中性点直接接地运行方式
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电力系统的中性点接地方式电力系统中发电机绕组通常用Y联结、变压器高压绕组通常Y联结,Y联结绕组中性点统称电力系统中性点。
中性点接地方式有直接接地、不接地和经消弧线圈接地。
中性点接地方式要综合考虑电力系统的过电压与绝缘、继电保护与自动装置的配置、短路电流、供电可靠性。
中性点直接接地方式,系统发生单相接地故障时短路电流很大;中性点不接地和中性点经消弧线圈接地方式,系统发生单相接地故障时短路电流小。
1.中性点直接接地系统110kV及以上电网采用中性点直接接地方式。
实际运行时电网中性点并非全部同时接地,只有一部分接地,即合上中性点接地刀开关,其余则不接地即拉开其中性点接地刀开关。
系统单相接地时短路电流在合适范围,满足继电保护动作灵敏度需要,但不能过大。
一般单相短路电流不大于同一地点三相短路电流。
此系统正常运行时,系统中性点没有入地电流或只有极小的三相不平衡电流。
当发生单相接地时,短路电流足够大,继电保护装置动作,迅速切除故障电路;系统非故障部分仍正常运行。
接地故障线路停电,可在线路加装自动重合闸装置,如发生瞬时性接地故障,重合闸成功,停电约0.5s,系统供电可靠。
单相接地电流较大,对邻近通信线路电磁干扰较强。
我国380/220V三相四线系统,中性点直接接地。
2.中性点不接地系统我国3kV、6kV、10kV、35kV系统,当单相接地时根据电容电流中性点不接地,具体规定为3~6kV电网单相接地电容电流不大于30A;10kV电网单相接地电容电流不大于20A;35kV电网单相接地电容电流不大于10A。
因中性点未接地,当发生单相接地时,只能通过线路对地电容构成单相接地回路,故障点流过很小的容性电流(电弧)自行熄灭。
同时,系统三个线电压对称性未变化,用电设备正常工作,可靠性高。
规程规定,中性点不接地系统发生单相接地故障可继续运行2h,在2h内找到接地点并消除。
单相接地时电容电流近似计算公式如下:对架空线IC=UL/350;对电缆IC=UL/10。
1 中性点直接接地中性点直接接地方式,即是将中性点直接接入大地。
该系统运行中若发生一相接地时,就形成单相短路,其接地电流很大,使断路器跳闸切除故障。
这种大电流接地系统,不装设绝缘监察装置。
中性点直接接地系统产生的内过电压最低,而过电压是电网绝缘配合的基础,电网选用的绝缘水平高低,反映的是风险率不同,绝缘配合归根到底是个经济问题。
中性点直接接地系统产生的接地电流大,故对通讯系统的干扰影响也大。
当电力线路与通讯线路平行走向时,由于耦合产生感应电压,对通讯造成干扰。
中性点直接接地系统在运行中若发生单相接地故障时,其接地点还会产生较大的跨步电压与接触电压。
此时,若工作人员误登杆或误碰带电导体,容易发生触电伤害事故。
对此只有加强安全教育和正确配置继电保护及严格的安全措施,事故也是可以避免的。
其办法是:①尽量使电杆接地电阻降至最小;②对电杆的拉线或附装在电杆上的接地引下线的裸露部分加护套;③倒闸操作人员应严格执行电业安全工作规程。
2 中性点不接地中性点不接地方式,即是中性点对地绝缘,结构简单,运行方便,不需任何附加设备,投资省。
适用于农村10kV架空线路为主的辐射形或树状形的供电网络。
该接地方式在运行中,若发生单相接地故障,其流过故障点电流仅为电网对地的电容电流,其值很小称为小电流接地系统,需装设绝缘监察装置,以便及时发现单相接地故障,迅速处理,以免故障发展为两相短路,而造成停电事故。
中性点不接地系统发生单相接地故障时,其接地电流很小,若是瞬时故障,一般能自动熄弧,非故障相电压升高不大,不会破坏系统的对称性,故可带故障连续供电2h,从而获得排除故障时间,相对地提高了供电的可靠性。
