電力系統(tǒng)接地方式

1、課程要求,重點(diǎn)難點(diǎn),教學(xué)內(nèi)容,思考練習(xí),第二章電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式,,,,,,,,,,,,,,,,第一節(jié) 中性點(diǎn)不接地三相系統(tǒng),課程要求,教學(xué)目標(biāo)：（1）掌握電力系統(tǒng)中性點(diǎn)及其運(yùn)行方式的基本知識(shí)；（2）掌握中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)電流電壓的變化特點(diǎn)和相關(guān)結(jié)論；（3）熟悉各種中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的適用范圍。,首頁(yè),重點(diǎn)難點(diǎn),重點(diǎn)：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，電流、電壓變化特點(diǎn)及相關(guān)結(jié)論。難點(diǎn)：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)

2、的分析。,首頁(yè),教學(xué)內(nèi)容,一、正常運(yùn)行情況二、單相接地故障三、適用范圍,首頁(yè),正常運(yùn)行情況,各相導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地的電容相等并等于C，正常時(shí)各相對(duì)地電容電流的有效值也相等，且有,ICU＝ICV＝ICW＝ωCUph,單相接地故障,當(dāng)W相完全接地時(shí)，故障相的對(duì)地電壓為零，即,,,,適用范圍,（１）3～10kV鋼筋混凝土或金屬桿塔的架空線(xiàn)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(jī)的系統(tǒng)；當(dāng)接地電流IC＜10A時(shí)；（２）3～10kV

3、非鋼筋混凝土或非金屬桿塔的架空線(xiàn)路構(gòu)成的系統(tǒng)，電壓為3kV時(shí)，接地電流IC＜30A；電壓為6kV時(shí)，接地電流IC＜20A；（３）3～10kV電纜線(xiàn)路構(gòu)成的系統(tǒng)，接地電流IC＜30A；（４）與發(fā)電機(jī)有直接電氣聯(lián)系的3～20kV系統(tǒng)，如果要求發(fā)電機(jī)帶內(nèi)部單相接地故障運(yùn)行，當(dāng)接地電流不超過(guò)允許值時(shí)。,思考練習(xí),1.什么是電力系統(tǒng)中性點(diǎn)？我國(guó)電力系統(tǒng)常用的中性點(diǎn)運(yùn)行方式有哪幾種？2.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，各電壓和電流如何

4、變化？畫(huà)出電壓、電流相量圖。,課程要求,重點(diǎn)難點(diǎn),教學(xué)內(nèi)容,思考練習(xí),第二章電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式,,,,,,,,,,,,,,,,第二節(jié) 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地,課程要求,教學(xué)目標(biāo)：（1）掌握消弧線(xiàn)圈的作用、工作原理及補(bǔ)償方式；（2）熟悉中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)的適用范圍。,首頁(yè),重點(diǎn)難點(diǎn),重點(diǎn)： 消弧線(xiàn)圈的工作原理及補(bǔ)償方式。難點(diǎn)： 消弧線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)。,首頁(yè),教學(xué)內(nèi)容,一、消弧線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)及工作原理二、消弧線(xiàn)圈的補(bǔ)償方式三、適用范

5、圍,首頁(yè),消弧線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)及工作原理,1.消弧線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 2.消弧線(xiàn)圈的工作原理,種類(lèi)：離線(xiàn)分級(jí)調(diào)匝式、在線(xiàn)分級(jí)調(diào)匝式、氣隙可調(diào)鐵芯式、氣隙可調(diào)柱塞式、直流偏磁式、直流磁閥式、調(diào)容式、五柱式等。,氣隙作用：避免磁飽和，使補(bǔ)償電流和電壓成線(xiàn)性關(guān)系，減少高次諧波，使電抗值較穩(wěn)定，以保證已整定好的調(diào)諧值恒定。同時(shí)，帶氣隙可減小電感、增大消弧線(xiàn)圈的容量。,消弧線(xiàn)圈裝在系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)與大地之間，正常運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)的對(duì)地電壓為零

6、，消弧線(xiàn)圈中沒(méi)有電流通過(guò)。,消弧線(xiàn)圈的補(bǔ)償方式,1.完全補(bǔ)償 2.欠補(bǔ)償 3.過(guò)補(bǔ)償,完全補(bǔ)償是使電感電流等于接地電容電流，接地處電流為零。在正常運(yùn)行時(shí)的某些條件下，可能形成串聯(lián)諧振，產(chǎn)生諧振過(guò)電壓，危及系統(tǒng)的絕緣。,欠補(bǔ)償是使電感電流小于接地的電容電流，系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)接地點(diǎn)還有容性的未被補(bǔ)償?shù)碾娏?。在欠補(bǔ)償方式下運(yùn)行時(shí)，若部分線(xiàn)路停電檢修或系統(tǒng)頻率降低等原因都會(huì)使接地電流減少，又可能變?yōu)橥耆a(bǔ)償。故裝在變壓器中性點(diǎn)的

