船舶高壓電力系統(tǒng)常見中性點(diǎn)接地法的辨析[精選]

1、原 創(chuàng) 聲 明本人牟鑫鄭重聲明：所呈交的論文“船舶高壓電力系統(tǒng)常見中性點(diǎn)接地法的辨析”，是本人在導(dǎo)師徐海東的指導(dǎo)下開展研究工作所取得的成果。除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明，本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果，尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并愿為此承擔(dān)一切法律責(zé)任。 論文作者（簽名）： 日期： 2018 年 月 日摘 要目前船舶電氣設(shè)備功率的日益增加，系統(tǒng)復(fù)雜程度、智能化程度、自動(dòng)化程度的提高及其科學(xué)技術(shù)水平得到了空前的發(fā)展，低壓系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足船舶總功率增加的需要，采用高壓電力系統(tǒng)對(duì)船舶供電已

2、是大型船舶電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。船舶高壓系統(tǒng)提高了船員專業(yè)技能水平的標(biāo)準(zhǔn)，船員必須能夠在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)故障做出迅速反應(yīng)并且采取最有效的處理措施，才能有效減少各項(xiàng)損失。目前研究船舶高壓電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式是需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。本文通過分析對(duì)比中性點(diǎn)接地方式的原理，得出中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的系統(tǒng)在投資方面更經(jīng)濟(jì)，在供電方面可靠性更高，接觸電壓小，跨步電壓對(duì)人員的安全威脅小，維護(hù)工作較少，設(shè)備絕緣程度高，可以通過阻值調(diào)節(jié)電弧接地故障過電壓數(shù)值，對(duì)通信線路的干擾弱，系統(tǒng)更穩(wěn)定，更適合被應(yīng)用于現(xiàn)代大型船舶電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地。關(guān)鍵詞：船舶高壓電力系統(tǒng)，中性點(diǎn)，接地方式abstractat prese

3、nt, the power of the electrical equipment of the ship is increasing, the complexity of the system, the degree of intelligence, the improvement of the degree of automation and the level of its science and technology have been developed unprecedentedly. the components of the low voltage power station

4、can not meet the need of the increase of the total power of the ship, and also improve the standard of the professional skill level of the ship crew. the crew must be able to respond quickly to failures in the shortest possible time and take the most effective measures to effectively reduce the loss

5、es. at present, what kind of grounding method is adopted in the neutral point of chinas marine high voltage power system is the key technical problem we need to solve.in this paper, the characteristics of different grounding systems are analyzed in detail. by analyzing and comparing the principle of

6、 neutral grounding, advantages and disadvantages, plus its practical scope. after comparing and analyzing the characteristics and advantages and disadvantages of different grounding methods, the more effective grounding scheme is further explored. the system of neutral point through resistance groun

7、ding is more economical in investment, more reliable in power supply, small in contact voltage, small in the threat of stride voltage to human safety, less in maintenance, and in equipment. the high degree of edge can regulate the earth fault overvoltage value by resistance, and the interference to

8、communication lines is weak, and the system is more stable. but the relay did not move quickly. due to the application of computer protection, the speed of system protection has been greatly improved. it is of great significance to the selection of neutral grounding mode in the current transformatio

9、n of ship power network.key words:marine high voltage electrical system, neutral point, grounding operation mode 目 錄前 言11船舶高壓電力系統(tǒng)2船舶高壓電力系統(tǒng)的組成2船舶高壓電力系統(tǒng)的主要特點(diǎn)2船舶采用高壓電力系統(tǒng)的原因32電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地的方式42.1 影響接地方式選擇的因素42.1.1 船舶電網(wǎng)線路的特點(diǎn)42.1.2 影響因素42.2 中性點(diǎn)接地方式分析62.2.1 中性點(diǎn)不接地方式62.2.2 中性點(diǎn)直接接地方式72.2.3 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式7中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方

10、式92.3.1 低電阻接地系統(tǒng)102.3.2 中電阻接地系統(tǒng)102.3.3 高電阻接地系統(tǒng)113中性點(diǎn)接地方式的綜合比較及阻值的選取12幾種接地方式的特點(diǎn)123.1.1 中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)123.1.2 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)123.1.3 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)123.1.4 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地電力系統(tǒng)13各種接地方式的比較分析143.2.1 影響因素方面的比較14不同接地方式對(duì)系統(tǒng)性能的影響153.2.3 接地電阻值的選擇16結(jié) 論17致 謝18參考文獻(xiàn)19前 言目前船舶電氣設(shè)備功率的日益增加，系統(tǒng)復(fù)雜程度、智能化程度、自動(dòng)化程度的提高及科學(xué)技術(shù)水平得到了空前的發(fā)展，低壓系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足船舶

11、總功率大幅增加的需要。船舶高壓系統(tǒng)提高了船員專業(yè)技能水平的標(biāo)準(zhǔn)，船員必須能夠在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)故障做出迅速反應(yīng)并且采取最有效的處理措施，才能有效減少各項(xiàng)損失。同時(shí)，對(duì)中性點(diǎn)的接地方式的選擇也有了新的要求。中性點(diǎn)是當(dāng)變壓器或者負(fù)載側(cè)采用星形接線時(shí)，三相線圈的首端或尾端連接在一起的公共點(diǎn)1。中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式是一項(xiàng)綜合性技術(shù)問題，是確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提，又是系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性及人員安全等因素的保證。隨著船舶電氣設(shè)備自動(dòng)化程度的提高，特別是電氣負(fù)荷急速增加，船舶發(fā)電機(jī)的功率也隨之大幅度增加。目前就大型船舶電力系統(tǒng)容量設(shè)計(jì)值已高達(dá)15mva20mva，大型豪華油輪更高達(dá)70mva船舶低壓電力

12、系統(tǒng)已無法滿足現(xiàn)代化大型船舶電力系統(tǒng)容量的要求，采用高壓電力系統(tǒng)已成為大型船舶電力系統(tǒng)的必須選擇2。中性點(diǎn)的接地方式直接關(guān)系到船舶供電系統(tǒng)的可靠性和連續(xù)性，影響到電網(wǎng)的絕緣水平和經(jīng)濟(jì)成本等，同時(shí)與故障分析、絕緣配合等也有密切聯(lián)系。因此，船舶高壓電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式，是需要我們研究的一個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)問題。從目前發(fā)展的趨勢(shì)來看，隨著船舶系統(tǒng)復(fù)雜程度、智能化程度、自動(dòng)化程度的提高，船舶電力系統(tǒng)功率大幅度增加，中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地方式越來越被認(rèn)可，逐漸廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代大型船舶上。在本文中，研究了中性點(diǎn)接地方式在高壓電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，并進(jìn)行了對(duì)比分析，總結(jié)了各類接地法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。通過計(jì)算電力系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)

