电力系统中性点的运行方式.ppt

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1、电力系统中性点的运电力系统中性点的运行方式行方式1 1、中性点不接地的电力系统、中性点不接地的电力系统正常运行时，系统的三相电压对称，三相导线对地电容电正常运行时，系统的三相电压对称，三相导线对地电容电正常运行时，系统的三相电压对称，三相导线对地电容电正常运行时，系统的三相电压对称，三相导线对地电容电流也对称，其电路图和相量图如图流也对称，其电路图和相量图如图流也对称，其电路图和相量图如图流也对称，其电路图和相量图如图1-71-7所示所示所示所示。图图1-7 中性点不接地系统正常运行时的电路图和相量图中性点不接地系统正常运行时的电路图和相量图a）电路图）电路图 b）相量图）相量图中性点对地电压

2、中性点对地电压 U U0 0=0=0 当系统发生当系统发生A相接地故障时相接地故障时,A相对地电压降为零，相当于在中相对地电压降为零，相当于在中性点叠加上一个零序电压性点叠加上一个零序电压U0=-UA.其电路图和相量图如图其电路图和相量图如图1-8所示所示。在数值上在数值上图图1-8 中性点不接地系统发生中性点不接地系统发生A相接地故障时的电路图和相量图相接地故障时的电路图和相量图a）电路图）电路图 b）相量图）相量图流过故障点的接地电流为：流过故障点的接地电流为：数值上：数值上：单相接地电流（电容电流）的经验公式：单相接地电流（电容电流）的经验公式：式中，、式中，、分别为架空线路和电缆线路的

3、总长度（分别为架空线路和电缆线路的总长度（km）。）。由于中性点不接地系统发生单相接地时的接地电流较小，所以，这种系统又称小电流接地系统 特点特点特点特点绝缘投资大。绝缘投资大。单相故障时，非故障相对地电压升为相电压单相故障时，非故障相对地电压升为相电压的的 倍，为确保设备的绝缘安全，系统相对地绝缘按线电压倍，为确保设备的绝缘安全，系统相对地绝缘按线电压设计，中性点绝缘按相电压设计。设计，中性点绝缘按相电压设计。缺点缺点缺点缺点 运行可靠性高。运行可靠性高。发生单相故障时，电力网的线电压仍然对称，用户的三发生单相故障时，电力网的线电压仍然对称，用户的三相用电设备仍能照常运行一段时间。但运行时间

4、不能太长，以免另一相又发相用电设备仍能照常运行一段时间。但运行时间不能太长，以免另一相又发生接地故障时形成两相接地短路生接地故障时形成两相接地短路。优点优点优点优点单相接地电流小于单相接地电流小于单相接地电流小于单相接地电流小于30A30A的的的的310kV310kV电力网；电力网；电力网；电力网；单相接地电流小于单相接地电流小于单相接地电流小于单相接地电流小于10A10A的的的的35kV35kV电力网。电力网。电力网。电力网。适用范围适用范围适用范围适用范围中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压不变，而中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压不变，而非故障相对地电压升高到原来相电压的非

5、故障相对地电压升高到原来相电压的 倍倍 。单相接地电流等于正常时单相对地电容电流的单相接地电流等于正常时单相对地电容电流的3倍。倍。2 2、中性点经消弧线圈接地的电力系统、中性点经消弧线圈接地的电力系统 图图1-9 中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时的电路图和相量图中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时的电路图和相量图a）电路图）电路图 b）相量图）相量图当中性点不接地系统的单相接地电流较大时，将产生间歇当中性点不接地系统的单相接地电流较大时，将产生间歇性电弧而引起弧光接地过电压，甚至发展成多相短路。为此，性电弧而引起弧光接地过电压，甚至发展成多相短路。为此，可采用中性点经消弧线圈

6、接地的方式，如图可采用中性点经消弧线圈接地的方式，如图1-9所示所示。消弧圈 特点：特点：特点：特点：运行可靠性高，但绝缘投资大。运行可靠性高，但绝缘投资大。运行可靠性高，但绝缘投资大。运行可靠性高，但绝缘投资大。适用范围：适用范围：适用范围：适用范围：单相接地电流大于单相接地电流大于单相接地电流大于单相接地电流大于30A30A的的的的310kV310kV电力网；电力网；电力网；电力网；单相接地电流大于单相接地电流大于单相接地电流大于单相接地电流大于10A10A的的的的35kV35kV电力网。电力网。电力网。电力网。在电力系统中一般采在电力系统中一般采用过补偿运行方式用过补偿运行方式 消弧线圈

7、的补偿方式消弧线圈的补偿方式消弧线圈的补偿方式消弧线圈的补偿方式全补偿全补偿全补偿全补偿:欠补偿欠补偿欠补偿欠补偿:过补偿过补偿过补偿过补偿:在中性点经消弧圈接地的三相系统中，与中性点不接地的在中性点经消弧圈接地的三相系统中，与中性点不接地的系统一样，允许在发生单相接地故障时暂时继续运行系统一样，允许在发生单相接地故障时暂时继续运行2h。在此期间内，应积极查找故障，切除故障。暂时无法切除在此期间内，应积极查找故障，切除故障。暂时无法切除故障时，应设法将负荷转移到备用线路中。故障时，应设法将负荷转移到备用线路中。3 3、中性点直接接地的电力系统、中性点直接接地的电力系统 中性点直接接地的三相系统