7、消弧線(xiàn)圈，以及有直配線(xiàn)的發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的消弧線(xiàn)圈，一般不采用欠補(bǔ)償方式。,,過(guò)補(bǔ)償是使電感電流大于接地的電容電流，系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)接地點(diǎn)有剩余的感性電流。消弧線(xiàn)圈選擇時(shí)留有一定的裕度，即使電網(wǎng)發(fā)展使電容電流增加，仍可以繼續(xù)使用。故過(guò)補(bǔ)償方式在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。,適用范圍,中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)特點(diǎn)：供電可靠性高，絕緣投資較大；中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地后，能有效地減少單相接地故障時(shí)接地處的電流，使接地處的電弧迅速熄滅，防止了經(jīng)間歇

8、性電弧接地時(shí)所產(chǎn)生的過(guò)電壓。    中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)多用于以架空線(xiàn)路為主體的3～60kV系統(tǒng)中，還可用在雷害事故嚴(yán)重的地區(qū)和某些大城市電網(wǎng)的110kV系統(tǒng)。,思考練習(xí),1.消弧線(xiàn)圈的工作原理是什么？消弧線(xiàn)圈的補(bǔ)償方式有幾種？常采用哪種方式？為什么？2.中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地能否繼續(xù)運(yùn)行？為什么?3.一般情況下，35kV系統(tǒng)的架空線(xiàn)路的總長(zhǎng)度為多少時(shí)才需要裝設(shè)消弧線(xiàn)圈？1

9、0kV電纜總長(zhǎng)度為多少時(shí)應(yīng)裝設(shè)消弧線(xiàn)圈？,課程要求,重點(diǎn)難點(diǎn),教學(xué)內(nèi)容,思考練習(xí),第二章 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式,,,,,,,,,,,,,,,,第三節(jié) 中性點(diǎn)直接接地,課程要求,教學(xué)目標(biāo)： 掌握中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的主要優(yōu)缺點(diǎn)。,首頁(yè),重點(diǎn)難點(diǎn),重點(diǎn)：中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的特點(diǎn)。難點(diǎn)：中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的特點(diǎn)。,首頁(yè),教學(xué)內(nèi)容,一、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)工作原理 二、特點(diǎn)及適用范圍,首頁(yè),中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的工作原理,正常

10、運(yùn)行時(shí)：,中性點(diǎn)的電壓為零，中性點(diǎn)沒(méi)有電流流過(guò)。,系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)：,若單相短路故障，則短路電流很大，繼電保護(hù)裝置立即動(dòng)作，斷路器斷開(kāi)，迅速切除故障部分。,特點(diǎn)及適用范圍,1.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn) 單相接地短路時(shí)，非故障相的對(duì)地電壓基本保持不變，仍接近于相電壓。設(shè)備和線(xiàn)路對(duì)地絕緣按相電壓設(shè)計(jì)，降低了造價(jià)。電壓等級(jí)愈高，節(jié)約投資的經(jīng)濟(jì)效益愈顯著。 2.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的缺點(diǎn) （1）中性點(diǎn)直

11、接接地系統(tǒng)供電可靠性較低。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的線(xiàn)路上，通常都裝設(shè)有自動(dòng)重合閘裝置。 （2）單相接地時(shí)的短路電流很大，必須選用較大容量的開(kāi)關(guān)設(shè)備。 （3）單相接地時(shí)，對(duì)附近通信線(xiàn)路將產(chǎn)生電磁干擾。以減少電磁干擾，電力線(xiàn)路應(yīng)盡量避免和通信線(xiàn)路平行架設(shè)。3.適用范圍 110kV及以上的系統(tǒng)廣泛采用。,思考練習(xí),中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地時(shí)，電壓和電流有什么變化？能否繼續(xù)運(yùn)行？為什么？,課程要求,重

12、點(diǎn)難點(diǎn),教學(xué)內(nèi)容,思考練習(xí),第二章 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式,,,,,,,,,,,,,,,,第四節(jié) 中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地,課程要求,教學(xué)目標(biāo)： 熟悉中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)的基本原理、特點(diǎn)。,首頁(yè),重點(diǎn)難點(diǎn),重點(diǎn)：中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)特點(diǎn)。難點(diǎn)：中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)特點(diǎn)。,首頁(yè),教學(xué)內(nèi)容,一、中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地二、中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地三、中性點(diǎn)經(jīng)小阻抗接地,首頁(yè),引言,中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地在實(shí)際運(yùn)行中存在缺陷： 

