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1、配电网中性点接地方式研究毕业论文目录摘要Abstract第1章 绪论11.1 课题背景和意义11.2 10kV配电网中性点接地方式的发展和现状21.2.1 国外中性点接地方式的发展和现状21.2.2 国内中性点接地方式的发展和现状31.3 课题的发展趋势及存在问题41.4 本文的主要内容5第2章 配电网不同中性点接地方式理论分析62.1 中性点接地方式概况62.2 单相接地故障分析方法72.3 中性点不接地系统72.3.1 单相接地故障稳态分析82.3.2 单相接地故障暂态分析92.4 中性点经小电阻接地系统122. 4.1 单相接地故障稳态分析122. 4.2 单相接地故障暂态分析132.5
2、 中性点经消弧线圈接地系统142. 5.1 单相接地故障稳态分析142. 5.2 单相接地故障暂态分析162.6 中性点直接接地系统172.7 本章小结18第3章 基于MATLAB的配电网仿真和计算203.1 MATLAB软件和PSB模块介绍203.2 10kV配电网模型的搭建203.2.1 10kV配电网仿真模型203.2.2 10kV配电网仿真模型参数设置203.3 中性点不接地系统仿真模型223.3.1 模型参数223.3.2 仿真分析233.4 中性点经小电阻接地系统仿真模型253.4.1 模型参数253.4.2 仿真分析253.5 中性点经消弧线圈接地系统仿真模型273.5.1 模型
3、参数273.5.2 仿真分析293.6 中性点直接接地系统仿真模型343.6.1 模型参数343.6.2 仿真分析343.7 不同接地方式的对比分析363.8 本章小结37第4章 配电网不同中性点接地方式的应用384.1 中性点不接地方式384.1.1 中性点不接地系统特点384.1.2 中性点不接地系统适用范围384.2 中性点经小电阻接地方式394.2.1 中性点经小电阻接地系统特点394.2.2 中性点经小电阻接地系统适用范围394.3 中性点经消弧线圈接地方式404.3.1 中性点经消弧线圈接地系统特点404.3.2 中性点经消弧线圈接地系统适用范围404.4 中性点直接接地方式404
4、.4.1 中性点直接接地系统特点404.4.2 中性点直接接地系统适用范围414.5 本章小结41结论42参考文献43致谢46附录47第1章 绪论第1章 绪论1.1 课题背景和意义配电网系统作为直接为用户生产生活提供电能支持的系统，其所具有的功能就是把变电站或者小型电厂提供的电力输送给没个用户，并且在必要的地方进行合适电压等级的转换。在配电网运行中，如何提高系统的可靠性和经济性受到国内外的重视。如美国将优化电力系统整体特性和灵活性作为了近期三个研究目标之一。根据美国能源部(DOE)输配电办公室及美国电力研究院(EPRI)公布的电力产业未来工作设想，将配电网智能型自动化配电的实现作为第一建设目标
5、，以此来提高供电可靠性和经济性。在国内，政府部门也将投入巨额资金对城市电网和农村电网为主的配电网进行大规模改造，包括了扩大电网容量、更新电网设备、将强电网结构、应用最新控制技术等，其目的就是为了提高配电网系统可靠性和经济性。配电网一般包括高压配电网、中压配电网和低压配电网。目前在实际应用中，高压配电网运行较多，主要包括110kV和35kV电压等级，个别负荷较重的工业区或商业密集区也有采用220kV电压等级的。中压配电网主要是指10kV电压等级，个别区域或部门也有采用20kV电压等级的。低压配电网则是指380V或220V的用户电压。在三种配电网类型中，中压配电网电网量大面广，担负着直接为广大用户