13、高電阻接地的電流，選擇出合適的接地電阻值，以獲得加倍可靠的計(jì)算阻值的方法。隨著大型船舶越來越多被采用，船舶電站的容量越來越大。在高壓電力系統(tǒng)的使用已經(jīng)逐漸成熟的今天，性能優(yōu)越，技術(shù)精湛，經(jīng)濟(jì)合理的中性點(diǎn)接地方法將直接影響經(jīng)濟(jì)效益，這也是本文的研究價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。1船舶高壓電力系統(tǒng)船舶高壓電力系統(tǒng)的組成關(guān)于船舶電力系統(tǒng)等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)在全球是不完全一致的。美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（ieee）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，額定電壓大于1kv，小于10kv的電力系統(tǒng)為中壓交流電力系統(tǒng)3。ieee在低中壓電壓級(jí)別之外，還劃分了高壓和超高壓級(jí)別，而這兩個(gè)級(jí)別就是本文所說的船舶高壓電力系統(tǒng)的級(jí)別。我國船舶高壓系統(tǒng)的定義（中國船

14、級(jí)社ccs鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范2009的規(guī)定）是：額定電壓在1kv至15kv，額定頻率為50hz或者60hz的交流系統(tǒng)，或在額定工作前提下最高瞬時(shí)電壓大于1500v的直流系統(tǒng)4。如果船舶制造者等科技人員有特殊要求，必須向中國船級(jí)社申請(qǐng)，經(jīng)過許可才能采取更高的電壓等級(jí)。船舶高壓電力系統(tǒng)高壓部分主要包括高壓發(fā)電機(jī)組、真空斷路器、高壓配電板、高壓變壓器和高壓負(fù)載（如首側(cè)推電機(jī))5。（1）電源：由高壓發(fā)電機(jī)作為主發(fā)電機(jī)組成（此外還有應(yīng)急發(fā)電機(jī)和蓄電池）。高壓發(fā)電機(jī)是應(yīng)用高壓電力系統(tǒng)的船舶的命脈，是動(dòng)力的源頭。高壓發(fā)電機(jī)的型號(hào)有多種，例如:3390kva,6.6kv,50hz,296a高壓發(fā)電機(jī)型號(hào)。（2）

15、配電裝置：船舶配電裝置是用來接受和分配船舶電能，并能對(duì)船舶發(fā)電機(jī)、船舶電網(wǎng)及各種船舶用電設(shè)備進(jìn)行切換、控制、保護(hù)、測(cè)量和調(diào)整等工作的設(shè)備6。在船舶高壓電力系統(tǒng)中，通過高壓變壓器需要將高壓發(fā)電機(jī)發(fā)出的高壓電轉(zhuǎn)換為低壓電然后再通過船舶電網(wǎng)對(duì)船舶低壓電器設(shè)備進(jìn)行供電，因此和船上普通的電力系統(tǒng)相比，船舶高壓電力系統(tǒng)在配電裝置中就多了一個(gè)高壓變配電盤。除此之外，在配電裝置的其他部分，高壓電力系統(tǒng)和普通低壓電力系統(tǒng)差異也很大。（3）電網(wǎng)：船舶高壓電力系統(tǒng)的電網(wǎng)由高壓電網(wǎng)和低壓電網(wǎng)兩部分組成，高壓變壓器的兩端連接這兩部分。首先高壓電網(wǎng)連接高壓變壓器，變壓器將高壓變?yōu)榈蛪海缓髲牧硪活^連接低壓電網(wǎng)，向船舶的低

16、壓用電負(fù)載供電。（4）用電負(fù)載：船舶高壓電力系統(tǒng)用電負(fù)載除了具有普通低壓電力系統(tǒng)中的低壓負(fù)載外，還有高壓斷路器，高壓熔斷器，高壓隔離開關(guān)等高壓電力負(fù)載。1.2船舶高壓電力系統(tǒng)的主要特點(diǎn)（1）在當(dāng)今大型船舶10mw以上容量上，采用船舶高壓電力系統(tǒng)就極大的滿足了它的要求。（2）高壓電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加完善，具有更好的供電可靠性。（3）線路傳輸損耗相對(duì)較小，布線和安裝上更加科學(xué)化。1.3船舶采用高壓電力系統(tǒng)的原因隨著船舶上用電設(shè)備的不斷增添，就導(dǎo)致了船舶的容量不斷的變大。當(dāng)前船上用的低壓工頻發(fā)電機(jī)的額定容量限度是不能夠超過2.5mw這個(gè)限度的。照這種情況，一個(gè)大容量船舶就需要十幾臺(tái)可能還會(huì)更多的低壓工頻

17、發(fā)電機(jī)。這無形中就顯得特別繁瑣，并且在現(xiàn)實(shí)中也不可能這樣做。正如上述，隨著船舶容量的增加，一旦發(fā)生故障接地后，就會(huì)產(chǎn)生特別高的短路電流。雖然我們可以采用中性點(diǎn)接地技術(shù)來規(guī)避這一缺陷，但是理論上規(guī)格根本不搭配。因?yàn)橹岸际遣捎玫拇暗蛪弘娏ο到y(tǒng)中性點(diǎn)接地技術(shù)，這種技術(shù)在船舶容量上去之后根本就不合適了。還有就是各種保護(hù)裝置都局限于船舶低壓電力系統(tǒng)，則在船舶容量上去之后，一旦發(fā)生故障接地，產(chǎn)生的高電流會(huì)使保護(hù)裝置失去作用，因此才會(huì)選擇船舶高壓電力系統(tǒng)。在船舶用電裝置數(shù)量上去之后，其船舶容量也會(huì)大幅度升高，一旦用低電壓等級(jí)的電纜運(yùn)輸電能，將會(huì)發(fā)出很高的無功功率，從而使船舶電力系統(tǒng)的供電效率大幅度降低，

18、因此采用高電壓等級(jí)的船舶電力系統(tǒng)在未來的發(fā)展前景將更加明朗。通過這兩年的發(fā)展，船舶高壓電力系統(tǒng)應(yīng)用到船舶上比船舶低壓電力系統(tǒng)效益更加明朗。船舶高壓電力系統(tǒng)應(yīng)用于大型船舶，能夠擺脫采用十幾個(gè)低壓發(fā)電機(jī)的困擾，并且能夠提高整個(gè)船舶電站的工作效率，最重要的是大幅度的提高了大型船舶的容量，因此這就直接的決定了船舶高壓電力系統(tǒng)在未來大型船舶上所居于的位置。當(dāng)今不管是國內(nèi)還是國外，船舶高壓電力系統(tǒng)現(xiàn)在都處于前期階段，所以在技術(shù)，安全以及經(jīng)濟(jì)性方面，還有許多問題等著去解決，特別是下文注重研究的船舶高壓電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式，它是一個(gè)綜合性，技術(shù)性的問題，所以需要下更大的功夫來進(jìn)行研究，使船舶高壓電力系統(tǒng)更加