中性点不接地方式因其中性点是绝缘的,电网对地电容中储存的能量没有释放通路。
在发生弧光接地时,电弧的反复熄灭与重燃,也是向电容反复充电过程。
由于对地电容中的能量不能释放,造成电压升高,从而产生弧光接地过电压或谐振过电压,其值可达很高的倍数,对设备绝缘造成威胁。
中性点运行方式
系统中性点不接地是指系统中性点对地绝缘。
当系统发生单相接地故障后系统的三相对称关系并未破坏,仅中性点及各相对地电压发生变化时,中性点的电压上升到相电压,非故障相对地电压增大倍相电压,故对于该中性点不接地系统可以带故障继续运行2h。
故障相接地点的对地故障电流为正常运行时对地电容电流的3倍。
在我国配电网电压在10~35KV之间的架空线路多采用此接地方式。
中性点直接接地系统:系统中性点经一无阻抗接地线接地的方式称为中性点直接接地。
这种方式对线路绝缘水平的要求较低,能明显降低线路造价。
此接地系统一般应在接有单相负载的低压配电系统和电力系统高压110KV输电线路上。
中性点经阻抗接地系统:在系统中性点与大地之间用一阻抗相连的接地方式称为中性点阻抗接地。
根据接地电阻器电阻值的大小,接地系统分为高电阻接地和低电阻接地。
补充:低压配电系统,按保护接地形式分为TN系统、TT系统和IT系统。
TN系统所有设备的外露可导电部分均接公共保护线或公共的保护中性线。
TT系统中的所有设备
的外露可导电部分也都各自经过PE线单独接地。
IT系统中的所有外露设备也都各自经过PE线单独接地,但是电源中性点不接地。
电力系统中性点运行方式电力系统中性点的运行方式正确与否,对电力系统的安全运行有很大的意义。
它关系到绝缘水平、通信干扰、继电保护及自动装置的正确动作等方面。
下面从电力系统运行的角度说明中性点的运行方式及所对应的电压等级。
一、电力系统中性点的运行方式发电机和变压器星形连接的结点称之为电力系统的中性点。
中性点的运行方式对电力系统的运行十分重要,是涉及到电力系统许多方面的综合性问题。
我国电力系统中性点运行方式有3种,直接接地(有效接地),不接地(中性点绝缘)和从属于不接地方式的经消弧线圈接地(非有效接地)。
二、中性点不接地系统对 中性点不接地系统,当一相发生故障接地时,不能构成短路回路,系统中点没有短路电流,系统仍可继续运行。
正常情况下三相对称,线间和相对地组成的等值电容 相等,中性点为地电位。
如果中性点与地向连,连线中没有电流,A相、B相、C相对地都是相电压,各相对地电容电流超前各相电压90°,通常树值不大。
若发生C相接地,C相自然成为地电位,C相与地之间形成的回路中的电压方程为U’c= Uc+Uo=0此时中性点对地电压Uo= -Uc其他两相对地电压Ua ,Ub为U’a= Ua+Uo= Ua-Uc=1.732 Uc∠-150°U’b= Ub+Uo= Ua-Uc=1.732 Uc∠150可以看出,当C相发生接地时,中性点对地电压升高为相电压,而非故障相对地电压升高为线电压;但三相线电压不变。
因此,只要各相对地绝缘能承受线电压,发生 单相接地时对三相用电设备的运行没有影响。
这是中性点不接地系统的一大优点。
按规程规定,在此情况下电网仍可运行2h。
但此时应发出单相接地的预告信号, 告之值班员并采取相应的措施。
在正常运行条件下,三相对地电容对称,三相电容电流之和为零。
发生单相接地的情况下,如C相接地,流过接地点的接地电流应为A、B两相对地电容电流之和,即Id= -(Ica+Icb)= -(jωCUa+jωCUb )Id=j3ωCUc可见Id在相位上超前向量Uc90°,为容性电流,是正常时一相电容电流的3倍。
电力系统中性点运行方式电力系统中性点接地方式有两大类:一类是中性点直接接地或经过低阻抗接地,称为大接地电流系统;另一类是中性点不接地,经过消弧线圈或高阻抗接地,称为小接地电流系统。