6、供电的任务，而且其中性点接地的方式历来就是一个复杂的系统工程问题。从技术角度来说，中压配电网中性点接地方式涉及到电网的安全运行、供电可靠性、过电压和绝缘的配合、继电保护、接地设计等多个因素，同时对通信和电子设备的干扰、人身安全等方面有重要影响。对配电网选择合适的中性点接地方式是最重要和最灵活的提高中压配电网可靠性和经济性的方法之一，因此研究中性点接地方式的特性对配电网的运行也显得尤为重要。目前配电网中性点接地方式主要有四种：中性点不接地、中性点直接接地、中性点经电阻接地和中性点经消弧线圈接地。为了适应中压配电网的发展，其中性点接地方式从不接地发展为现在的经小电阻接地和经消弧线圈接地方式。对于架
7、空线路配电网，消弧线圈接地方式比较合适。而在电缆配电网中，这些中性点接地方式就各有利弊了。因此需要对以电缆线路铺设或电缆线路和架空线路的混合线路铺设的中压配电网进行分析研究，从而对现有的几种方式进行改进或者找到一种更有利于提高配电系统运行的接地方式。电力系统接地方式涉及配电网的供电可靠性、安全运行、用户安全、通信干扰、建设资金投入等诸多问题。在专业技术方面涉及电力系统、过电压、绝缘配合、通信自动化、电磁干扰、继电保护、接地设计等诸多方面。因此配电网中性点接地是一个内容广泛，涉及领域众多的系统工程问题，收到国内外专家学者的重视，同时也是重要的研究课题。近些年，世界各国工业飞速发展，电网所承受的负
8、荷也随之增加，为应对所产生的的问题，配电网结构发生了很大的改变，原有的架空线为主的配电网系统正在被电缆取代，随着电网规模的不断扩大以及电缆的大量使用，系统中的电容电流大幅度的增加，特别是在后夜用户负荷减少，电缆对地及相间电容形成的夜间容性无功过剩及对地电容电流的增大对配电网产生的影响日益严重。特别是当单相接地故障发生时，过大的电容电流使电弧不能自熄，严重威胁到中压配电网的安全运行情况。同时，非故障相的对地电压的增大，导致线路故障的几率也随之增大。现在的社会对配电网的安全运行要求越来越高，有些地区部门甚至需要不间歇供电，为应对当前面临的问题，选择合适的中性点方式尤为重要。1.2 10kV配电网中
9、性点接地方式的发展和现状1.2.1 国外中性点接地方式的发展和现状原苏联对于中性点不接地的方式有过详细规定，具体如下：6kV电网单相接地电流小于30A；10kV电网单相接地电流小于20A；1520kV电网单相接地电流小于15A；35kV电网单相接地电流小于10A。当单相接地电流超过上述规定时，则需要采用中性点经消弧线圈接地方式。而在实际中，为提高供电可靠性，前苏联和东欧配电网基本采用了经消弧线圈接地方式。 消弧线圈是由德国工程师彼得逊于1916年发明并使用在配电网中，同时他也提出了经消弧线圈接地的电力系统谐振接地方式。以此来解决因电网对地电容电流引起的单相接地弧光过电压的问题。消弧线圈自191
10、6年投入使用以来积累了大量经验，如柏林市30kV电网中，共有电缆1400km，电容电流高达4kA，其也采用了经消弧线圈接地的运行方式。但消弧线圈并非解决了所有问题，后来由于220kV电网中事故较多，19世纪60年代就不再使用消弧线圈了。在英国，其66kV的电网中性点采用了经电阻接地的方式。对于33kV以下由架空线路组成的配电网则改成了经消弧线圈接地的方式；而电缆组成的配电网仍旧采用经电阻接地的方式。法国城市配电网电压定为20kV，其中性点采用的是经电阻或电抗接地方式。自1962年开始采用20kV电压起，电缆共4886km，中性点采用经小电阻接地方式，单相接地电流1kA。比利时布鲁塞尔的10kV