19、的完善，從而促進(jìn)其發(fā)展。將來，科技水平的日益提高，遠(yuǎn)洋船舶上的電氣化水平越來越高。船舶上的用電設(shè)備不斷增多就使得船舶的電容量增大，因此船舶高壓電力系統(tǒng)將在大型船舶中應(yīng)用更加廣泛。2電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地的方式隨著遠(yuǎn)洋貿(mào)易往來的增加，航運(yùn)業(yè)也正在發(fā)展。為了節(jié)省運(yùn)輸成本，減少運(yùn)輸時(shí)間，為了提高效益，船舶逐步規(guī)?；?、大型化，船舶電力容量的需求更大。電源不僅需要滿足生產(chǎn)需要，而且要保證安全性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性。電力系統(tǒng)的容量不斷增大，接地故障也跟著增加，嚴(yán)重威脅到設(shè)備的正常運(yùn)行以及人身安全。這導(dǎo)致了許多技術(shù)方面的改革，中性點(diǎn)接地的選擇就包括在其中。2.1 影響接地方式選擇的因素電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式涉及

20、到供電的連續(xù)性、安全性和可靠性等幾個(gè)方面，是一個(gè)特別復(fù)雜的難題，需要把配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)電路的構(gòu)造，繼電裝置體系動(dòng)作保護(hù)的構(gòu)成和斷電方式，用電裝置的使用壽命和船上人員的安全等多方面都考慮在內(nèi)。因?yàn)榈赜虿煌?，電網(wǎng)特點(diǎn)差異，發(fā)展階段不同，所以對(duì)接地方式選擇的要求都會(huì)有區(qū)別，因此我們需要考慮不同的接地方法。我們必需提前進(jìn)行歸納、概括，考慮到各類影響因素和限制條件，以確定中性點(diǎn)的具體接地方式。2.1.1 船舶電網(wǎng)線路的特點(diǎn)（1）工作環(huán)境惡劣。環(huán)境溫度變化大；容易受到潮濕，鹽霧，油霧，霉菌，凝露等不良環(huán)境的影響；工作的穩(wěn)定性差；電磁污染嚴(yán)重。（2）電源由于空間限制與用電單位的間隔很小，距離小導(dǎo)致了船上電

21、路中的線路阻抗特別微弱；短路故障處的電流強(qiáng)，尤其在匯流排處的是最為劇烈的，會(huì)直接使電機(jī)產(chǎn)生的特別大的短路電流，造成情況更加的難以控制，對(duì)斷路器等防護(hù)設(shè)備造成很大的威脅，非常地不安全。（3）當(dāng)接地故障發(fā)生，電纜線故障大多情況下是永久性的，產(chǎn)生的閉合電弧通常不會(huì)自動(dòng)熄滅，如果系統(tǒng)正在運(yùn)行過程中，則故障可能變?yōu)橄辔欢搪?，?dǎo)致事故進(jìn)一步擴(kuò)大。（4）船舶電力電纜外部護(hù)套非?？煽俊Ｔ馐芡饬ζ茐模ǜ顢?，切斷）的可能性很小。2.1.2 影響因素（1）供電可靠性供電是否可靠直接影響到電力的質(zhì)量。接地故障中，單相接地故障是最為常見的一種接地故障，嚴(yán)重威脅到船舶供電可靠性。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的時(shí)候，接地點(diǎn)立即生

22、成特別大的故障電流，特殊狀態(tài)時(shí)的故障電流甚至?xí)h(yuǎn)遠(yuǎn)超過三相短路電流，因此必須馬上排除船舶上出現(xiàn)單相接地故障。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，如果故障電流很小，便不需要繼電保護(hù)，不需要斷路器動(dòng)作。單相接地故障普遍發(fā)生時(shí)間特別短，絕大多數(shù)單相接地故障能迅速自行消除；如果遇到長時(shí)間的故障，也不必馬上斷開電源，系統(tǒng)通?？梢詭Ч收线\(yùn)行持續(xù)一段時(shí)間。因此，小電流接地系統(tǒng)在供電可靠性方面比較有優(yōu)勢(shì)。（2）繼電保護(hù)在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，單相接地電流往往比正常負(fù)荷電流小得多，因而要實(shí)現(xiàn)有選擇性的接地保護(hù)比較困難。而在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中則比較容易。由于接地電流較大，繼電保護(hù)一般都能迅速而準(zhǔn)確地切斷故障，且保護(hù)裝

23、置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。所以，從繼電保護(hù)的角度出發(fā)，以采用大電流接地系統(tǒng)的工作方式較為有利7。（3）線路設(shè)備絕緣水平線路絕緣水平受不同接地方式的影響程度也是不同的。在船上，絕緣水平的影響因素包括兩部分：一、工作電壓最大值；二、不同類型的過電壓。相對(duì)于不直接接地系統(tǒng)，直接接地系統(tǒng)的絕緣程度通?？梢詼p少將近百分之二十。因此可以得出，電力系統(tǒng)中絕緣的大小隨著中性點(diǎn)的接地程度越高，絕緣越有優(yōu)勢(shì)。（4）干擾通信系統(tǒng)通訊干擾的危害是不可忽視的。通信質(zhì)量變差是輕微的影響，減少通信設(shè)施的使用年限以及威脅到生命安全就是嚴(yán)重的威脅。由于信息時(shí)代的到來，通信設(shè)施的增加，我們不得不防范對(duì)通信的干擾。船舶上的交流線路都會(huì)

24、產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)，這部分的電磁場(chǎng)將在附近的線路產(chǎn)生感應(yīng)電壓。從而可能影響附近的通訊線路或信號(hào)系統(tǒng)；輸電線路所造成的干擾有兩種，一種是低頻干擾，另一種是音頻干擾。造成干擾的具體途徑也有兩種，一種是靜電感應(yīng)，另一種是電磁感應(yīng)8。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的接地電流通常都是很小的，因而一般不會(huì)在通信線路上感應(yīng)出很高的電壓，但是，也應(yīng)該注意，干擾的嚴(yán)重程度并不是取決于電流的大小，而是與同地中電流的延續(xù)時(shí)間及波形有密切的關(guān)系9。一般在不接地系統(tǒng)當(dāng)中并不會(huì)設(shè)置關(guān)于斷電的一些保護(hù)設(shè)施，一旦發(fā)生故障，時(shí)間會(huì)比較長，所以造成的干擾威脅是不可忽視?？傮w來看，首先從電磁干擾方面出發(fā)，相對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，中性點(diǎn)不接地運(yùn)行并沒有

