电气电网中性点课件

1、中性点运行方式和配电中性点运行方式和配电中性点的概念 1、电力系统的中性点：发电机、变压器的中性点且指变压器Y形接线 2、运行方式共三种： 中性点不接地运行方式 中性点经消弧线圈接地运行方式 中性点直接接地运行方式 前两种接地系统统称为：小接地电流系统， 后一种接地系统又称为：大接地电流系统。 3、分析中性点运行方式的目的：运行方式的不同会影响运行的可靠性、设备的绝缘、通信的干扰、继电保护等中性点不接地系统正常运行时的中性点不接地的电力系统（a）电路图 （b）相量图不接地系统运行特点1、三相系统对称时，三相电压对称,即2、由于Cu=Cv=Cw=C，则IcA=IcB=Icc=Ux/Xc 也对称，

2、即0CBANUUUUxcuocCIcBIcAIcI单相接地故障时 图2-2 单相接地故障时的中性点不接地的电力系统 （a）电路图 （b）相量图假定假定C C相完全接地，如下图相完全接地，如下图状况分析电流情况：电压情况：0.CCI0.3CBCACIII)(.BCACCIII00.3333CCACCIIIIBCCBBUUUU)(ACCAAUUUU)(0)(CCCUUU结论 接地故障相对地电压降低为零； 非接地故障相电压升高为线电压（ 倍）且相位改变 中性点对地电压升为相电压（方向与故障相电压相反，即-c） 相对中性点电压和线电压仍不变三相系统仍然对称，可以继续运行2h 接地点流过的电容电流是正常

3、每相对地电容电流的倍，即cco ，故在接地点有电弧产生。3中性点经消弧线圈接地 虽然中性点不接地电力网发生接地时，仍可继续运行2h，但若接地电流值过大，会产生持续性电弧，危胁设备，甚至产生三相或二相短路，所以我们为保证电网稳定运行必须消除电弧。消弧原理 中性点经消弧线圈接地的电力系统（a）电路图 （b）相量图状况分析1、正常运行时： 中性点对地电位为零：UN=0 消弧线圈中无电流：IL=0 流过地中的电容电流为零：IC=02、单相接地时： 中性点电位升高为相电压： 消弧线圈中出现感性电流 ：与 相差1800 流过接地点电流： + （相互抵消）CNUULIcILIcI方式选择1、全补偿:LC 即

4、 接地点电流为零 缺点：XL=Xc，网络容易因不对称形成串联谐振过电压危及绝缘2、欠补偿:LC 即 接地点为容性电流 缺点：易发展成为全补偿方式,切除线路或频率下降可能发生谐振。3、过补偿:LC 即 接地点为为感性电流 注意：电感电流数值不能过大10A结论故障相对地电压变为零非故障相对地电压升高 倍系统各相对地的绝缘水平也按线电压考虑 3中性点直接接地系统单相接地故障时的中性点直接接地的电力系统状况分析 1、电压情况（C相）接地相电压降低为0非接地相电压不变为相电压中性点对地电压不变为0 2、电流情况 形成短路装设继电保护跳闸切除故障（供电可靠性降低），避免接地点的电弧持续。 结论 优点： 1

5、、不外加设备即可消弧 2、降低电网对地绝缘，节省造价 缺点： 1、供电可靠性降低 改进：装自动重合闸装置、 加备用电源 2、电流很大且单相磁场对弱电干扰 改进： 中性点经电抗器接地 、仅部分中性点接地 3、不产生过电压，设备绝缘水平低20，造价低。中性点经小阻抗(小电阻或电抗器)接地 为了增大零序电抗，以限制单相短路电流中性点不同接地方式的比较 1、供电可靠性 经消弧线圈接地不接地直接接地 小接地系统优先小接地系统优先2、过电压与绝缘水平 大接地相电压 小接地线电压 大接地系统优先大接地系统优先3、继电保护 大接地灵敏、可靠 小接地不灵敏 大接地系统优先大接地系统优先4、对通信的干扰 大接地电