其中采用最广泛的是中性点接地、中性点经过消弧线圈接地和中性点直接接地等三种方式。
(一)中性点不接地系统当中性点不接地的系统中发生一相接地时,接在相间电压上的受电器的供电并未遭到破坏,它们可以继续运行,但是这种电网长期在一相接地的状态下运行,也是不能允许的,因为这时非故障相电压升高,绝缘薄弱点很可能被击穿,而引起两相接地短路,将严重地损坏电气设备。
所以,在中性点不接地电网中,必须设专门的监察装置,以便使运行人员及时地发现一相接地故障,从而切除电网中的故障部分。
在中性点不接地系统中,当接地的电容电流较大时,在接地处引起的电弧就很难自行熄灭。
在接地处还可能出现所谓间隙电弧,即周期地熄灭与重燃的电弧。
由于电网是一个具有电感和电容的振荡回路,间歇电弧将引起相对地的过电压,其数值可达(2.5〜3)Ux。
这种过电压会传输到与接地点有直接电连接的整个电网上,更容易引起另一相对地击穿,而形成两相接地短路。
在电压为3-10kV的电力网中,一相接地时的电容电流不允许大于30A,否则,电弧不能自行熄灭。
在20〜60kV 电压级的电力网中,间歇电弧所引起的过电压,数值更大,对于设备绝缘更为危险,而且由于电压较高,电弧更难自行熄灭。
因此,在这些电网中,规定一相接地电流不得大于10A。
(二)中性点经消弧线圈接地系统当一相接地电容电流超过了上述的允许值时,可以用中性点经消弧线圈接地的方法来解决,该系统即称为中性点经消弧线圈接地系统。
消弧线圈主要有带气隙的铁芯和套在铁芯上的绕组组成,它们被放在充满变压器油的油箱内。
绕组的电阻很小,电抗很大。
消弧线圈的电感,可用改变接入绕组的匝数加以调节。
显然,在正常的运行状态下,由于系统中性点的电压三相不对称电压,数值很小,所以通过消弧线圈的电流也很小。
电力系统中性点接地的三种方式有效接地系统(又称大电流接地系统)小电流接地系统(包含不接地和经消弧线圈接地)经电阻接地系统(含小电阻、中电阻和高电阻)大电流接地系统用于110kV及以上系统及。
该系统在单相接地时,另外两相对地电压基本不变,系统过电压较低,对110kV及以上系统抑制过电压有利,但此时接地电流很大,运行设备很难长时间通过此电流,接地相对地电压很低,甚至为零,系统电压严重不平衡,许多电气设备无法正常工作,必须及时切除接地点。
大电流接地系统要求部分主变的中性点接地,避免单相接地时短路电流过大。
这些主变必须有一个三角形接线的绕组,以构成零序通路,降低零序阻抗。
主变的零序阻抗一般为正序阻抗的1/3,线路的零序阻抗一般为正序阻抗的3倍。
作为220kV枢纽变电站的主变必须并列运行。
其中一台主变的220kV侧中性点和110kV侧中性点必须直接接地,其他主变中性点通过间隙接地。
好处是110kV侧零序阻抗稳定,有利于该110kV系统零序定值的计算和整定,零序过流保护的保护范围变化很小,容易保持其阶梯特性;未220kV系统提供稳定的零序电源,保持220kV 系统零序保护的方向性和稳定性。
主变220kV侧中性点和110kV侧中性点均加装间隙保护,保护动作跳开各侧断路器。
作为220kV负荷变电站的主变必须分列运行。
此时所有主变的220kV侧中性点必须通过间隙接地,110kV侧中性点全部接地运行。
所有主变不能相220kV系统提供零序电流,110kV侧零序阻抗稳定。
主变220kV侧中性点加装间隙保护,保护动作跳开各侧断路器。
作为链式接线的220kV变电站,其220kV侧母线并列运行并有两个电源。
虽然主变分列运行,但必须有一台主变的220kV侧中性点直接接地,其他主变的220kV 侧中性点通过间隙接地。
110kV侧中性点必须全部直接接地。
主变220kV侧中性点加装间隙保护,保护动作跳开各侧断路器。