25、特別大的優(yōu)勢(shì)。雖然中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地應(yīng)用于系統(tǒng)的效果很不理想，但值得一提的是，中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的接地故障是最容易被快速排除的，因此造成的威脅時(shí)間也是最短的。其次從干擾觀點(diǎn)來看，經(jīng)消弧線圈接地有著明顯的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楫?dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，在其中的感應(yīng)回路和電流分布都是可控的，與故障發(fā)生處無關(guān)，所以就可以通過一定的方法使電磁感應(yīng)分解為兩個(gè)彼此抵銷的分量，從而使電磁感應(yīng)得以相互抵消。（5）人身安全人身安全更是接地方式不可忽視的重要因素，對(duì)于這種直接接觸高壓的事故，是否會(huì)造成人身傷亡的關(guān)鍵不在于是哪一種中性點(diǎn)接地方式，而是在于觸電者接觸帶電體的方式以及觸電后脫離的時(shí)間，所以從保護(hù)人身安全方面考慮，中性點(diǎn)

26、不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)由于在發(fā)生單相接地時(shí)不立即跳閘，所以對(duì)誤碰帶電線路且不易立即脫離電源的人會(huì)帶來較大危害，而對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)在發(fā)生金屬性單相接地時(shí)，由于時(shí)間短、保護(hù)能正確及時(shí)動(dòng)作使觸電人員立即脫離電源，以盡管短路電流較大,但是給人身造成的傷害相對(duì)而言會(huì)比較小10。應(yīng)綜合考慮觸電的方式、觸電后保護(hù)的動(dòng)作情況等等。2.2 中性點(diǎn)接地方式分析電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有兩大類：一類是中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)過低阻抗接地，稱為大接地系統(tǒng)；另一類是中性點(diǎn)不接地，消弧線圈或高阻抗接地，稱為小接地系統(tǒng)11。2.2.1 中性點(diǎn)不接地方式中性點(diǎn)不接地法在船舶電力系統(tǒng)中也叫三相絕緣系統(tǒng)。指的是中性點(diǎn)與地面

27、或者船體不相連。然而事實(shí)上，在這種系統(tǒng)里中性點(diǎn)是通過大氣與地面連接的。如果發(fā)生一相接地時(shí)，供電并未立即遭到影響，可以持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，但是系統(tǒng)如果想要長時(shí)間在一相接地的情況下運(yùn)行，是不可行的，此刻正常的相電壓會(huì)增大，某些絕緣薄弱點(diǎn)被擊穿的可能性變大，繼而導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生更加嚴(yán)重的兩相接地短路，將威脅電氣設(shè)備安全。(1)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)包括：船舶高壓電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地技術(shù)對(duì)于發(fā)生三相導(dǎo)線中的一相導(dǎo)線出現(xiàn)故障導(dǎo)致接地時(shí)，雖然原中性點(diǎn)電位值由原來的零提高到相電壓值，各相導(dǎo)線上的相電壓值提高到線電壓值，但各相之間的線電壓不管是在數(shù)值上還是在相位上都沒有改變，因此還可以繼續(xù)維持用電設(shè)備短時(shí)工

28、作2小時(shí)，也算是提高了供電的可靠性。另一方面由于接地電流小，因此在接觸電壓和跨步電壓，低壓電網(wǎng)的沖擊以及對(duì)通訊系統(tǒng)的干擾等方面都得到了很好的改善。在經(jīng)濟(jì)利益方面上，采用中性點(diǎn)不接地技術(shù)即降低了船舶高壓電力系統(tǒng)的投資成本，也降低了接地設(shè)備上的需求。(2)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的缺點(diǎn):船舶高壓電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地技術(shù)，雖然在一相導(dǎo)線出現(xiàn)故障導(dǎo)致接地時(shí)能夠帶載繼續(xù)運(yùn)行，但是不及時(shí)查找故障原因并修理就會(huì)導(dǎo)致另一相也出現(xiàn)故障接地。一相接地另外兩相增大到線電壓，如果各相導(dǎo)線的外絕緣層正好老化或者質(zhì)量上有問題都會(huì)導(dǎo)致這兩相絕緣層被擊穿導(dǎo)通。上述這兩種情況都會(huì)構(gòu)成短路回路產(chǎn)生大電流對(duì)電網(wǎng)和用電設(shè)備產(chǎn)生惡劣的影響

29、甚至產(chǎn)生重大事故。另一方面，雖然一相接地其零序電流相對(duì)來說算是比較小的，但是它也會(huì)在故障點(diǎn)處產(chǎn)生間歇的或者是穩(wěn)定的電弧。穩(wěn)定的電弧還算好，但是對(duì)于高電壓配電線路，致使中性點(diǎn)不接地技術(shù)一相導(dǎo)線接地時(shí)，其接地電容電流過大，這樣產(chǎn)生間歇的電弧引起的過電壓來說，它的電壓幅值能夠達(dá)到相電壓的兩三倍，這么高的電壓會(huì)對(duì)船舶高壓電力系統(tǒng)以及用電設(shè)備產(chǎn)生惡劣的影響，例如可能擊穿用電裝置的絕緣，造成兩相導(dǎo)線絕緣等級(jí)下降擊穿短路構(gòu)成回路，高電流被產(chǎn)生從而對(duì)船舶耗電設(shè)備造成惡劣影響。再有就是在大風(fēng)大浪的天氣下出現(xiàn)上述事故那后果真的是不堪設(shè)想，因此中性點(diǎn)不接地方法多用于船舶低壓電力系統(tǒng)，對(duì)于船舶高壓電力系統(tǒng)來說確實(shí)不太

30、適用。2.2.2 中性點(diǎn)直接接地方式中性點(diǎn)直接接地指的是中性點(diǎn)直接連接到地面或船體。一旦出現(xiàn)單相接地故障，故障點(diǎn)會(huì)和正常線接地中性點(diǎn)形成短路，產(chǎn)生的電流很大，需要繼電器保護(hù)立即動(dòng)作，將故障部分排除。經(jīng)驗(yàn)證明，大多數(shù)單相接地故障，特別是在空中的線纜，電壓大于1kv的電網(wǎng)中具有瞬時(shí)特性，排除故障部分后，絕緣恢復(fù)，輸電線纜馬上恢復(fù)正常工作?，F(xiàn)在，在直接接地系統(tǒng)中，裝配了自動(dòng)重合閘裝置，提高了供電的可靠性，發(fā)生單相接地后，自動(dòng)合閘裝置會(huì)立刻動(dòng)作，若是瞬時(shí)故障，是可以恢復(fù)的。中性點(diǎn)直接接地的特點(diǎn)是中性點(diǎn)的電位在系統(tǒng)任何工作情況下都是保持不變的，一直為0。在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，要想實(shí)現(xiàn)接

31、地保護(hù)是比較困難的，因?yàn)閱蜗嘟拥仉娏鞅日ｋ娏餍『芏?，但是這個(gè)問題在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中就可以得到相對(duì)比較簡(jiǎn)單的解決，接地電流較大，使繼電保護(hù)切除故障線路更加地迅速而準(zhǔn)確。如圖2.1，如果中性點(diǎn)接地電網(wǎng)發(fā)生單相故障接地，中性點(diǎn)電位仍為零，非故障相對(duì)電壓基本相等的原因是單相接地短路電流大，電路可以快速的被繼電保護(hù)裝置切斷，防止間歇電弧過電壓的發(fā)生；為了補(bǔ)償其對(duì)電源的影響的缺點(diǎn)，使用自動(dòng)重合閘裝置，盡快依靠它來恢復(fù)供電12。圖2.1 示意圖中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)figure 2.1 schematic neutral point direct grounding system2.2.3 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線

