第一节中性点不接地的三相系统第1页，共10页，2022年，5月20日，17点20分，星期六教学内容本节教学内容一、正常运行情况二、单相接地故障三、适用范围首页第2页，共10页，2022年，5月20日，17点20分，星期六引言电力系统中性点是三相绕组作星形连接的变压器和发电机的中性点。电力系统中性点与大地间的电气连接方式，称为电力系统中性点接地方式（即中性点运行方式）。电力系统中性点的运行方式，可分为中性点非有效接地和中性点有效接地两大类。中性点非有效接地包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经高电阻接地的系统，当发生单相接地时，接地电流被限制到较小数值，故又称为小接地电流系统；中性点有效接地包括中性点直接接地和中性点经小阻抗接地的系统，因发生单相接地时接地电流很大，故又称为大接地电流系统。我国电力系统广泛采用的中性点接地方式主要有不接地，经消弧线圈接地及直接接地三种。电力系统中性点接地方式与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、继电保护和自动装置的配置等有关，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运行安全以及对通信系统的干扰等。第3页，共10页，2022年，5月20日，17点20分，星期六一、正常运行情况各相导线对地的电容相等并等于C，正常时各相对地电容电流的有效值也相等，且有ICU＝ICV＝ICW＝ωCUph电力系统正常运行时，一般认为三相系统是对称的，若三相导线经过完全换位，则各相的对地电容相等，相对地电压分别为：对称电压的作用下，各相的对地电容电流大小相等，相位相差120°，如图（c）所示。各相对地电容电流的相量和为零，所以大地中没有电容电流过。各相电流为各相负荷电流与相应的对地电容电流的相量和，如图（b）所示，图中仅画出U相的情况。第4页，共10页，2022年，5月20日，17点20分，星期六二、单相接地故障当W相完全接地时，故障相的对地电压为零，即：非故障相U相和V相的对地电压分别为：则有：非故障相的对地电压升高到线电压，即升高为相电压的倍，各相对地电压的相量关系如图（b）所示：系统三相的线电压仍保持对称且大小不变。因此，对接于线电压的用电设备的工作并无影响，无须立即中断对用户供电。第5页，共10页，2022年，5月20日，17点20分，星期六二、单相接地故障Ｗ相接地时，W相对地电容被短接，Ｗ相的对地电容电流为零。未接地U、V相的对地电容电流的有效值为：此时三相对地电容电流之和不再等于零，大地中有容性电流流过，并通过接地点形成回路，接地电流：单相接地故障时，流过大地的电容电流，等于正常运行时一相对地电容电流的3倍，其有效值为：接地电流的大小与系统的电压、频率和对地电容值有关，而对地电容值又与线路的结构（电缆或架空线、有无避雷线）、布置方式、相间距离、导线对地高度、杆塔型式和导线长度有关。单相接地电容电流的实用计算为：式中：IC—接地电容电流，A；U—系统的线电压，kV；L1—架空线路的总长度，km；L2—电缆线路的总长度，km。当发生不完全接地时，即通过一定的电阻接地时，接地相的相对地电压大于零而小于相电压，未接地相的对地电压大于相电压而小于线电压，中性点电压大于零而小于相电压，线电压仍保持不变，此时的接地电流要比完全接地时小一些。第6页，共10页，2022年，5月20日，17点20分，星期六二、单相接地故障中性点不接地系统发生单相接地故障时产生的影响：单相接地时，在接地处有接地电流流过，会引起电弧，此电弧的强弱与接地电流的大小成正比。当接地电流不大时，交流电流过零时电弧将自行熄灭，接地故障随之消失，电网即可恢复正常运行；当接地电流超过一定值时，将会产生稳定的电弧，形成持续的电弧接地，高温的电弧可能损坏设备，甚至可能导致相间短路，尤其在电机或电器内部发生单相接地出现电弧时最危险；接地电流小于30A而大于5～10A时，有可能产生一种周期性熄灭与复燃的间歇性电弧，将引起过电压，其幅值可达2.5～3倍的相电压，这个过电压对于正常电气绝缘来说应能承受，但当绝缘存在薄弱点时，可能发生击穿而造成短路，危及整个电网的安全。单相接地故障时，由于线电压保持不变，对电力用户没有影响，用户可继续运行，提高了供电可靠性。为防止由于接地点的电弧及伴随产生的过电压，引起故障范围扩大，在这种系统中必须装设交流绝缘监察装置，当发生单相接地故障时，立即发出绝缘下降的信号，通知运行值班人员及时处理。电力系统的有关规程规定：在中性点不接地的三相系统中发生单相接地时，允许继续运行的时间不得超过2ｈ，并要加强监视。系统中电气设备和线路的对地绝缘必须按能承受线电压考虑设计，从而相应地增加了投资。第7页，共10页，2022年，5月20日，17点20分，星期六三、适用范围（１）3～10kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有35kV、66kV系统，不直接连接发电机的系统；当接地电流IC＜10A时；（２）3～10kV非钢筋混凝土或非金属杆塔的架空线路构成的系统，电压为3kV时，接地电流IC＜30A；电压为6kV时，接地电流IC＜20A；（３）3～10kV电缆线路构成的系统，接地电流IC＜30A；（４）与发电机有直接电气联系的3～20kV系统，如果
要求
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发电机带内部单相接地故障运行，当接地电流不超过允许值时。第8页，共10页，2022年，5月20日，17点20分，星期六思考练习思考练习1.什么是电力系统中性点？我国电力系统常用的中性点运行方式有哪几种？2.中性点不接地系统中，发生单相接地故障时，各电压和电流如何变化？画出电压、电流相量图。第9页，共10页，2022年，5月20日，17点20分，星期六本节结束！第10页，共10页，2022年，5月20日，17点20分，星期六
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