中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)運(yùn)行方式

1、1 y y u （一）中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)1、正常運(yùn)行u（1）電壓情況：n= -u1yy+u y + u2 2 3+ +1 2 3y3如三相導(dǎo)線經(jīng)過(guò)完善換位，各相對(duì)地電容相等，即： c c c c，則 y y y y。所以：1 2 3 1 2 3un= -u +u132+u3= 0注意以上公式都是向量公式。圖 1正常運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng) （a)電路圖；（b）相量圖可見(jiàn)正常運(yùn)行中，電源中性點(diǎn)對(duì)地電壓為零，即中性 點(diǎn)對(duì)地電位相等。各相對(duì)地電壓為：第 1 相： ,=u +u =u；第 2 相:u,1=1 nu +u =u1；22n2u 第 3 相： ,=u +u =u；3 3 n 3結(jié)論：

2、正常運(yùn)行時(shí)，各向?qū)Φ仉妷簽橄嚯妷?，中性點(diǎn) 對(duì)地電壓為零。（2）電流情況：由于各相對(duì)地電壓為電源各相的相電壓。所以電容電 流大小 i 、i 、i 相等，相位差為 1200。它們之和仍c1 c2 c3為零 i =i +i +i =0，所以沒(méi)有電容電流流過(guò)大地。 3 c1 c2 c3當(dāng)各相對(duì)地電容不等時(shí)， u 不為零，發(fā)生中性點(diǎn)n位移現(xiàn)象。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，正常運(yùn)行時(shí)中性 點(diǎn)所產(chǎn)生的位移電壓較小，可忽略。2、發(fā)生單相接地故障時(shí)（1）電壓情況：圖 2 為第 3 相發(fā)生完全接地的情況，完全接地即 是金屬性接地，接地電阻很小，容易看出，這時(shí)中性點(diǎn)對(duì)地的電壓：u =-un3。各相對(duì)地電壓為： 第 1 相

3、：u =u +u =u ；11n13第 2 相:u =u +u =u ；22n23第 3 相：u=0；3ii圖 2生單相接地故障時(shí)的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)結(jié)論：故障相對(duì)地電壓為零，中性點(diǎn)對(duì)地電壓為相電 壓，非故障相對(duì)地電壓升高為線電壓。因此，這類系 統(tǒng)設(shè)備的對(duì)地的絕緣要按線電壓來(lái)考慮。（2）電流情況：由于輸電線路和電機(jī)電器的導(dǎo)電部分對(duì)地存在分布電 容，所以發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障點(diǎn)存在接地電容 電流。如上圖 2（a）所示，第 3 相發(fā)生完全接地（即金屬性接地）時(shí)，三相電容電流不對(duì)稱。第3 相電容i = i c 1 c 2=wcux。式中， w -角頻率，c-相對(duì)地電容，ux -相電壓。 這時(shí)三相電容

4、電流之和不在為零，大地有電流流過(guò)，第 3 相接地處的電流簡(jiǎn)稱系統(tǒng)的接地電流（接地 電容電流） 為第 1 相和第 2 相對(duì)地電容電流之和，3即：i= - (i+i)。3 c 1 c 2由圖 2（b）的相量圖可知， 在相位上正好較第3iu3 相的相電壓u 超前 900。而 i 的量值，3 3其 中 i =u / x = 3u / x = 3 ic 1 1 c 1 c c 1i= 3 i ,3 c 1， 因 此i3= 3 ic 1，即系統(tǒng)單相接地時(shí)接地電流（接地電容電流)是正常運(yùn)行時(shí)每相對(duì)地電容電流的 3 倍。 3、單相接地電容電流的計(jì)算由于線路對(duì)地電容 c 難于準(zhǔn)確確定，所以 i 和c1i 也不好