32、圈接地方式中性點(diǎn)經(jīng)電抗器（消弧線圈）接地技術(shù)組成的船舶高壓電力系統(tǒng)與中性點(diǎn)不接地技術(shù)的主要區(qū)別就是在中性點(diǎn)不接地法的基礎(chǔ)上，將中性點(diǎn)處連接一個(gè)電抗器（消弧線圈）然后再與大地相連。中性點(diǎn)采用電抗器（消弧線圈）接地技術(shù)在發(fā)生故障而被導(dǎo)致單相接地時(shí)，各相導(dǎo)線中的相電壓變化和采用中性點(diǎn)不接地技術(shù)構(gòu)成的船舶高壓電力系統(tǒng)時(shí)是大體一樣的，都是故障點(diǎn)處的對(duì)地電位變?yōu)?v；而無故障的兩相導(dǎo)線的相電壓值提高到了線電壓值，中性點(diǎn)處的對(duì)地電位被提高到相電壓，各相之間的線電壓和其相位關(guān)系沒有發(fā)生任何改變。一旦發(fā)生單相接地故障，故障處的電弧一般是不能自己熄滅的，使過電壓生成的概率變大，對(duì)安全運(yùn)行造成很大的威脅。所以需要消

33、弧線圈的電感電流，電感電流可以接地電容電流補(bǔ)償，減小故障點(diǎn)的電流，使其降低到能自熄的范圍內(nèi)。這樣，一段時(shí)間內(nèi)電網(wǎng)仍然可以帶故障繼續(xù)工作，提高了電網(wǎng)的供電可靠性。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地中消弧線圈主要由氣隙鐵芯和鐵芯繞組兩部分構(gòu)成，主要放置在變壓器油箱內(nèi)，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈運(yùn)用過程中可以通過改變繞組的匝數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)消弧線圈電感的調(diào)節(jié)，從而提升中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的控制效益,降低系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的諧振，提升系統(tǒng)的安全性和可靠性13。如下圖2.2為中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)的電路示意圖和相量圖：圖2.2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地示意圖和相量圖fig. 2.2 single-phase gr

34、ounding fault sehematie and phase diagram of neutral acr-supperssion-coil grounding sysetm從相量圖得，接地相線電壓為0，電容ic為0；正常運(yùn)行相電壓升高3倍，中性點(diǎn)電位不為0，接地點(diǎn)電容電流為ic=ica+icb，接地點(diǎn)電感電流為il，接地點(diǎn)電流為i=ic+il。中性點(diǎn)經(jīng)消弧圈接地系統(tǒng)a相接地故障等效圖fig. phase-a gorunidng fault equivalenti dagram of neualtral arc-supperpession-coil gorunding system由圖得

35、知:消弧線圈的電感電流經(jīng)接地點(diǎn)沿故障相返回,接地點(diǎn)的電流增加一個(gè)電感分量的電流,由于電感電流與電容電流相位相反,所以兩者相互抵消,使流過接地點(diǎn)的總電流接近為0,從而使接地電弧自動(dòng)熄滅。根據(jù)目前電容器電流的補(bǔ)償水平，一般有三種補(bǔ)償方式：1.全補(bǔ)償，接地電流為0。從消弧角度看，這是最好的補(bǔ)償，但在實(shí)踐中卻沒有這樣的補(bǔ)償。正常操作，由于許多原因，導(dǎo)致不對(duì)稱三相電網(wǎng)，電壓中性點(diǎn)在一定程度上，可能引起串聯(lián)共振過電壓，對(duì)電網(wǎng)絕緣造成損害。2.欠補(bǔ)償，接地位置還存在部分未補(bǔ)償?shù)碾娙菪噪娏?。因?yàn)楸３忠恍┚€路，消除事故或降低系統(tǒng)頻率可能導(dǎo)致系統(tǒng)關(guān)閉或?qū)崿F(xiàn)完全補(bǔ)償，從而導(dǎo)致串聯(lián)諧振過電壓。3.過補(bǔ)償，還存在一種過

36、多的電流。補(bǔ)償可避免產(chǎn)生共振過電壓、接地系統(tǒng)，因此在補(bǔ)償中廣泛應(yīng)用于電感電流不能超過指定值，否則不能可靠地滅弧14。對(duì)于補(bǔ)償方式來說一般采用的都是過補(bǔ)償，因?yàn)檫@樣對(duì)于船舶高壓電力系統(tǒng)會(huì)更加的安全可靠。過補(bǔ)償度不大，普遍在百分之五到百分之十范圍之間,電流比較小，所以很難判別故障線路。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式的特點(diǎn)是單相接地故障時(shí)，不立即跳閘,電網(wǎng)可帶故障運(yùn)行一段時(shí)間大約2小時(shí)。當(dāng)接地電流小于10a時(shí)，電弧可以自動(dòng)消失，對(duì)于系統(tǒng)，因接地電流得到補(bǔ)償,單相接地不會(huì)發(fā)展成為相間故障，因此中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式的供電可靠性大大高于其它接地方式。中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式這種中性點(diǎn)接地技術(shù)的目的是通過在船舶高

37、壓電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地技術(shù)的基礎(chǔ)上將中性點(diǎn)通過一個(gè)電阻與大地連接，當(dāng)發(fā)生單相故障接地時(shí)不至于產(chǎn)生間歇地電弧來對(duì)船舶電力系統(tǒng)構(gòu)成威脅。電阻接地方式從阻值上可以分為:低電阻接地、中電阻接地、高阻接地，其阻值范圍如表所示15。表電阻接地的阻值table 2.1 resistance to grounding resistance阻值類型高電阻中電阻低電阻電阻值（）數(shù)百數(shù)千2010020單相故障接地時(shí)電流（a）10303006001000具體原理是：當(dāng)船舶高壓電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相導(dǎo)線上的相電壓是對(duì)稱的。當(dāng)發(fā)生一相接地故障時(shí)，在接地點(diǎn)處不但有容性電流而且也存在阻性電流。這兩種電流構(gòu)成阻容性電流，使接