目前运行的110kV变电站全部主变均分裂运行,其电源侧母线为单电源。
电力系统中性点接地方式概述在电力系统中,中性点接地方式是指将电力系统中的中性点直接接地或通过特定的接地装置接地。
中性点接地方式的选择对电力系统的平安运行和人身平安至关重要。
本文将介绍电力系统中性点接地方式的常见类型和其特点。
直接接地方式直接接地方式是最常见的中性点接地方式之一。
它通过将电力系统中的中性点直接接地,使中性点与地之间形成低阻抗的电气连接。
直接接地方式有以下特点:1.简单:直接接地方式的接地装置相对简单,仅需将中性点与地之间连接即可。
2.易于检测故障:由于中性点直接接地,当系统中发生接地故障时,电流会通过接地装置流入地,形成接地电流,容易被检测到。
3.易产生大地电流:直接接地方式容易导致大地电流的产生,对于电力系统的线路和设备会产生一定的烧毁和损坏风险。
4.容易产生人身伤害:直接接地方式下,接地电阻较低,因此会产生较大的接触电压,存在人身触电的风险。
直接接地方式适用于施工本钱低、电力系统规模较小、对电网故障检测要求较高的场景。
绝缘中性点接地方式绝缘中性点接地方式是在电力系统中采用绝缘装置将中性点与地之间隔离,以实现中性点接地的方式。
绝缘中性点接地方式有以下特点:1.较低的接触电阻:绝缘中性点接地方式中,中性点与地之间存在绝缘装置,可以降低接地电阻,减小接触电压。
2.减少地电流:由于绝缘装置的隔离作用,绝缘中性点接地方式可以降低地电流的产生,减小对电力系统的烧毁和损坏风险。
3.难以检测故障:由于中性点与地之间的隔离,当系统发生接地故障时,可能无法轻易检测到接地电流,增加了故障诊断的难度。
绝缘中性点接地方式适用于电力系统规模较大、对地电流要求较低、对接触电压要求较高的场景。
高阻中性点接地方式高阻中性点接地方式是在电力系统中采用高阻抗装置将中性点与地之间接地的方式。
高阻中性点接地方式有以下特点:1.高接地电阻:高阻中性点接地方式中,通过引入高阻抗装置,使中性点与地之间形成高阻抗连接,有效提高了接地电阻。
中性点运行方式
我国电力系统常用的中性点接地方式一共有四种:中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点直接接地、中性点经电阻或电抗接地。
其中中性点经阻抗接地按接地电流大小又分经高阻抗接地和低阻抗接地。
目前在我国,330KV和500KV的超高压电力网,采用中性点直接接地方式,110-220KV电力网也采用中性点直接接地方式,只是在个别雷害事故较为严重的地区和某些大网的110KV采用中性点经消弧线圈接地方式,以提高供电可靠性;20-60KV电力网,一般采用中性点消弧线圈接地方式,当接地电流小于10A时也采用不接地方式,而在电缆供电的城市电网,则一般采用经小电阻接地当时,3-10KV电力网,一般均采用中性点不接地方式,当接地电流大于30A 是,应采用经消弧线圈接地方式,同样,在城网使用电缆线路是,有时才采用经小电阻接地方式。
1000V以下的电力网,可以采用中性点接地或不接地的方式,只有380、220v的三相四线电力网,为保证人员安全,其中性点必须直接接地。
中性点不接地,经消弧线圈接地,直接接地
35kv及其以下一般是配电网,采用中性点不接地、经消弧线圈接地,作用是保证供电可靠性。
35kv以上一般是高压输电网,直接接地,目的是限制短路电流和相电压。
电力系统的中性点运行方式及低压配电系统的接地型式一、电力系统的中性点运行方式电力系统中的电源(含发电机和电力变压器)中性点有下三种运行方式:一种是中性点不接地;一种是中性点经阻抗接地;再一种是中性点直接接地。
前两种一般合称为小电流接地;后一种称为电流接地。
