中性点不接地系统.讲课稿

内蒙古机电职业技术学院
课堂教学设计方案
项目项目2电网的接地保护授课班级电力15级
任务任务2中性点非直接接地电网的
零序电流保护-中性点不接地故
障特点
授课顺序1授课学时1
教学内容中性点不接地故障特点
重点
与
难点
重、难点：中性点不接地故障特点
学生特征分析学生应具备电工基础、电气设备、电力系统分析的基础知识，这些内容在前几个学期所开设的课程中已学习
能力目标能表述中性点不接地故障的特点
教学过程
时间段落教学内容教学策略、手段、
教学媒体选用
课堂小节或教
学评价
5分钟知识点导学：
中性点不接地故障特点
课前：
给学生发送PPT，课前了解内容，并发送课
前知识拼图游戏，了解学生掌握情况。

1、案例分析法
2、演示教学法
3、分组讨论法
4、启发式教学法
5、交互式教学法
本次课准备充
分，教学手段得
当，授课条理清
楚，学生基本接
受。

30分钟课中：
中性点不接地故障特点动漫视频互动
10分钟小结本次课。

课后：
1、游戏测试
2、填写任务工单。

1 10kV 中性点不接地系统的特点选择电网中性点接地方式是一个要考虑许多因素的问题，它与电压等级、单相接地短路电流数值、过电压水平、保护配置等有关。

并直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的安全运行以及对通信线路的干扰。

10kV 中性点不接地系统 ( 小电流接地系统 ) 具有如下特点：当一相发生金属性接地故障时，接地相对地电位为零，其它两相对地电位比接地前升高√3倍，一般情况下，当发生单相金属性接地故障时，流过故障点的短路电流仅为全部线路接地电容电流之和其值并不大，发出接地信号，值班人员一般在 2 小时内选择和排除接地故障，保证连续不间断供电。

2系统对地电容电流超标的危害实践表明中性点不接地系统 ( 小电流接地系统 ) 也存在许多问题，随着电缆出线增多， 10kV 配电网络中单相接地电容电流将急剧增加，当系统电容电流大于 10A 后，将带来一系列危害，具体表现如下：3.1 当发生间歇弧光接地时，可能引起高达3.5 倍相电压( 见参考文献1) 的弧光过电压，引起多处绝缘薄弱的地方放电击穿和设备瞬间损坏，使小电流供电系统的可靠性这一优点大受影响。

3.2 配电网的铁磁谐振过电压现象比较普遍，时常发生电压互感器烧毁事故和熔断器的频繁熔断，严重威胁着配电网的安全可靠性。

3.3 当有人误触带电部位时，由于受到大电流的烧灼，加重了对触电人员的伤害，甚至伤亡。

3.4 当配电网发生单相接地时，电弧不能自灭，很可能破坏周围的绝缘，发展成相间短路，造成停电或损坏设备的事故；因小动物造成单相接地而引起相间故障致使停电的事故也时有发生。

3.5 配电网对地电容电流增大后，对架空线路来说，树线矛盾比较突出，尤其是雷雨季节，因单相接地引起的短路跳闸事故占很大比例。

3单相接地电容电流的计算4.1空载电缆电容电流的计算方法有以下两种：（ 1）根据单相对地电容，计算电容电流( 见参考文献 2) 。

Ic= √3×U P×ω×C×103(4-1)式中 : U P━电网线电压 (kV)C ━单相对地电容 (F)一般电缆单位电容为200-400 pF/m 左右（可查电缆厂家样本）。

中性点非直接接地系统单相接地故障分析电力系统的中性点是指发电机和变压器的中性点，中性点直接接地的系统称为中性点直接接地系统（又称大电流接地系统），110KV及以上系统采用这种方式；中性点经消弧线圈和不接地的系统称为非直接接地系统（又称小电流接地系统），35KV及以下6KV、10KV的电力系统，均采用中性点非直接接地系统。

