在2-5 中专门介绍，这里从略。作业（P37）： 2-10 （选作） 2-11 2-12补充作业：1、中性点接地方式与高压及超高压电网的造价有何关系？2、220/380V 低压供电系统的中性点采用什么接地方式？根据中性线和保护线的接线方式不同又分成哪三种供电系统？3、什么叫TN-C系统、TN-S系统和TN-C-S系统？并画出对应的电路。4、220/380V低压供电系统的中性线（N）和公共保护线（PE）各有何功能？