38、地點(diǎn)處的電流超前電壓的相位差減小，在接地點(diǎn)處形成的間歇性電弧熄滅后再復(fù)燃的重燃率大幅度降低。而且當(dāng)回路中的阻性電流達(dá)到足夠的電流值時(shí)，間歇性電弧將不再產(chǎn)生。從而有效地防止間歇性電弧導(dǎo)致的過電壓影響。選擇合適的接地電阻能在發(fā)生單相接地故障時(shí)，使容性電流小于阻容性電流，從而提高了零序保護(hù)的靈敏度，使保護(hù)裝置迅速跳閘，提高了保護(hù)的能力。2.3.1 低電阻接地系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地和經(jīng)消弧線圈接地這兩種方式，隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電纜的廣泛使用，單相故障接地過電壓的危害性越來越大?，F(xiàn)在的中性點(diǎn)接地方式不能完全滿足電網(wǎng)運(yùn)行安全可靠要求。低電阻接地方式已經(jīng)逐漸被廣泛的使用：低電阻接地的優(yōu)點(diǎn)是：（1）可以使用流量

39、大，殘留壓力低的moa作為電網(wǎng)過電壓保護(hù)裝置；（2）自行消除接地故障，操作更加簡(jiǎn)單，維護(hù)更加方便；（3）減弱設(shè)備老化速度，延長設(shè)備使用時(shí)間，增大設(shè)備的可靠性、安全性；（4）電力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)過電壓可減少火災(zāi)事故的可能；（5）接地處故障電流高，所以繼電裝置迅速動(dòng)作，線路選擇沒有問題；（6）消弭五次諧波電壓下的電弧地，避免事件擴(kuò)大到短路。（7）故障接地點(diǎn)可迅速被清除，過電壓值低，可消除諧振過電壓現(xiàn)象?？山档碗娎|絕緣等級(jí)的要求，也可降低電氣設(shè)備的絕緣等級(jí)要求。但由于電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)由小電阻接地而接地電阻很小，故障電流可達(dá)數(shù)百數(shù)千，乃至更高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于所允許的安全值，所以也會(huì)給電力系統(tǒng)帶來很多困難，如故障時(shí)接

40、地電流太大，容易擴(kuò)大事故。當(dāng)電力電纜發(fā)生單相接地故障時(shí)，超弧可能危及相鄰電纜，數(shù)百安培的接地電流將引起電位升高，遠(yuǎn)高于安全的允許值，給低電壓設(shè)備、通信路線、電子設(shè)備的人身安全帶來風(fēng)險(xiǎn)，電流過大時(shí)，因?yàn)殡娮璁a(chǎn)生的熱容與地電流的平方成正比，會(huì)造成困難（制造電阻器），對(duì)操作也造成不便16。2.3.2 中電阻接地系統(tǒng)中電阻接地系統(tǒng)克服了中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地方法的缺點(diǎn)，同時(shí)擁有著它的優(yōu)點(diǎn)。在原理上，中電阻接地基本上與小電阻接地相同，界線之間沒有嚴(yán)格的區(qū)別，在許多區(qū)域這兩種接地方法統(tǒng)稱為小電阻接地，然而，接地電阻的有大有小，接地故障電流也有高有低。對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)：(1)接地阻值選擇的時(shí)候，要保證電阻的接

41、地電流ir=（11.5）ic，將過壓幅度限定在小于正常相電壓的2.6倍（該值是高壓電機(jī)可承受的最大過電壓倍數(shù)）17。(2)從人員設(shè)備安全來看，接地故障電流不能過大，應(yīng)該控制在100a左右。當(dāng)電網(wǎng)電流大于100a時(shí)，需要采取措施，使其降低到100a以下。雖然中性點(diǎn)經(jīng)中電阻接地方法的故障接地電流小于小電阻接地方式的故障接地電流，但是依然存在不足。由于中電阻接地系統(tǒng)的ic和ir相差不大，繼電器保護(hù)會(huì)受到影響。2.3.3 高電阻接地系統(tǒng)采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻或者中電阻接地法，當(dāng)一相發(fā)生故障接地后由于接地的阻容性電流在幾百安以上，從而使保護(hù)裝置能夠迅速跳閘，提高了保護(hù)裝置的動(dòng)作靈活度和選擇性；另一方面，采用

42、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻或者中電阻接地法能夠降低電力系統(tǒng)的絕緣老化現(xiàn)象，從而提高了電力系統(tǒng)以及用電設(shè)備的可靠性；此外這種方式還能消除間歇性電弧引起的過電壓現(xiàn)象。該接地方式適用于以電纜線路為主，不容易發(fā)生瞬時(shí)性單相接地故障且系統(tǒng)電容電流比較大的城市配電網(wǎng)、發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)及工礦企業(yè)配電系統(tǒng)18。在船舶高壓電力系統(tǒng)中，正是因?yàn)楦邏弘娏ο到y(tǒng)，所以一旦一相發(fā)生故障而導(dǎo)致接地后就會(huì)產(chǎn)生超高的接地電流。這種情況下由于保護(hù)設(shè)備過于靈敏，所以在某種程度上容易使船舶發(fā)生事故；另一方面，產(chǎn)生過高的接地電流容易對(duì)船上的人身安全產(chǎn)生巨大威脅，并且對(duì)船上的用電設(shè)備損害也不小。提高接地電阻的阻值，使單相接地故障時(shí)的接地故障電流小于

43、10a，由于故障電流較小，系統(tǒng)將允許帶故障運(yùn)行2小時(shí)，提高了供電可靠性，又由于電阻既是耗能元件，又是電容電荷釋放元件和諧振的阻壓元件，因此，中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地方式能防止諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓，減少電弧接地過電壓的危險(xiǎn)性，并使接地故障選線裝置變得簡(jiǎn)單而有效，對(duì)臨近通信線路的干擾也較弱19。高電阻接地的主要優(yōu)點(diǎn)是：在使用中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地技術(shù)時(shí)，當(dāng)一相導(dǎo)線產(chǎn)生故障而導(dǎo)致接地后能夠使單相接地的故障電流被控制在小于10a左右，所以在船舶高壓電力系統(tǒng)中面對(duì)高電壓，一旦發(fā)生單相接地事故不至于接地電流過大對(duì)船員人身安全以及船舶設(shè)備產(chǎn)生過大的影響。此外，通過調(diào)節(jié)高電阻使其電容電流小于容阻性電流不但能

44、使保護(hù)裝置的靈敏度和選擇性得到提高，而且還能帶故障運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)左右提高了運(yùn)行可靠性而不像采用中小電阻那樣使保護(hù)裝置過于敏感，一旦故障立馬跳閘。另一方面采用高電阻和采用中小電阻一樣能夠消除間歇性電弧引起的過電壓和諧振過電壓。對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地法的缺點(diǎn)就是由于其本身的某些特性致使這種中性點(diǎn)接地技術(shù)的推廣受到限制，在本文中將不再給出解釋。對(duì)于船舶高壓電力系統(tǒng)來說，中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地技術(shù)既能夠保證高壓電力系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下的供電連續(xù)性，又能夠很好的解決船舶上設(shè)備保護(hù)以及船員人身安全等一系列問題。3中性點(diǎn)接地方式的綜合比較及阻值的選取幾種接地方式的特點(diǎn)3.1.1 中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地方式