13、;  （1）由于電感電流的滯后性使得電弧間歇接地過(guò)電壓仍然會(huì)短時(shí)存在。   （2）電網(wǎng)的參數(shù)隨時(shí)變化，調(diào)整消弧線(xiàn)圈的補(bǔ)償容量響應(yīng)速度教慢，仍然會(huì)造成過(guò)電壓的出現(xiàn)。   （3）對(duì)全電纜出線(xiàn)的配電變電所，接地故障通常都為永久性故障，中性點(diǎn)安裝消弧線(xiàn)圈已失去意義。    當(dāng)接地電容電流小于規(guī)定值時(shí)，采用高阻接地方式，當(dāng)接地電流大于規(guī)定值時(shí)，采用低電阻接地方式

14、。,中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地的三相系統(tǒng),,中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地運(yùn)行時(shí)，所接的接地電阻的大小以限制接地相電流在600～1000A范圍內(nèi)為宜。同時(shí)，由于電纜線(xiàn)路的永久性故障概率較大，不使用線(xiàn)路自動(dòng)重合閘，須從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、自動(dòng)裝置上采取措施證用戶(hù)的供電可靠性。,中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地的三相系統(tǒng),發(fā)電機(jī)－變壓器組單元接線(xiàn)的200MW及以上發(fā)電機(jī)，當(dāng)接地電流超過(guò)允許值時(shí)，常采用中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地的方式。,發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地后，可達(dá)到：（1）限制過(guò)電壓不

15、超過(guò)2.6倍額定相電壓；（2）限制接地故障電流不超過(guò)10～15A；（3）為定子接地保護(hù)提供電源，便于檢測(cè)。,發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生單相接地故障要求瞬時(shí)切機(jī)時(shí)，宜采用高電阻接地方式。 較小城市的配電網(wǎng)除采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式外，還可考慮采用經(jīng)高值阻抗接地方式，以降低設(shè)備投資、簡(jiǎn)化運(yùn)行工作并維持適當(dāng)?shù)墓╇娍煽啃浴?中性點(diǎn)經(jīng)小阻抗接地的三相系統(tǒng),在500kV及以上系統(tǒng)，為了限制單相短路電流，可在中性點(diǎn)與地之間接一個(gè)電抗值較小電

16、抗器，保證正常運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)的位移電壓在允許范圍內(nèi)。    該接地方式的運(yùn)行特點(diǎn)與中性點(diǎn)直接接地相同，發(fā)生單相接地時(shí)須立即跳開(kāi)斷路器。中性點(diǎn)采用小阻抗接地要求該系統(tǒng)中所有變壓器的中性點(diǎn)都經(jīng)一個(gè)小電抗器接地，既使系統(tǒng)被分裂成幾個(gè)部分，也不會(huì)出現(xiàn)中性點(diǎn)不接地的變壓器，對(duì)主變中性點(diǎn)絕緣水平要求大大降低。,思考練習(xí),比較各種不同中性點(diǎn)運(yùn)行方式的優(yōu)、缺點(diǎn)，并說(shuō)明各自的適用范圍。,課程要求,重點(diǎn)難點(diǎn),教學(xué)內(nèi)容

17、,思考練習(xí),第二章 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式,,,,,,,,,,,,,,,,第五節(jié) 主變壓器和發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式,教學(xué)目標(biāo)： 熟悉發(fā)電機(jī)、變壓器中性點(diǎn)的接地方式。,首頁(yè),重點(diǎn)：發(fā)電機(jī)、變壓器中性點(diǎn)的接 地方式。難點(diǎn)：發(fā)電機(jī)、變壓器中性點(diǎn)的接地方式。,首頁(yè),一、主變壓器中性點(diǎn)接地方式二、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式,首頁(yè),1.主變壓器110～500kV側(cè)中性點(diǎn)的接地方式 主變壓器的110～500k

18、V側(cè)采用中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小阻抗接地方式，以降低設(shè)備絕緣水平。2.主變壓器6～63kV側(cè)中性點(diǎn)的接地方式 主變壓器6～63kV側(cè)采用中性點(diǎn)不接地方式，以提高供電連續(xù)性，但當(dāng)單相接地電流大于允許值時(shí)，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈時(shí)宜采用過(guò)補(bǔ)償方式。,（1）125MW及以下的發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生單相接地故障不要求瞬時(shí)切機(jī)時(shí)，當(dāng)單相接地故障電流小于允許值時(shí)，中性點(diǎn)采用不接地方式。 （2）接地故障電流大于

19、允許值的125MW及以下的發(fā)電機(jī)，或者200MW及以上的大機(jī)組要求能帶單相接地故障運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)采用經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式。 （3）200MW及以上發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)宜采用經(jīng)高電阻接地方式。,思考練習(xí),1.發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地用在什么條件下？采用哪種補(bǔ)償方式？2.某10kV系統(tǒng)有架空輸電線(xiàn)路6回，每回10km，有電纜線(xiàn)路4回，每回長(zhǎng)3km，該系統(tǒng)中性點(diǎn)應(yīng)用哪種接地方式？該系統(tǒng)W相發(fā)生金屬性接地，中性點(diǎn)的電位是多少kV？U、V相