发生单相接地后，不影响用户的工作，因而负载电流没有变化，对电力系统造成的危害并不大，但是，长期接地运行，可能引起未故障相绝缘薄弱处损坏，造成两相接地短路。

电力系统规定，中性点非直接接地系统发生单相接地故障可以运行两个小时。

中性点非直接接地系统分不接地系统和经消弧线圈接地系统，下面针对银河科技西安分公司的YH-B2100 小电流接地选线现场试验调试中的数据和现象做一具体分析，由于本人水平所限，只能作为一点经验之谈以共分享，不当之处谨请指正。

为了便于讨论分析，假设三相系统是对称的并奖相对地之间的电容用集中于线路中央的电容C来代替。

如图1所示。

1.中性点不接地系统的正常运行正常运行时，设各相负载电流相等，各相对地的电压U A、U B、U C是对称的，如图2所示中，电源各相的电流、、分别等于负载电流、、及各相对地电容电流的相量和。

因为三相对地电容电流的大小相等，相位互差120º，故其相量和等于零，所以地中没有电容电流流过，中性点对地电位为零。

实际运行中，由于架空线三相排列不对称，换位不完全等原因，各相对地电容不完全相等，对地电位也不等于零，出现中性点位移的现象，对此我们忽略不计，不予讨论。

2.单相接地故障当单相接地绝缘损坏，发生单相接地故障后，若接地电阻为零，称为金属性接地，否则为非金属性接地（非直接接地），发生单相接地后中性点对地电位上升或者上升为相电压，接地相电压为零，非接地相电压上升或者上升为线电压，方向与原来电压相反。

银河科技西安分公司的YH-B2100接地选线装置可以将其接地后的零序电流基波、零序电压值和角度准确的显示在装置液晶面板上，通过角度的分析装置能准确的选出接地线路和接地相，这里就现场接地后的具体数据做一分析，这样就可以不难理解发生单相接地后存在的现象了，对于没有条件安装小电流接地选线的，单相接地后可以通过相位表判断接地相和接地线路。

教师课堂教学备课纸首页课题一 中性点不接地方式学习目标掌握中性点不接地的三相系统正常情况下的运行特点以及中性点不接地的三相系统故障情况下的运行特点。

知识点1．中性点不接地的三相系统正常情况下的运行特点； 2．中性点不接地的三相系统故障情况下的运行特点。

技能点1．能够识别配电系统中性点； 2．能够用相量图分析本节内容。

学习内容一、中性点不接地系统的正常运行由于任意两个临近导体隔以绝缘介质就形成电容，配电线路的三相导线之间及各相导线对地之间沿线路全长都存在电容，如图2-1(a)所示，由于该电容是分布参数,故又称为线路对地的分布电容,为了分析问题方便,我们用集中参数来表示。

图2-1 中性点不接地系统电容电流 (a)电路图；(b)电容电流相量图假设正常运行时，三相系统对称，同时三相导体经过完全换位，各相对地电容相等，故中性点N 对地电位为0。

各相对地电压分别为电源各相的相电压。

在此对地电压下，各相对地电容电流大小相等，相位差为120°，如图2-1(b)所示，各相对地电容电流之和为零，所以没有电容电流流过大地。

即0=++W V U U U U （2-1） 0=++CWCV CU I I I （2-2）空载线路合闸时的电流，就是线路的电容电流，又称为充电电流。

线路越长、电压越高，充电电流越大。

二、中性点不接地系统的单相金属性接地故障如图2-2（a ）所示，假设W 相一点发生完全接地的情况。

所谓完全接地，也称为金属性接地，即认为接地处的电阻近似于零。

当W 相金属性接地时，故障相对地电压为零，由电压回路方程可知：W N U U -=（WU 为变压器绕组的相电压） （2-3）图2-2发生W 相接地时，中性点不接地的三相系统(a)电路图；(b)相量图由方程：W U N U U U U U U U -=+=' （2-4） WV N V V U U U U U -=+=' （2-5）可以看出各相对地电压的相量关系以及各线电压的相量关系如图2-2（a ）（b ）所示。