11、系统的中性点采用的是小电阻接地方式，单相接地电流原为2kA，现在为了减少对通讯的影响，现该为1Ka1.美国在20年代中期至40年代中期，在其2277kV电网中采用了快速切除故障的中性点直接接地方式，约占电网的71。自1947年，经消弧线圈接地方式有所发展；约占5.4，经电阻或小阻抗接地方式约各占6.5；不接地系统约占10.6。自1950年以来，日本20kV电缆和架空线路混合电网一直采用中性点不接地方式，而随着电缆的增加，为防止接地继电器的误动、拒动和中性点位移，现在开始采用经40-90低电阻接地方式。1969年改用40+460电阻器接地方式，0.7秒短接460电阻确保迅速准确选线断开单相接地故
12、障线路。1975年统计11-33kV配电网中性点不接地系统约占40%，经消弧线圈约占28%，经电阻接地约占30%，直接接地约占2%。其电阻接地电流限制在100-200A。东京电力公司所属配电网，其中性点接地方式为66kV配电网采用电阻、电抗和消弧线圈接地；22kV配电网采用电阻接地方式2。1.2.2 国内中性点接地方式的发展和现状建国初期至80年代，我国完全参照了前苏联的规定，对366kV配电网中性点主要采用不接地或经消弧线圈接地两种方式。80年代中期，我国10kV配电网中电缆线路逐渐增多，定容电流增大，而且运行方式经常发生变化，对消弧线圈调整存在困难，当单相接地的时间很长时，容易发展为两相短
13、路。对此，从1987年起，广州采用了地电阻接地方式来满足10kV电缆较低的绝缘水平；随后深圳根据其10kV电网的实际情况，从95年开始实施10kV电网的低电阻接地的工程；天津电缆网线比较多，过去多以消弧线圈接地为主，现在对其35kV电网试行低电阻接地方式。上海在90年代对35kV配电网全面采用低电阻接地方式3。中压电网的中性点接地方式在国内也有不同的观点，并已成为电网改造中的一个热点问题，根据我国多年的运行经验及科学技术的进步，解决了中压电网中性点经消弧线圈接地系统长期难以解决的技术难题。自动跟踪消弧线圈及接地选线装置的不断完善和推广应用，为中压电网中性点经消弧线圈接地提供了技术保障。为此，在
14、我国采用中性点经消弧线圈接地方式是我国中压电网的发展方向。世界各国大多在50年代前后，开始采用不接地或经消弧线圈接地，到六十年代以后，有的国家开始采用直接接地或经小电阻接地，有的扔采用经消弧线圈接地方式。1.3 课题的发展趋势及存在问题国内外对配电网中性点接地进行了大量的研究，也得出了比较一致的结论：中性点不接地系统的优点，中性点谐振接地系统具有比之更多的优点，；同样，中性点不接地系统所具有的缺点，中性点谐振接地系统也拥有，只是在最大幅值弧光过电压的出现概率上有所下降。在中性点直接接地系统中，中性点低值电阻器接地系统具有更多的优点，而对于中性点经直接接地系统中的缺点，中性点低值电阻器接地系统也
15、都具有，仅是在故障电流方面有所减小。中性点经中值电阻器和低值电阻器接地系统中的区 别不大，经高值电阻器接地系统受限制性较大，所以国内外多采用经消弧线圈接地或低值电阻器接地。目前，在我国的中压配电网中主要有中性点不接地，中性点经消弧线圈接地，中性点经低值电阻接地以及自动跟踪补偿消弧线圈装置接地等方式。这些方式都各自独特的优点，尤其以经小电阻接地和消弧线圈接地两种方式发展尤为迅速。中压电网的中性点接地方式在国内也有不同的观点，并已成为电网改造中的一个热点问题，根据我国多年的运行经验及科学技术的进步，解决了中压电网中性点经消弧线圈接地系统长期难以解决的技术难题。自动跟踪消弧线圈及接地选线装置的不断完善和推广应用，为中压电网中性点经消弧线圈接地提供了技术保障。为此，在我国采用中性点经消弧线圈接地方式是我国中压电网的发展方向。不同的接地方式有着其特点，但也存在着各自的问题。在不直接接地系统中，当单相接地电流过高时，弧光电压不能自行熄灭，给配电网造成严重损害。中性点经小电阻接地系统，接地点的电流较大时，当零序保护动作不及时或拒动时，将使接地点及附近的绝缘受到更大的危害，导致相间故障发生。当发生单相接地故障时，无论是永久性的还是非永久性的，均作用与跳闸，使
