中性点不接地系统单相接地处理(供电部门培训课件)
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10kV中心点不接地系统单相接地故障分析及处理文章结合宝钢冷轧薄板厂的相关经验,综述了中性点不接地系统发生单相接地短路故障的原因、影响,从管理及技术两方面总结了预防、处理小电流接地系统发生单相接地短路故障的措施、步骤和办法。
标签:不接地系统;单相接地;小电流接地宝钢冷轧薄板厂10kV系统属于中性点不接地的系统,也成为小电流接地的系统。
这种系统的最大的优点是:采用中性点不接地的,“三相三线”的供电方式,大大地提高了供电的可靠性,减少了线路损耗,降低了跳闸发生率,增强了线路的绝缘。
当电网发生单相接地故障时,暂时不会影响用户的用电,电网可以带故障运行1-2小时。
然而当发生单相接地故障后,非故障相对地电压将抬升至接近线电压,对地电容电流亦将增大。
如此极易导致电网非故障相的绝缘的薄弱处发生对地绝缘的击穿,造成两相或者三相短路,事故范围扩大。
急剧增加的电容电流极容易造成接地弧光,而且难以自动熄灭,还会产生间隙弧光性过电压,损坏设备,破坏电网的稳定性。
因此,如果系统发生单相接地故障,必须在最短的时间内查到故障点,并及时处理。
1 中性点不接地系统单相接地原理中性点不接地电网在正常运行时,三相对地电压呈对称性,中性点对地电压为零,无零序电压。
由于各相对地电容均相同,故各相电容电流相等,并超前于各相电压90度。
可得出下列结论[1]:(1)中性点不接地电网发生单相接地后,中性点电压UN上升为相压电(-EA),A、B、C三相对地电压:冷轧薄板厂发生此类故障后,读取各相相电压,故障相相电压平均在0.6kV,其余两相相电压平均在9.8kV。
各相相电压情况也是我厂单相接地故障报警是否真是的最终判断标准,即为电网线电压。
同时电网出现零序电压:(2)所有线路都出现零序电流,故障线路的接地电容电流等于所有其他线路的接地电容电流的总和。
根据历史统计,冷轧薄板厂单相接地电流一般在40至60安培之间。
(3)故障线路零序电流相位滞后零序电压90度,非故障线路的零序电流相位超前零序电压90度两者之间相差180度。
电力系统接地短路故障种类及接地保护方式直观分析电力系统按接地方式分类,有中性点接地系统和中性点不接地系统。
其中,两种接地系统按接地故障的方式分类,又有单相接地、两相接地、三相接地3种短路故障。
单相接地是最常见的线路故障,两相接地、三相接地出现几率小,但有明显的相间短路特征。
★中性点接地系统1.单相接地故障2.两相接地故障3.三相接地故障★中性点不接地系统1.单相接地故障2.单相接地故障3.三相接地故障☆单相接地故障特点:1.一相电流增大,一相电压降低;出现零序电流、零序电压。
2.电流增大、电压降低为同一相别。
3.零序电流相位与故障相电流同向,零序电压与故障相电压反向。
4.故障相电压超前故障相电流约80度左右(短路阻抗角,又叫线路阻抗角);零序电流超前零序电压约110度左右。
☆两相短路故障特点:1.两相电流增大,两相电压降低;没有零序电流、零序电压。
2.电流增大、电压降低为相同两个相别。
3.两个故障相电流基本反向。
4.故障相间电压超前故障相间电流约80度左右。
☆两相接地短路故障特点:1.两相电流增大,两相电压降低;出现零序电流、零序电压。
2.电流增大、电压降低为相同两个相别。
3.零序电流向量为位于故障两相电流间。
4.故障相间电压超前故障相间电流约80度左右;零序电流超前零序电压约110度左右。
☆三相短路故障特点:1.三相电流增大,三相电压降低;没有零序电流、零序电压。
2.故障相电压超前故障相电流约80度左右;故障相间电压超前故障相间电流同样约80度左右。
★电力系统工作接地(接地保护)变压器或发电机中性点通过接地装置与大地连接,称为工作接地。
工作接地分为直接接地与非直接接地(包括不接地或经消弧线圈接地)两类,工作接地的接地电阻不超过4?为合格。
☆电网中性点运行方式:大接地电流系统(110kV及以上)1.直接接地,又称为有效接地2.经低电阻接地大接地电流系统(35kV及以下)1.不接地,又称为中性点绝缘2.经消弧线圈接地3.经高阻接地煤矿电网中性点接地方式1.井下3300、1140、660V系统采用中性点不接地方式2.6、10kV主要采用中性点经消弧线圈接地方式3.35kV采用中性点不接地方式4.110kV采用中性点直接接地方式举例:中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地★接地保护系统的型式文字代号☆第一个字母表示电力系统的对地关系:T--直接接地I--所有带电部分与地绝缘,或一点经阻抗接地。
