中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)介紹

1、中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地電力系統(tǒng)特性分析熱 作者：羅 海 | 轉(zhuǎn)貼自：本站原創(chuàng) | 點(diǎn)擊數(shù)：1168 | 更新時(shí)間：2008-4-21 | 文章錄入：imste   2007年 第 6 期                    (內(nèi)蒙古技師培訓(xùn)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特

2、 010051)摘 要：本文論述了中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)正常運(yùn)行和故障運(yùn)行時(shí)的特性。關(guān)鍵詞：中性點(diǎn)；接地；消弧線圈；電力系統(tǒng)中圖分類號(hào)：TM711  文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A  文章編號(hào)：10076921(2007)06010102      電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)是指發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)，從電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性和人身安全等方面考慮，中性點(diǎn)常采用不接地，經(jīng)消弧線圈接地、直接接地和經(jīng)低電阻接地四種運(yùn)行方式，我國(guó)366KV系統(tǒng)，一般采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式。1 中性點(diǎn)不

3、接地電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的電路圖和相量圖如圖1所示：      設(shè)三相系統(tǒng)的電源電壓和電路參數(shù)都對(duì)稱，每相與地之間的分布電容用一個(gè)集中電容C來(lái)表示，線間電容忽略。      系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三個(gè)相電壓UA、UB、UC對(duì)稱，三個(gè)相的對(duì)地電容電流ICO也對(duì)稱，其相量和均為O，中性點(diǎn)對(duì)地電壓為O，各相對(duì)地電壓就是相電壓。      系統(tǒng)的線電壓大小和相位差仍保持不變。接在線電壓上的用電設(shè)備仍能正常工作。但這種單相接地狀

4、態(tài)不允許長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。因?yàn)橄到y(tǒng)單相接地后長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行可能造成非故障相絕緣薄弱處被擊穿，形成相間短路，產(chǎn)生很大的短路電流，從而損壞線路及用電設(shè)備；此外，較大的單相接地電容電流會(huì)在接地點(diǎn)引起電弧，穩(wěn)定電弧可燒壞設(shè)備，引起相間短路，間歇電弧可產(chǎn)生間歇電弧過(guò)電壓，威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，我國(guó)電力規(guī)程規(guī)定，中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間不應(yīng)超過(guò)2h。      中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)都應(yīng)裝設(shè)單相接地保護(hù)裝置或絕緣監(jiān)測(cè)裝置，在系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員采取措施，排除故障。2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)

5、      在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，當(dāng)單相接地電容電流超過(guò)一定數(shù)值時(shí)（310KV系統(tǒng)中接地電流30A，20KV以上系統(tǒng)中接地電流10A），在接地點(diǎn)將產(chǎn)生電弧，引起危險(xiǎn)的間歇過(guò)電壓，因此須采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的措施來(lái)減小這一接地電流，熄滅電弧，避免過(guò)電壓的產(chǎn)生。這種接地方式就是中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。如圖3所示：圖3 一相接地時(shí)的中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)2.1 消弧線圈的工作原理      系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，由于三相電壓、電流對(duì)稱，中性點(diǎn)對(duì)地電位為0，線圈上電壓為0，線圈中沒(méi)有電流流過(guò)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單

6、相接地時(shí)，流過(guò)接地點(diǎn)的電流是接地電容電流IC與流過(guò)線圈的電感電流IL之和。由于IC超前UC90°，而IL滯后UC90°，IC與IL相位相反，在接地點(diǎn)相互補(bǔ)償。只要消弧線圈電感量選取合適，就會(huì)使接地電流減小到小于發(fā)生電弧的最小生弧電流，電弧就不會(huì)產(chǎn)生，也就不會(huì)產(chǎn)生間歇過(guò)電壓。2.2 消弧線圈的補(bǔ)償方式      根據(jù)消弧線圈中電感電流對(duì)接地電容電流的補(bǔ)償程度不同，可以分為全補(bǔ)償，欠補(bǔ)償和過(guò)補(bǔ)償三種補(bǔ)償方式。 全補(bǔ)償：      當(dāng)IL=IC（L=1/3C）時(shí)，接地點(diǎn)的

7、電流為O，這種補(bǔ)償稱全補(bǔ)償。從補(bǔ)償觀點(diǎn)來(lái)看，全補(bǔ)償應(yīng)該是最好的，但實(shí)際上不采用這種方式。因?yàn)橄到y(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，各相對(duì)地電壓不完全對(duì)稱，中性點(diǎn)對(duì)地之間有一定電壓，此電壓可能引起串聯(lián)諧振過(guò)電壓，危及電網(wǎng)的絕緣。2.2.2 欠補(bǔ)償：      當(dāng)ILIC，即感抗大于容抗時(shí)，接地點(diǎn)尚有未補(bǔ)償?shù)碾娙蓦娏?，這種補(bǔ)償稱欠補(bǔ)償。這種補(bǔ)償方式也很少采用。因?yàn)樵谇费a(bǔ)償運(yùn)行時(shí)，如果切除部分線路（對(duì)地電容減小，容抗增大IC減?。?，或系統(tǒng)頻率降低（感抗減小IL增大，容抗增大IC減?。?，都有可能使系統(tǒng)變?yōu)槿a(bǔ)償，出現(xiàn)電壓串聯(lián)諧振過(guò)電壓。2.2.3 過(guò)補(bǔ)償： 