5、根據(jù) c 來(lái)準(zhǔn)確計(jì)算，在工程中，通常采用下 3列經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算： i3=un( l + 35 l ) oh cab350。式中， 為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地電容電 3流（a），n系統(tǒng)的額定電壓（kv），loh為同一電壓un的具有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度(km)，l 為同一電壓cabu 的具有電氣聯(lián)系的電纜線路總長(zhǎng)度（km）。n根據(jù)以上計(jì)算單相接地電容電流的公式可以分析 得出 : 電纜下路的接地電容電流是同等長(zhǎng)度架空線路 的 35 倍左右，所以在城區(qū)變電站中，由于電纜線路的 日益增多，配電系統(tǒng)的單相接地電容電流值是相當(dāng)可 觀的，有由于接地電流和正常時(shí)的相電壓相差 900，在 接地電流過(guò)零時(shí)加在

6、弧間隙兩端的電壓為最大值，造 成故障點(diǎn)的電弧不易熄滅，常常形成熄滅和重燃交替 的間隙性和穩(wěn)定性電弧，間隙性弧光接地能導(dǎo)致危險(xiǎn) 的過(guò)電壓，而穩(wěn)定性弧光接地會(huì)發(fā)展成相間短路，危機(jī)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。3、不完全接地的簡(jiǎn)單情況當(dāng)發(fā)生不完全接地時(shí)，即通過(guò)一定的電阻接地， 接地相對(duì)地電壓大于零而小于相電壓，未接地相對(duì)地 電壓大于相電壓而小于線電壓。中性點(diǎn)對(duì)地電壓大于 零而小于相電壓，線電壓仍保持不變，但此時(shí)接地電 流要小一些。4、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)， 當(dāng)中性點(diǎn)不接地的電力 系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，由圖 2（b）的相量圖看出，系 統(tǒng)的三個(gè)線電壓不論其相位和量值都沒(méi)有改變，因此 系統(tǒng)中的所有

7、設(shè)備仍可照常運(yùn)行，相對(duì)地提高了供電 的可靠性。但是這種狀態(tài)不能長(zhǎng)此下去，以免在另一 相又接地形成兩相接地短路，這將產(chǎn)生很大的短路電 流，可能損壞線路和設(shè)備。因此這種中性點(diǎn)不接地系 統(tǒng)必須裝設(shè)單相接地保護(hù)或裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置。當(dāng)系 統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，發(fā)出警報(bào)信號(hào)或指示，以提 醒運(yùn)行值班人員注意，及時(shí)采取措施，查找和消除接 地故障；如有備用線路，則可將重要負(fù)荷轉(zhuǎn)移到備用 線路上去。當(dāng)發(fā)生單相接地故障危機(jī)人身和設(shè)備安全 時(shí)，單相接地保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于跳閘。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)缺點(diǎn) 在于因其 中性點(diǎn)是絕緣的，電網(wǎng)對(duì)地電容中儲(chǔ)存的能量沒(méi)有釋放通路。當(dāng)接 地的電容電流較大時(shí)，在接地處引起的電弧就很難自 行熄滅，在

8、接地處還可能出現(xiàn)所謂間隙電弧，即周期 地熄滅與重燃的電弧。由于對(duì)地電容中的能量不能釋 放，造成電壓升高，從而產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓或諧振 過(guò)電壓，其值可達(dá)很高的倍數(shù)，對(duì)設(shè)備絕緣造成威脅。 由于電網(wǎng)是一個(gè)具有電感和電容的振蕩回路，間歇電 弧將引起相對(duì)地的過(guò)電壓，其數(shù)值可達(dá) (2.5 3)u ，x容易引起另一相對(duì)地?fù)舸?，而形成兩相接地短路。?以必須設(shè)專門的監(jiān)察裝置，以便使運(yùn)行人員及時(shí)地發(fā) 現(xiàn)一相接地故障，從而切除電網(wǎng)中的故障部分。 5、適用范圍在電壓為 310kv 的電力網(wǎng)中，一相接地時(shí)的電 容電流不允許大于 30a，否則，電弧不能自行熄滅； 在 2060kv 的電力網(wǎng)中，間歇電弧所引起的過(guò)電壓， 數(shù)值更大，對(duì)于設(shè)備絕緣更為危險(xiǎn)，而且由于電壓較 高，電弧更難自