电力系统中性点的运行方式（电气设备课件）

中性点经消弧线圈接地系统2.1.2单相接地故障

⒈简化等值电路假定C相完全接地，如下图。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22、分析：图2-2电流情况：电压情况：33、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→绝缘水平按线电压设计（35KV及以下

）中性点对地电压升为相值（方向与故障相电压相反，即-Ｕc）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（供电可靠性提高）接地点流过的电容电流是正常每相对地电容电流的３倍，即Ｉc＝３Ｉco→故在接地点有电弧4单相接地时接地电流危害

单相接地时的接地电流将在故障点形成电弧。当出现稳定电弧时可能烧坏电气设备，或引起两相或三相短路。尤其是电机或电器内部因绝缘损坏而造成一相导体与设备外壳之间接触产生稳定电弧时，更容易烧坏电机、电器或造成相间短路。5接地电容电流的经验算法：Ic—中性点不接地系统地单相接地电容电流（A）U—电网额定线电压（Kv）L—同一电压U具有电气联系的架空线路或电缆线路总长度（km）返回架空线路电缆线路6中性点经消弧线圈接地系统问题的提出为什么要采用中性点经消弧线圈接地系统？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。82.1消弧线圈的工作原理图3中性点经消弧线圈接地的电力系统（a）电路图（b）相量图92.2.1消弧线圈的工作原理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）消弧线圈不起作用→实现补偿102.2补偿方式及选用1、全补偿:ＩL＝ＩC

即１／ωＬ＝３ωＣ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:ＩL＜ＩC

即１／ωＬ＜３ωＣ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谐振。3、过补偿:ＩL＞ＩC

即１／ωＬ＞３ωＣ接地点为为感性电流注意：电感电流数值不能过大≯10A不采用少采用采用11中性点经消弧线圈接地系统

U相金属性接地电压变化特点: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

122.3消弧线圈1、消弧线圈结构特点：

①为了保持补偿电流与电压之间的线性关系，采用滞气隙铁芯

②气隙沿整个铁芯均匀设置，以减少漏磁

③为了绝缘及散热，铁芯和线圈都浸在油中

④为适应系统中电容电流变化特点，消弧线圈中设有分接头（5～9个）2、补偿容量的选择：Ｑh.e≥1.35ＩcＵx3、消弧线圈的安装地点发电厂的发电机或厂变的中性点；变电所主变的中性点。4、适用范围：广泛应用在不适合采用中性点不接地的以架空线路为主体的3-60kV系统；个别雷害严重的地区110kV系统不得已采用。返回13中性点不接地三相系统§2-1中性点不接地系统2.1.1正常运行情况

⒈简化等值电路图2-1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15假设条件C—各相对比地之间是空气层，空气是绝缘介质，组成分散电容：图2-1为了方便讨论，认为：1、三相系统对称2、对地分散电容用集中电容表示,相间电容不予考虑3、当导线经过完全换位后，Cu=Cv=Cw=C162、分析：图2-11、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，即173、结论正常运行时：地中没有零序电容电流流过。中性点对地电位为零。18中性点经消弧线圈接地系统自动跟踪补偿消弧线圈装置可以自动适时的监测跟踪电网运行方式的变化，快速地调节消弧线圈的电感值，以跟踪补偿变化的电容电流，使接地点残流始终处于规定的范围内。目前，国内自动跟踪补偿消弧线圈按改变电感方法的不同，大致可以分为以下几种：1、有分接头的调匝式消弧线圈

2、调容式消弧线圈

3、调气隙式消弧装置

4、磁阀式调节的消弧线圈5、高短路阻抗变压器式消弧线圈消弧线圈的分类及工作原理调匝式消弧线圈采用有载调压开关调节电抗器的抽头以改变电感值。它可以在电网正常运行时，通过实时测量流过消弧线圈电流的幅值和相位变化，计算出电网当前方式下的对地电容电流，根据预先设定的最小残流值或失谐度，由控制器调节有载调压分接头，使之调节到所需要的补偿档位，在发生接地故障后，故障点的残流可以被限制在设定的范围之内。调匝式消弧线圈原理调容式消弧线圈在绕组的二次侧并联若干组用真空开关或晶闸管通断的电容器，用来调节二次侧电容的容抗值，以达到减小一次侧电感电流的要求。电容值的大小及组数有多种不同排列组合，以满足调节范围和精度的要求。调容式消弧线圈原理调气隙式消弧线圈是将铁芯分成上下两部分，下部分铁芯同线圈固定在框架上，上部分铁芯用电动机带动传动机构可调，通过调节气隙的大小达到改变电抗值的目的调气隙式消弧线圈原理磁阀式消弧线圈原理中性点经消弧线圈接地系统一、消弧线圈的结构及工作原理