(一)、中性点不接地的电力系统分布电容及相间电容发生单相接地故障时的中性点不接地系统分析见教材原件(二)、中性点经消弧线圈接地的电力系统对消弧线圈“消除弧光接地过电压”的异议(三)、中性点直接接地或经低阻接地的电力系统二、低压配电系统接地型式按保护接地的型式,分为(一)TN系统、中性点直接接地系统,且都引出有中性线(N 线),因此都称为三相四线制系统。
1、TN-C2、TN-S3、TN-C-S(二) TT系统(三) IT系统中性点不接地或经阻抗(约1000欧)接地,且通常不引出中性线,因此它一般为三相三线制系统。
第四节供电质量要求及用电企业供配电电压的选择一、供电质量电压对电器设备运行的影响:电压和频率被认为是衡量电力系统电能质量的两个基本参数。
二、供电频率、频率偏差及其改善措施三、供电电压、电压偏差及其调整措施电力系统的电压1.三相交流电网和电力设备的额定电压我国标准规定的三相交流电网和电力设备的额定电压1.电网(电力线路)的额定电压我国根据国民经济发展的需要及电力工业的水平,经全面的技术经济分析后确定的。
它是确定各类电力设备额定电压的其本依据。
2.用电设备的额定电压由于电压损耗,线路上各点电压略有不同,用电设备,其额定电压只能按线路首端与末端的平均电压即电网的额定电压Un来制造。
所以,用电设备的额定电压规定与供电电网的额定电压相同。
3.发电机的额定电压发电机是接在线路首端的,所以,规定发电机额定电压高于所供电网额定电压的5%。
三个电压的关系4. 电力变压器一次绕组额定电压如变压器直接与发电机相连,则其一次绕组额定电压应与电机额定电压相同,即高于供电电网额定电压的5%。
中性点运行方式是指中性点以何种方式与地连接。
按照实际施工方法分类,有如下六种方式。
1.中性点不接地方式用在变压器Δ-Δ接线中。
这种方式包括用接地型电压互感器,将接地型电压互感器的一次侧中性点直接的方式。
发生一线完全接地事故时,非故障相电压上升至线电压。
但在送电电压低、线路对地静电电容小的情况下,接地电流小,接地时电弧电离空气可能性小,只要不是绝缘子破损之类的永久性接地事故,一般可自动切除,继续保持送电。
该方式适合要使用低压短距离送电线的对地静电电容小的系统,但已经很少使用了。
2.中性点电阻接地方式在回路中设置Y接线,其中性点用适当电阻接地,在接地故障时限制接地电流,同时防止发生电弧接地现象,并且使接地继电器可靠动作,断开故障回路。
接地电阻若足够大时与不接地系统相似,对通讯回路危害较小。
其缺点在于可能出现电弧接地,继电器的动作不太可靠。
因此在考虑接地电阻值时,要注意:电阻值能够防止因电弧接地现象引起的异常电压;电阻值能够使继电器可靠动作;电阻值能够限制接地电流,对邻近通讯回路不会感应出现危险电压。
采用电阻接地有代替不接地系统的发展趋势。
3.中性点直接接地方式采用低电阻将回路中的中性点直接接地。
当一线接地故障,与其他接地方式比较,另外两个非故障相的电位上升可以抑制在更低的值。
本方式原来广泛应用在美国,在日本因国土狭小,送电线路与通讯线路接近的情况很多,为了防止感应,从不采用该方式。
但是最近随着送电距离增大,送电电压升高,即使历来使用以消弧线圈为主的欧洲各国,对超高压线路也逐渐采用直接接地方式。
日本在187kV以上超高压线路上采用本方式,其理由如下:可降低系统的耐压水平,从而可降低线路及变电所费用。
由于断路器及保护继电器装置的技术进步,事故切除的时间非常快,可能在很短的几个周波内完成。
因此瞬时接地电流很大。
因此即使接地电流大,但感应危害及对系统稳定性的影响都极小。
通讯回路使用的避雷器更加先进。
对超高压长距离送电线路使用电抗接地,对消弧考虑有一定限度。
电力系统的中性点运行方式:中性点直接接地方式,以小电流接地,大电流接地方式运行。
这有什么作用?
