第一節(jié)中性點不接地的三相系統(tǒng)

第一節(jié)中性點不接地的三相系統(tǒng)第一頁，共十頁，編輯于2023年，星期四教學內(nèi)容本節(jié)教學內(nèi)容一、正常運行情況二、單相接地故障三、適用范圍首頁第二頁，共十頁，編輯于2023年，星期四引言電力系統(tǒng)中性點是三相繞組作星形連接的變壓器和發(fā)電機的中性點。電力系統(tǒng)中性點與大地間的電氣連接方式，稱為電力系統(tǒng)中性點接地方式（即中性點運行方式）。電力系統(tǒng)中性點的運行方式，可分為中性點非有效接地和中性點有效接地兩大類。中性點非有效接地包括中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地和中性點經(jīng)高電阻接地的系統(tǒng)，當發(fā)生單相接地時，接地電流被限制到較小數(shù)值，故又稱為小接地電流系統(tǒng)；中性點有效接地包括中性點直接接地和中性點經(jīng)小阻抗接地的系統(tǒng)，因發(fā)生單相接地時接地電流很大，故又稱為大接地電流系統(tǒng)。我國電力系統(tǒng)廣泛采用的中性點接地方式主要有不接地，經(jīng)消弧線圈接地及直接接地三種。電力系統(tǒng)中性點接地方式與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、繼電保護和自動裝置的配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器和發(fā)電機的運行安全以及對通信系統(tǒng)的干擾等。

第三頁，共十頁，編輯于2023年，星期四一、正常運行情況

各相導線對地的電容相等并等于C，正常時各相對地電容電流的有效值也相等，且有ICU＝ICV＝ICW＝ωCUph

電力系統(tǒng)正常運行時，一般認為三相系統(tǒng)是對稱的，若三相導線經(jīng)過完全換位，則各相的對地電容相等，相對地電壓分別為：對稱電壓的作用下，各相的對地電容電流大小相等，相位相差120°，如圖（c）所示。各相對地電容電流的相量和為零，所以大地中沒有電容電流過。各相電流為各相負荷電流與相應的對地電容電流的相量和，如圖（b）所示，圖中僅畫出U相的情況。第四頁，共十頁，編輯于2023年，星期四二、單相接地故障

當W相完全接地時，故障相的對地電壓為零，即：

非故障相U相和V相的對地電壓分別為：則有：非故障相的對地電壓升高到線電壓，即升高為相電壓的倍，各相對地電壓的相量關(guān)系如圖（b）所示：系統(tǒng)三相的線電壓仍保持對稱且大小不變。因此，對接于線電壓的用電設備的工作并無影響，無須立即中斷對用戶供電。第五頁，共十頁，編輯于2023年，星期四二、單相接地故障Ｗ相接地時，W相對地電容被短接，Ｗ相的對地電容電流為零。未接地U、V相的對地電容電流的有效值為：

此時三相對地電容電流之和不再等于零，大地中有容性電流流過，并通過接地點形成回路，接地電流：單相接地故障時，流過大地的電容電流，等于正常運行時一相對地電容電流的3倍，其有效值為：

接地電流的大小與系統(tǒng)的電壓、頻率和對地電容值有關(guān)，而對地電容值又與線路的結(jié)構(gòu)（電纜或架空線、有無避雷線）、布置方式、相間距離、導線對地高度、桿塔型式和導線長度有關(guān)。單相接地電容電流的實用計算為：式中：IC—接地電容電流，A；U—系統(tǒng)的線電壓，kV；L1—架空線路的總長度，km；L2—電纜線路的總長度，km。當發(fā)生不完全接地時，即通過一定的電阻接地時，接地相的相對地電壓大于零而小于相電壓，未接地相的對地電壓大于相電壓而小于線電壓，中性點電壓大于零而小于相電壓，線電壓仍保持不變，此時的接地電流要比完全接地時小一些。第六頁，共十頁，編輯于2023年，星期四二、單相接地故障中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時產(chǎn)生的影響：

單相接地時，在接地處有接地電流流過，會引起電弧，此電弧的強弱與接地電流的大小成正比。當接地電流不大時，交流電流過零時電弧將自行熄滅，接地故障隨之消失，電網(wǎng)即可恢復正常運行；當接地電流超過一定值時，將會產(chǎn)生穩(wěn)定的電弧，形成持續(xù)的電弧接地，高溫的電弧可能損壞設備，甚至可能導致相間短路，尤其在電機或電器內(nèi)部發(fā)生單相接地出現(xiàn)電弧時最危險；接地電流小于30A而大于5～10A時，有可能產(chǎn)生一種周期性熄滅與復燃的間歇性電弧，將引起過電壓，其幅值可達2.5～3倍的相電壓，這個過電壓對于正常電氣絕緣來說應能承受，但當絕緣存在薄弱點時，可能發(fā)生擊穿而造成短路，危及整個電網(wǎng)的安全。單相接地故障時，由于線電壓保持不變，對電力用戶沒有影響，用戶可繼續(xù)運行，提高了供電可靠性。為防止由于接地點的電弧及伴隨產(chǎn)生的過電壓，引起故障范圍擴大，在這種系統(tǒng)中必須裝設交流絕緣監(jiān)察裝置，當發(fā)生單相接地故障時，立即發(fā)出絕緣下降的信號，通知運行值班人員及時處理。電力系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)程規(guī)定：在中性點不接地的三相系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，允許繼續(xù)運行的時間不得超過2ｈ，并要加強監(jiān)視。系統(tǒng)中電氣設備和線路的對地絕緣必須按能承受線電壓考慮設計，從而相應地增加了投資。

第七頁，共十頁，編輯于2023年，星期四三、適用范圍（１）3～10kV鋼筋混凝土或金屬桿塔的架空線路構(gòu)成的系統(tǒng)和所有35kV、66kV系統(tǒng)，不直接連接發(fā)電機的系統(tǒng)；當接地電流IC＜10A時；（２）3～10kV非鋼筋混凝土或非金屬桿塔的架空線路構(gòu)成的系統(tǒng)，電壓為3kV時，接地電流IC＜30A；電壓為6kV時，接地電流IC＜20A；（３）3～10kV電纜線路構(gòu)成的系統(tǒng)，接地電流IC＜30A；（４）與發(fā)電機有直接電氣聯(lián)系的3～20kV系統(tǒng)，如果要求發(fā)電機帶內(nèi)部單相接地故障運行，當接地電流不超過允許值時。第八頁，共十頁，編輯于2023年，星期四思考練習思考練習1.