1.消弧线圈结构简介

消弧线圈种类：离线分级调匝式、在线分级调匝式、气隙可调铁芯式、气隙可调柱塞式、直流偏磁式、直流磁阀式、调容式、五柱式等。

气隙作用：避免磁饱和，使补偿电流和电压成线性关系，减少高次谐波，使电抗值较稳定，以保证已整定好的调谐值恒定。同时，带气隙可减小电感、增大消弧线圈的容量。

离线分级调匝式消弧线圈：结构如图所示。其外形和小容量单相变压器相似，有油箱、油枕、玻璃管油表及信号温度计。内部实际上是一只具有分段（即带气隙）铁芯的可调电感线圈，铁芯和线圈浸放在油箱内。

一、消弧线圈的结构及工作原理

1.消弧线圈结构简介

在线分级调匝式:由电动传动机构驱动油箱上部的有载分接开关，以改变线圈的串联连接匝数，从而改变线圈电感、电流大小。气隙可调铁芯式、气隙可调柱塞式:由电动机经蜗杆驱动可移动铁芯，通过改变主气隙的大小来调节导磁率，从而改变线圈的电感、电流。直流偏磁式:带气隙的铁芯上有交流绕组和直流控制绕组，通过调节直流控制绕组的励磁电流，来实现平滑调节消弧线圈的电感、电流。中性点直接接地系统3.1简化等值电路假定C相完全接地，如下图。图4单相接地故障时的中性点直接接地的电力系统293.2单相接地时

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02、电流情况形成短路→危害大→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。分析30优点：

1、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。适用范围

110kV及以上的系统广泛采用。结论返回31思考练习思考练习中性点直接接地系统中，发生单相接地时，电压和电流有什么变化？能否继续运行？为什么？中性点经阻抗接地系统引言

中性点经消弧线圈接地的缺陷：

（1）由于电感电流的滞后性使得电弧间歇接地过电压仍然会短时存在。

（2）电网的参数随时变化，调整消弧线圈的补偿容量响应速度教慢，仍然会造成过电压的出现。

（3）对全电缆出线的配电变电所，接地故障通常都为永久性故障，中性点安装消弧线圈已失去意义。

当接地电容电流小于规定值时，采用高阻接地方式，当接地电流大于规定值时，采用低电阻接地方式。一、中性点经低电阻接地的三相系统

中性点经低电阻接地运行时，所接的接地电阻的大小以限制接地相电流在600～1000A范围内为宜。由于电缆线路的永久性故障概率较大，不使用线路自动重合闸，须从电网结构、自动装置上采取措施证用户的供电可靠性。

以电缆为主体的35kV、10kV城市电网,可采用经低值电阻接地方式，二、中性点经高电阻接地的三相系统

发电机－变压器组单元接线的200MW及以上发电机，当接地电流超过允许值时，常采用中性点经高电阻接地的方式。

发电机中性点经高电阻接地后，可达到：（1）限制过电压不超过2.6倍额定相电压；（2）限制接地故障电流不超过10～15A；（3）为定子接地保护提供电源，便于检测。

发电机内部发生单相接地故障要求瞬时切机时，宜采用高电阻接地方式。较小城市的配电网除采用中性点经消弧线圈接地方式外，还可考虑采用经高值阻抗接地方式，以降低设备投资、简化运行工作并维持适当的供电可靠性。三、中性点经小阻抗接地的三相系统

在500kV及以上系统，为了限制单相短路电流，可在中性点与地之间接一个电抗值较小电抗器，保证正常运行时中性点的位移电压在允许范围内。

该接地方式的运行特点与中性点直接接地相同，发生单相接地时须立即跳开断路器。中性点采用小阻抗接地要求该系统中所有变压器的中性点都经一个小电抗器接地，既使系统被分裂成几个部分，也不会出现中性点不接地的变压器，对主变中性点绝缘水平要求大大降低。思考练习思考练习比较各种不同中性点运行方式的优、缺点，并说明各自的适用范围。主变和发电机中性点接地方式一、主变压器中性点接地方式

1.主变压器110～500kV侧中性点的接地方式主变压器的110～500kV侧采用中性点直接接地或经小阻抗接地方式，以降低设备绝缘水平。2.主变压器6～63kV侧中性点的接地方式主变压器6～63kV侧采用中性点不接地方式，以提高供电连续性，但当单相接地电流大于允许值时，中性点经消弧线圈接地，中性点经消弧线圈时宜采用过补偿方式。二、发电机中性点的运行方式

（1）125MW及以下的发电机内部发生单相接地故障不要求瞬时切机时，当单相接地故障电流小于允许值时，中性点采用不接地方式。（2）接地故障电流大于允许值的125MW及以下的发