1、中性点不接地系统:这种系统发生单相接地时,三相用电设备能正常工作,允许暂时继续运行两小时之内,因此可靠性高,其缺点:这种系统发生单相接地时,其它两条完好相对地电压升到线电压,是正常时的√ 3 倍,因此绝缘要求高,增加绝缘费用,因此高电压系统不采用,电压越高绝缘投资太大。
2 、中性点经消弧线圈接地系统:除有中性点不接地系统的优点外,还可以减少接地电流;其缺点:类同中性点不接地系统。
3 、中性点直接接地系统:发生单相接地时,其它两完好相对地电压不升高,因此可降低绝缘费用;其缺点:发生单相接地短路时,短路电流大,要迅速切除故障部分,从而使供电可靠性差。
电力系统中,中性点的运行方式有中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地和中性点不接地三种。
前一种为大接地电流系统,后两种为小接地电流系统。
中性点的运行方式主要取决于单相接地时电气设备的绝缘要求及对供电可靠性的要求。
我国110KV及以上系统和1KV以下低压系统,采用中性点直接接地运行方式,3~63KV,一般采用中性点不接地运行方式;当3~10KV系统接地电流大于30A,20~63KV系统接地电流大于10A时,应采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。
电⼒系统中性点不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地、直接接地⼤全!电⼒系统中性点运⾏⽅式有不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地或直接接地等多种。
我国电⼒系统⽬前所采⽤的中性点接地⽅式主要有三种:即不接地、经消弧线圈接地和直接接地。
⼩电阻接地系统在国外应⽤较为⼴泛,我国开始部分应⽤。
1、中性点不接地(绝缘)的三相系统各相对地电容电流的数值相等⽽相位相差120°,其向量和等于零,地中没有电容电流通过,中性点对地电位为零,即中性点与地电位⼀致。
这时中性点接地与否对各相对地电压没有任何影响。
可是,当中性点不接地系统的各相对地电容不相等时,及时在正常运⾏状态下,中性点的对地电位便不再是零,通常此情况称为中性点位移即中性点不再是地电位了。
这种现象的产⽣,多是由于架空线路排列不对称⽽⼜换位不完全的缘故造成的。
在中性点不接地的三相系统中,当⼀相发⽣接地时:⼀是未接地两相的对地电压升⾼到√3倍,即等于线电压,所以,这种系统中,相对地的绝缘⽔平应根据线电压来设计。
⼆是各相间的电压⼤⼩和相位仍然不变,三相系统的平衡没有遭到破坏,因此可继续运⾏⼀段时间,这是这种系统的最⼤优点。
但不许长期接地运⾏,尤其是发电机直接供电的电⼒系统,因为未接地相对地电压升⾼到线电压,⼀相接地运⾏时间过长可能会造成两相短路。
所以在这种系统中,⼀般应装设绝缘监视或接地保护装置。
当发⽣单相接地时能发出信号,使值班⼈员迅速采取措施,尽快消除故障。
⼀相接地系统允许继续运⾏的时间,最长不得超过2h。
三是接地点通过的电流为电容性的,其⼤⼩为原来相对地电容电流的3倍,这种电容电流不容易熄灭,可能会在接地点引起弧光解析,周期性的熄灭和重新发⽣电弧。
弧光接地的持续间歇性电弧较危险,可能会引起线路的谐振现场⽽产⽣过电压,损坏电⽓设备或发展成相间短路。
故在这种系统中,若接地电流⼤于5A时,发电机、变压器和电动机都应装设动作于跳闸的接地保护装置。
2、中性点经消弧线圈接地的三相系统中性点不接地三相系统,在发⽣单相接地故障时虽还可以继续供电,但在单相接地故障电流较⼤,如35kV系统⼤于10A,10kV系统⼤于30A时,就⽆法继续供电。