8、60;    當(dāng)ILIC即感抗小于容抗時(shí)，接地點(diǎn)出現(xiàn)多余的電感電流，這種補(bǔ)償稱過(guò)補(bǔ)償。過(guò)補(bǔ)償可以避免出現(xiàn)上述的過(guò)電壓，因此得到廣泛應(yīng)用。因?yàn)镮LIC，消弧線圈留有一定的裕度，也有利于將來(lái)電網(wǎng)發(fā)展。采用過(guò)補(bǔ)償，補(bǔ)償后的殘余電流一般不超過(guò)510安培。運(yùn)行實(shí)踐也證明，不同電壓等級(jí)的電網(wǎng)，只要?dú)堄嚯娏鞑怀^(guò)允許值（6KV電網(wǎng)，殘余電流30A、10KV電網(wǎng)，殘余電流20A、35KV電網(wǎng)，殘余電流10A）接地電弧就會(huì)自動(dòng)熄滅。      中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)一樣，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地相電壓為零，三

9、個(gè)線電壓不變，其他兩相對(duì)地電壓也將升高KF(3KF)倍。因此，發(fā)生單相接地故障時(shí)的運(yùn)行時(shí)間也同樣不允許超過(guò)2h。 一、變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn) （）供電可靠性較高 當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，三相線電壓和相電流變化甚小。由于不構(gòu)成短路回路，單相接地電流對(duì)用戶供電影響不大。但是，必須在較短時(shí)間（一般2小時(shí)）內(nèi)迅速清除故障，以免故障擴(kuò)大。由于短時(shí)間內(nèi)不致跳閘，供電可靠性較高。 （二）對(duì)通信和信號(hào)系統(tǒng)的干擾小 當(dāng)三相基本對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，電力線對(duì)周圍空間形成的電磁場(chǎng)不大，不會(huì)對(duì)通訊和信號(hào)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾影響。同理，由于變壓器中性點(diǎn)不接地的電路單相接地電流較小，對(duì)鄰近的通訊線路和信號(hào)系統(tǒng)等弱電干擾也

10、較小。對(duì)于農(nóng)電網(wǎng)中心點(diǎn)不接地小系統(tǒng)單相接地電弧均能自動(dòng)熄滅。 二、變壓器中點(diǎn)不接地的缺點(diǎn) （）絕緣水平要求高 單相接地時(shí)，非故障相對(duì)地電壓升高3倍所以，在這種電網(wǎng)中的設(shè)備絕緣水平高和費(fèi)用大。 （二）存在弧光接地過(guò)電壓的危險(xiǎn) 單相接地電流不大時(shí)，電流流過(guò)零值時(shí)的電弧將自行熄滅，故障消失；單相接地電流大于30安時(shí)，產(chǎn)生穩(wěn)定電弧，將形成持續(xù)性弧光接地，將會(huì)損壞設(shè)備并導(dǎo)致兩相甚至三相短路；當(dāng)接地電流大于10安小于30安時(shí)，有可能產(chǎn)生一種不穩(wěn)定的間歇性電弧，隨之將出現(xiàn)弧光過(guò)電壓，幅值可達(dá)25至3倍相電壓，足以危及整個(gè)電網(wǎng)的絕緣。在變壓器的中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線圈形成的電感電流與電容電流相補(bǔ)償，將使接地電流限止，甚至近于零，從而消除了接地處的電弧以及由它產(chǎn)生和危害。 （三）接地繼電保護(hù)的選擇困難 因而要實(shí)現(xiàn)靈敏的有選擇性的保護(hù)就比較困難，特別是經(jīng)消弧線圈接地的電力網(wǎng)更困難 （四）斷線可能引起諧振過(guò)電壓 導(dǎo)線的開(kāi)斷、開(kāi)關(guān)不同期切合和熔斷器不同期熔斷將引起鐵磁諧振過(guò)電壓。由斷線引起的諧振過(guò)電壓可能導(dǎo)致避雷器爆炸，負(fù)載變壓器的相序反傾和電氣設(shè)備絕緣閃絡(luò)等現(xiàn)象。 （五）電磁式電壓互感器的諧振過(guò)電壓 由于電網(wǎng)參數(shù)不對(duì)稱，出現(xiàn)中性點(diǎn)位移，常會(huì)引起鐵磁諧振過(guò)電壓，使電磁式電壓互感器的高壓保險(xiǎn)絲頻繁熔斷，或造成互感器本身的