6、流大、干扰大 小接地电流小，干扰小 小接地系统优先小接地系统优先工程供电的方式 根据 IEC 规定的各种保护方式、术语概念，低压配电系统按接地方式的不同分为三类，即 TT 、 TN 和 IT 系统TT系统 一、TT 方式供电系统 TT 方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称 TT 系统。第一个符号 T 表示电力系统中性点直接接地；第二个符号 T 表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。TT系统特点 图中点画线框内是施工用电总配电箱，把新增加的专用保护线 PE 线和工作零线 N 分开，其特点是：共用接地线与工作零线没有电的

7、联系；正常运行时，工作零线可以有电流，而专用保护线没有电流； TT 系统适用于接地保护占很分散的地方。TT系统的缺陷 1 ）当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。但是，低压断路器不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。 2 ）当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，困此 TT 系统难以推广。 3 ） TT 系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。 TN系统二、TN 方式供电系统 这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，

8、用 TN 表示。TN系统特点1. 一旦设备出现外壳带电，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，这个电流很大，是 TT 系统的 5.3 倍，实际上就是单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全。 2. TN 系统节省材料、工时，在我国和其他许多国家广泛得到应用，可见比 TT 系统优点多。 TN 方式供电系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为 TN-C 和 TN-S 等两种。 TN-C方式 1） TN-C 方式供电系统 它是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，可用 NPE 表示TN-C系统特点1 ）由于三相负载不平衡，工

9、作零线上有不平衡电流，对地有电压，所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定的电压。 2 ）如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电。 3 ）如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使中性线上的危险电位蔓延。 4 ） TN-C 系统干线上使用漏电保护器时，工作零线后面的所有重复接地必须拆除，否则漏电开关合不上；而且，工作零线在任何情况下都不得断线。所以，实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。 5 ） TN-C 方式供电系统只适用于三相负载基本平衡情况。 TN-S方式 2） TN-S 方式供电系统 它是把工作零线 N 和专用保护线 PE 严格分开的供电系统，称作 TN-S 供电

10、系统TN-S特点1 ）系统正常运行时，专用保护线上没有电流，只是工作零线上有不平衡电流。 PE 线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线 PE 上，安全可靠。 2 ）工作零线只用作单相照明负载回路。 3 ）专用保护线 PE 不许断线，也不许进入漏电开关。 4 ）干线上使用漏电保护器，工作零线不得有重复接地，而 PE 线有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以 TN-S 系统供电干线上也可以安装漏电保护器。 5 ） TN-S 方式供电系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压供电系统。在建筑工程工工前的“三通一平”（电通、水通、路通和地平必须采用 TN-S 方式供电系统。 TN

11、-C-S系统 3） TN-C-S 方式供电系统 在建筑施工临时供电中，如果前部分是 TN-C 方式供电，而施工规范规定施工现场必须采用 TN-S 方式供电系统，则可以在系统后部分现场总配电箱分出 PE 线TN-C-S系统特点1 ）工作零线 N 与专用保护线 PE 相联通，如上图 这段线路不平衡电流比较大时，电气设备的接零保护受到零线电位的影响。 D 点至后面 PE 线上没有电流，即该段导线上没有电压降，因此， TN-C-S 系统可以降低电动机外壳对地的电压，然而又不能完全消除这个电压，这个电压的大小取决于 ND 线的负载不平衡的情况及 ND 这段线路的长度。负载越不平衡， ND 线又很长时，设

12、备外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不平衡电流不能太大，而且在 PE 线上应作重复接地。 2 ） PE 线在任何情况下都不能进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。 3 ）对 PE 线除了在总箱处必须和 N 线相接以外，其他各分箱处均不得把 N 线和 PE 线相联， PE 线上不许安装开关和熔断器。 通过上述分析， TN-C-S 供电系统是在 TN-C 系统上临时变通的作法。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时， TN-C-S 系统在施工用电实践中效果还是可行的。但是，在三相负载不平衡、建筑施工工地有专用的电力变压器时，必须采用 TN-S 方式供电系统。 IT系统三、IT 方式供电系统 I 表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。每二个字母 T 表示负载侧电气设备进行接地保护IT系统特点IT 方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。地下