45、，即中性點(diǎn)對(duì)地絕緣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，不需任何附加設(shè)備，投資省。對(duì)于中性點(diǎn)不接地方法用在船舶低壓電力系統(tǒng)算是再合適不過了，但是當(dāng)其用于船舶高壓電力系統(tǒng)時(shí)，一相出現(xiàn)故障接地使其接地電容電流變的挺大，因此需要一系列的接地保護(hù)裝置。常用的接地保護(hù)裝置有：絕緣檢測(cè)裝置、零序電流維護(hù)裝置、零序方向維護(hù)裝置。零序電流維護(hù)裝置。用于船舶高壓電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地技術(shù)出現(xiàn)一相導(dǎo)線故障導(dǎo)致接地后，保護(hù)電路防止被燒毀。因?yàn)榘l(fā)生接地故障后，接地點(diǎn)處相對(duì)于正常狀態(tài)下零序電流會(huì)大很多，這樣會(huì)對(duì)線路產(chǎn)生惡劣的影響燒毀線路。安裝零序電流保護(hù)裝置，使其設(shè)置的電流略大于線路額定電流，當(dāng)線路中的電流升高時(shí)該裝置就會(huì)動(dòng)作起到保

46、護(hù)的作用。零序方向維護(hù)裝置。根據(jù)故障和非故障電路始端的不同零序電流流向來對(duì)零序方向進(jìn)行保護(hù)，優(yōu)點(diǎn)在于其可選擇性20。絕緣檢測(cè)裝置。中性點(diǎn)不接地技術(shù)在正常工作狀態(tài)下，其中性點(diǎn)處的電壓相量之和為零，當(dāng)一相出現(xiàn)接地故障后則中性點(diǎn)處的電壓相量之和就不再是零，導(dǎo)致形成零序電流。絕緣檢測(cè)裝置就是利用這一現(xiàn)象通過電壓互感器來反應(yīng)是否出現(xiàn)接地故障從而及時(shí)的采取措施解決問題。中性點(diǎn)不接地技術(shù)由于其本身特點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于船舶低壓電力系統(tǒng)，在當(dāng)今船舶上被普遍采用。而對(duì)于當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展，船舶的用電總?cè)萘刻嵘南喈?dāng)迅速，因此也可以說是船舶電力系統(tǒng)被迫將采用船舶高壓電力系統(tǒng)，但對(duì)于中性點(diǎn)不接地技術(shù)在船舶高壓電力系統(tǒng)中也露

47、出了不少的弊端，所以就導(dǎo)致這一中性點(diǎn)接地技術(shù)在船舶高壓電力系統(tǒng)的路上算是走向了盡頭。3.1.2 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)在相關(guān)中性點(diǎn)接地中，直接接地與其他接地方式相對(duì)比，是最為簡(jiǎn)單的。在發(fā)生單相接地短路故障的情況下，直接接地對(duì)于降低系統(tǒng)的電弧過電壓是非常有效的，但是會(huì)產(chǎn)生非常大的接地電流是它存在的致命缺點(diǎn)，對(duì)船員和設(shè)備的安全具有很大的威脅。因此船舶高壓電力系統(tǒng)在選擇接地的方式上時(shí)幾乎不會(huì)采用直接接地。3.1.3 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)通過上述中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地法的分析，我們可以看出通過使用消弧線圈,經(jīng)過電感線圈產(chǎn)生的感性電流對(duì)接地容性電流補(bǔ)償后，能夠?qū)⒔拥仉娏鹘档偷?0a以內(nèi)，使電弧得到熄滅，從

48、而可以有效的防止接地電容電流產(chǎn)生的過電壓現(xiàn)象。另一方面由于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地法包含了中性點(diǎn)不接地技術(shù)，所以在船舶高壓電力系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生一相故障出現(xiàn)接地時(shí)，雖然各相導(dǎo)線上的相電壓被提高到線電壓，即變?yōu)樵瓉淼谋?，原來的中性點(diǎn)處對(duì)地電位也被提高到了相電壓，但是各相導(dǎo)線之間的線電壓是沒有改變的，即線電壓的大小和相位都和之前是一致的，并沒有發(fā)生改變。因此還可以繼續(xù)維持用電設(shè)備短時(shí)工作2小時(shí)，也算是提高了供電的穩(wěn)定可靠性。通過消弧線圈補(bǔ)償以后，接地容性電流變小了，因此所產(chǎn)生的不穩(wěn)定磁場(chǎng)對(duì)通訊系統(tǒng)的干擾等方面都得到了很好的改善。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式在內(nèi)部的原理上就已經(jīng)保護(hù)了船舶高壓電力系統(tǒng)，防止其受到

49、破壞。因此可以說是一種安全系數(shù)挺高的中性點(diǎn)接地技術(shù)了。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地法的缺點(diǎn)：中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地法在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)消弧線圈產(chǎn)生的感性電流和接地容性電流完全補(bǔ)償是不存在的，是不可能的。因?yàn)樵诖案邏弘娏ο到y(tǒng)的線路中存在著導(dǎo)線電阻、漏電阻、接地點(diǎn)的電阻、變壓器和電抗器的有功損耗等，從而導(dǎo)致一個(gè)不太大的剩余電流在接地故障點(diǎn)處流過。另一方面，由于電容規(guī)格不一致或者由于某些因素導(dǎo)致三相導(dǎo)線中的分布電容不一致或者是一相導(dǎo)線出現(xiàn)斷線的問題，就會(huì)導(dǎo)致消弧線圈和分布電容出現(xiàn)串聯(lián)諧振，從而使中性點(diǎn)處生產(chǎn)出一個(gè)很危險(xiǎn)的高電位。這是中性點(diǎn)采用消弧線圈接地法的缺點(diǎn)之一，也是為什么要采用過補(bǔ)償法的原因。目前運(yùn)行在

50、配電網(wǎng)中的消弧線圈的結(jié)構(gòu)多為手動(dòng)調(diào)匝，必須退出運(yùn)行才能調(diào)整，且在線實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)單相接地電容電流的設(shè)備很少，因此消弧線圈在運(yùn)行中不能根據(jù)電容電流的變化及時(shí)地進(jìn)行調(diào)節(jié)，不能很好的起到補(bǔ)償作用21。另一方面，由于用電抗器（消弧線圈）補(bǔ)償了接地電容電流，從而使總的接地電流變小了。雖然這是一個(gè)好事，但是也加大了船舶高壓電力系統(tǒng)的運(yùn)行復(fù)雜程度，并且由于電流過小就使得保護(hù)裝置動(dòng)作不靈活，就不能采用普通的保護(hù)裝置而采用更先進(jìn)靈活的保護(hù)裝置，而這就使得投資成本變高，經(jīng)濟(jì)性變差。3.1.4 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻或者中電阻接地法，當(dāng)一相發(fā)生故障接地后由于接地的阻容性電流在幾百安以上，從而使保護(hù)