8、称为大电流接地系统。这种系统发生单相接地时，通过接地点的短路电流很大，会烧坏电气设备。因此，在发生单相接地故障后，电网不能继续运行，此时，继电保护应瞬时动作，使断路器跳闸，及时切除故障。图图1-10 中性点直接接地系统的电力系统示意图中性点直接接地系统的电力系统示意图 节约绝缘投资。节约绝缘投资。发生发生单相短路时，非故障相对单相短路时，非故障相对地电压不变，电气设备绝地电压不变，电气设备绝缘水平可按相电压考虑。缘水平可按相电压考虑。因此，我国因此，我国110kV及以上及以上的电力系统基本上都采用的电力系统基本上都采用中性点直接接地的方式中性点直接接地的方式。特点：特点：特点：特点：中性点始终

9、保持零电位。中性点始终保持零电位。中性点始终保持零电位。中性点始终保持零电位。优点优点优点优点二、低压配电系统的接地型式二、低压配电系统的接地型式二、低压配电系统的接地型式二、低压配电系统的接地型式我国我国220/380V220/380V低压配电系统，广泛采用中性点直接接低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线（地的运行方式，而且引出有中性线（N N），保护线），保护线（PEPE）或保护中性线（）或保护中性线（PENPEN）。）。中性线（中性线（中性线（中性线（NN）的功能）的功能）的功能）的功能：一是用来接用额定电压为系统：一是用来接用额定电压为系统相电压的单相用电设

10、备；二是用来传导三相系统中的相电压的单相用电设备；二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是减小负荷中性点的电位不平衡电流和单相电流；三是减小负荷中性点的电位偏移。偏移。保护线（保护线（PEPE）的功能）的功能：用来保障人身安全、防止发生用来保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。触电事故用的接地线。保护中性线（保护中性线（PENPEN）的功能）的功能：兼有中性线和保护线的功：兼有中性线和保护线的功能，这种保护中性线在我国通常叫能，这种保护中性线在我国通常叫“零线零线”，俗称，俗称“地线地线”。低压配电系统按接地型式，分低压配电系统按接地型式，分TNTN系统、系统、TTTT系统和系统

11、和ITIT系统。系统。2）TT系统：中性点直接接地，设备外壳单独接地。3）IT系统：中性点不接地，设备外壳单独接地。主要用于对连续供电要求较高及有易燃易爆危险的场所。1）TN系统：中性点直接接地，所有设备的外露可导电部分均接公共的保护线(PE线)或公共的保护中性线(PEN线)。这种接公共PE线或PEN线的方式，通称为“接零”。包括：TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统，如图a、b、c所示。其中：其中：N线与保线与保护线护线PE线合并线合并为一根为一根PEN线。线。其中：其中：N线和保线和保护线全部分开。护线全部分开。该系统的前半部该系统的前半部分为分为TNTNC C系系统统,而后边为为

12、而后边为为TN-STN-S系统。系统。1.4 电力系统的电压与电能质量三、电能质量三、电能质量电压偏差是指用电设备的实际电压与额定电压之差，用占额定电压的百分数来表示 电能质量是指电压、频率和波形的质量。主要指标有频率偏差、电压偏差、电压波动和闪变等等n频率偏差额定频率：50Hz允许偏差：电网容量3000MW及以上者，0.2 Hz；电网容量3000MW以下者，0.5 Hz。n电压偏差1212电压偏差的危害电压偏差的危害白炽灯：电压低时，寿命延长，但发光效率降低，照度下降；电压高时，发光效率增加，但使用寿命大大缩短。，电压低时，转矩将急剧减小，电流由于电动机：增大，使电动机绕组绝缘过热受损，缩短

13、使用寿命。电压偏差的允许值电压偏差的允许值F35kV及以上电压供电的用户：5%F10 kV及以下高压供电和低压电力用户：7%F低压照明用户：+5%10%1313n电压波动与闪变 电压波动是指电网电压短时、快速的变动，用电压最大值与最小值之差对电网额定电压的百分比表示，即 正确选择变压器的电压分接头或采用有载调压变压器；合理减少系统的阻抗；尽量保持系统三相负荷平衡；改变系统的运行方式；采用无功功率补偿设备等。电压调整的措施电压调整的措施电压波动产生的原因：电压波动产生的原因：是由负荷急剧变动引起的。闪变是指人眼对因电压波动引起灯闪的一种主观感觉，引起灯闪的电压称为闪变电压。电压波动的允许值电压波

14、动的允许值使电动机无法正常起动，引起同步电动机转子振动；使某些电子设备无法正常工作；使照明灯发生明显的闪烁现象等。F10 kV及以下电网：2.5%F35110 kV电网：2%电压波动的危害电压波动的危害1515对负荷变动剧烈的大型电气设备，采用专线或专用变压器供电；增大供电容量，减小系统阻抗；增加系统的短路容量或提高供电电压；在电压波动严重时减少或切除引起电压波动的负荷；对大型冲击性负荷，可装设能吸收冲击无功功率的静止型无功补偿装置（SVC）。电压波动的抑制电压波动的抑制n三相电压不平衡度 指三相系统中三相电压的不平衡程度，用电压负序分量有效值与正序分量有效值的百分比来表示，即影响变换器及其控制系统的正常工作并改变其设计性能，产生附加的非特征谐波分量；使旋转电机的转子受到反方向的负序旋转磁场的作用，产生双倍频率的附加电流，使电机发热甚至烧毁；使继电保护装置产生误动和拒动。F电力系统公共连接点：2%F接于公共连接点的用户：1.3%产生三相电压不平衡的原因：产生三相电压不平衡的原因：三相负荷不对称。三相电压不平衡的危害三相电压不平衡的危害三相电压不平衡的允许值三相电压不平衡的允许值降低不平衡的措施降低不平衡的措施1.均衡负荷2.正确接入照明负荷1717小结