中性点不接地系统单相接地故障的分析及判断【摘要】通过对中性点不接地系统中单相接地故障的分析,总结了单相接地故障的特点和故障象征,特别指出了实际工作中容易与单相接地故障混淆的谐振及电压互感器断线的故障象征,为运行人员准确判断提供了依据;根据相关电网规程规定给出了单相接地故障的主要处理原则和方法,为故障处理提供了依据,确保电网安全稳定运行,对于电网运行工作具有很好的指导作用。
【关键词】单相接地故障中性点不接地判断1前言电力系统按中性点接地方式可分为中性点直接接地系统和不接地系统。
在我国,110kV以下电力系统大多采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式,即中性点不接地系统[1]。
在中性点不接地系统中,由于树木、线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等多种因素引发的一相设备对地绝缘下降的故障,即单相接地故障。
单相接地故障是配电系统中最常见的故障,正确判断及处理单相接地故障,对于保证系统安全运行、减少用户停电损失非常重要[2,3]。
2单相接地故障分析2.1 故障特点图1 单相接地故障示意图以C相为例(如图1),当系统中C相某一点发生单相接地故障时,C相对地电压为零,系统中性点发生偏移,非故障相的相电压均偏移一个相电压UC,UA’=√3UA且滞后UA30度,同样地,UB’=√3UB且超前UB30度,UA’+UB’=3U0=-3UC。
UAB’、UBC’、UCA’依然对称。
流经故障点的电流iD=ica+icb=3U/Xc,即系统全部电容电流之和。
由此可以看出,当发生单相接地故障时,故障相相电压为零,非故障相相电压升高为线电压,任意两相之间线电压不变且依然对称,因此不影响对用户的连续供电,这是中性点不接地系统中单相接地故障的最大优点。
由上面的分析可知,发生单相接地故障时,非故障相电压升高为线电压,为正常电压水平的√3倍,若长时间运行,可能会造成系统中绝缘薄弱环节发生击穿,发展为相间短路,导致线路跳闸,扩大事故。
第三章供电安全技术第一节变压器的中性点运行方式在交流供电系统中,变压器的中性点运行方式有三种,即直接接地、不接地和经消弧线圈(或限流阻抗)接地。
变压器的不同运行方式,对井下供电的安全有直接影响,下面就不同的运行方式的特点做简要的分析。
1、变压器中性点直接接地的危害。
中性点直接接地的危害主要有两方面:一是人体触电时大大增加了人体的触电电流;二是单相接地时形成了单相短路。
因此中性点直接接地对人身安全和矿井安全都极为不利。
如图1所示是在变压器中性点直接接地的供电系统中,人触及一相带电体时的情况。
当人体触及一相带电体时,跨接于人体的是相电压(人身电阻定为1000Ω),通过计算,当电源电压为380V时通过人体电流为220mA,660V时为380mA,1140V时为660mA。
此时的电流路径为:电源a相→人身→大地→接地体→电源中性点。
当人体通过5mA电流时,就有触电感觉,通过30~50mA电流时,就有生命危险,通过50mA以上电流时绝对有生命危险。
设计漏电保护时,假定人身电阻为1000Ω,通过人体的触电电流不超过30mA为安全电流。
当电网一相接地时,由于变压器中性点直接接地,电流没有经过阻抗而直接流回到了电源,形成了单相短路。
单相短路电流很大,在接地点将产生很大的电弧,有可能引起瓦斯和煤尘爆炸或人员伤亡。
因此,《煤矿安全规程》规定:严禁井下配电变压器中性点直接接地,严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。
2、变压器中性点不接地运行方式。
如图2所示,ra、rb、rc分别是电缆三相芯线的绝缘电阻,Ca、Cb、Cc为三相芯线的对地电容。
假如忽略电缆的对地电容,此时人触及一相带电体,则人身的触电电流通过路径为:电源a相→人体→大地→b相c相绝缘→b相→c相芯线→电源中性点。
设电网每相绝缘电阻在380V时为90000Ω,660V时为35000Ω,而人身电阻仍为1000Ω,通过计算,其触电电流分别为7mA和30mA。