51、裝置能夠迅速跳閘，提高了保護(hù)裝置的動(dòng)作靈活度和選擇性；另一方面，采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻或者中電阻接地法能夠降低電力系統(tǒng)的絕緣老化現(xiàn)象，從而提高了電力系統(tǒng)以及用電設(shè)備的可靠性；此外這種方式還能消除間歇性電弧引起的過電壓現(xiàn)象。該接地方式適用于以電纜線路為主，不容易發(fā)生瞬時(shí)性單相接地故障且系統(tǒng)電容電流比較大的城市配電網(wǎng)、發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)及工礦企業(yè)配電系統(tǒng)22。在船舶高壓電力系統(tǒng)中，正是因?yàn)楦邏弘娏ο到y(tǒng)，所以一旦一相發(fā)生故障而導(dǎo)致接地后就會(huì)產(chǎn)生超高的接地電流。這種情況下由于保護(hù)設(shè)備過于靈敏，所以在某種程度上容易使船舶發(fā)生事故；另一方面，產(chǎn)生過高的接地電流容易對(duì)船上的人身安全產(chǎn)生巨大威脅，并且對(duì)船上的用電設(shè)

52、備損害也不小。中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地法的優(yōu)缺點(diǎn)：在使用中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地技術(shù)時(shí)，當(dāng)一相導(dǎo)線產(chǎn)生故障而導(dǎo)致接地后能夠使單相接地的故障電流被控制在小于10a左右，所以在船舶高壓電力系統(tǒng)中面對(duì)高電壓，一旦發(fā)生單相接地事故不至于接地電流過大對(duì)船員人身安全以及船舶設(shè)備產(chǎn)生過大的影響。此外，通過調(diào)節(jié)高電阻使其電容電流小于容阻性電流不但能使保護(hù)裝置的靈敏度和選擇性得到提高，而且還能帶故障運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)左右提高了運(yùn)行可靠性而不像采用中小電阻那樣使保護(hù)裝置過于敏感，一旦故障立馬跳閘。另一方面采用高電阻和采用中小電阻一樣能夠消除間歇性電弧引起的過電壓和諧振過電壓。對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地法的缺點(diǎn)就是由于其本身的某些特性致

53、使這種中性點(diǎn)接地技術(shù)的推廣受到限制，在本文中將不再給出解釋。對(duì)于船舶高壓電力系統(tǒng)來說，中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地技術(shù)既能夠保證高壓電力系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下的供電連續(xù)性，又能夠很好的解決船舶上設(shè)備保護(hù)以及船員人身安全等一系列問題。各種接地方式的比較分析3.2.1 影響因素方面的比較從電源的不間斷供電方面來看，中性點(diǎn)不接地、經(jīng)高電阻接地、經(jīng)消弧線圈接地等各種系統(tǒng)中，單相故障接地處的電流非常弱，幾乎大部分接地處故障部可以自動(dòng)消失，并且發(fā)生永久故障時(shí)也不會(huì)使系統(tǒng)斷電。通過中小阻抗接地系統(tǒng)，斷路器經(jīng)常跳閘，必須采取補(bǔ)救措施來提高電源可靠性。從接地故障處的過電壓來看，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地和經(jīng)

54、消弧線圈接地或不接地系統(tǒng)，正常的相電壓增加，很容易導(dǎo)致兩相短路；并且消弧線圈在這個(gè)過程中也可能生成諧振過電壓；中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，容易產(chǎn)生間歇性電弧過電壓；但是這種過電壓可以有效的被低電阻接地系統(tǒng)控制。從人員安全來看，不接地系統(tǒng)生成的間歇電弧，會(huì)產(chǎn)生很大的電流流入地面，在船上這種情況，對(duì)船員安全威脅很大。相比來看，經(jīng)電阻接地系統(tǒng)比較安全，首先中、小電阻接地系統(tǒng)故障時(shí)間非常短，而高電阻接地系統(tǒng)產(chǎn)生的電流小，對(duì)船員安全不會(huì)造成很大的威脅。從繼電保護(hù)方面，大接地電流可以提高靈敏度的保護(hù)，并且小的接地電流難以保證繼電器的靈敏度和選擇性。選擇合適的接地電阻值，可以確保中性點(diǎn)由高阻抗接地系統(tǒng)的繼電器的靈敏度

55、、可靠性23。不同接地方式對(duì)系統(tǒng)性能的影響如下表3.1各種接地方式對(duì)系統(tǒng)性能的影響：表3.1各種接地方式對(duì)比表table 3.1 comparison tables for various grounding methods序號(hào)比較項(xiàng)目直接接地低電阻高電阻不接地1接地電流較大中間狀態(tài)較小1%i（三相短路電流）2暫時(shí)性接地故障后果跳斷路器中間狀態(tài)不立即跳斷路器產(chǎn)生電弧3連續(xù)供電不能保證中間狀態(tài)較好較好4接地故障的繼電保護(hù)簡(jiǎn)單可靠中間狀態(tài)困難、不可靠困難、不可靠5電弧接地過電壓可不考慮可通過改變阻值調(diào)節(jié)可通過改變阻值調(diào)節(jié)可能很高6電弧接地故障延續(xù)時(shí)間短中間狀態(tài)較長長7設(shè)備絕緣等級(jí)低較低較高高8系統(tǒng)

56、運(yùn)行要求簡(jiǎn)單由于繼電保護(hù)的困難，有時(shí)比較復(fù)雜9斷路器的工作條件動(dòng)作次數(shù)多較少動(dòng)作次數(shù)少動(dòng)作次數(shù)少10故障點(diǎn)附近的生命危險(xiǎn)危險(xiǎn)大、幾率小較大較小小11中性點(diǎn)設(shè)備及接地費(fèi)用較低中性點(diǎn)電阻價(jià)格高無在系統(tǒng)中，從有效的保證對(duì)設(shè)備不間斷的輸送電力一方面來看，中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式可以做到；另一方面從人身安全和設(shè)備的保護(hù)角度來看，尤其是在船舶高壓電力系統(tǒng)中，中性點(diǎn)必須接地。對(duì)各種接地方式進(jìn)行比較后，中性點(diǎn)高阻抗接地方式在供電的連續(xù)性和保證生命安全方面有更大的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)這些技術(shù)難題的解決更符合實(shí)際情況，所以船舶高壓電力系統(tǒng)采取中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地系統(tǒng)是最好的選擇。3.2.3 接地電阻值的選擇如何選擇中性點(diǎn)電阻的阻值，從不同的方面考慮，得到的結(jié)果也不同，原則能夠概括為三種：（1）控制其對(duì)通信的滋擾程度；（2）控制因?yàn)殚g歇性電弧所引起的過電壓影響；（3）控制單相故障接地電流最大值不超過短路電流。阻值是由間歇性的電弧接地所引起的過電壓極限中選出