配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地(總).

1、一、我國城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的發(fā)展概況一、我國城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的發(fā)展概況 1、建國初期，我國各大城市電網(wǎng)開始改造簡化電壓等級，將遺留下來的3kV、6kV配電網(wǎng)相繼升壓至10kV，解放前我國城市配電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地、直接接地和低電阻接地方式都存在過，上海10kV電纜配電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地、經(jīng)電纜接地、經(jīng)電抗接地3種方式并存運(yùn)行至今，北京地區(qū)10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)低電阻與消弧線圈并聯(lián)接地，上海35kV系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈和低電阻接地2種方式并存至今。但是，從50年代至80年代中期，我國1066kV系統(tǒng)中性點(diǎn)，逐步改造為采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地兩種方式，這種情況在原水利電力部頒發(fā)的電力設(shè)備過電壓

2、保護(hù) 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 規(guī) 程 S D J 7 - 7 9 中 規(guī) 定 得 很 明 確 。 2、80年代中期我國城市10kV配電網(wǎng)中，電纜線路增多，電容電流相繼增大，而且運(yùn)行方式經(jīng)常變化，消弧線圈調(diào)整存在困難，當(dāng)電纜發(fā)生單相接地故障時間一長，往往發(fā)展成為兩相短路。從1987年開始，廣州區(qū)莊變電站為了滿足較低絕緣水平10kV電纜線路的要求，采用低電阻接地方式，接著在近20個變電站推廣采用了低電阻接地方式，隨后深圳、珠海和北京的一些小區(qū)，以及蘇州工業(yè)園20kV配電網(wǎng)采用了低電阻接地，90年代上海35kV配電網(wǎng)也全面采用電阻接地方式。 3、90年代對過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范（SDJ7-79）進(jìn)行了修訂，并已

3、頒布執(zhí)行，在新規(guī)程中，有關(guān)配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的修改主要有以下幾點(diǎn)： （1）原規(guī)程中規(guī)定310kV配電網(wǎng)中單相接地電容電流大于30A時才要求安裝消弧線圈，新的規(guī)程將電容電流降低為大于10A時，要求裝消弧線圈。 （2）根據(jù)國內(nèi)已有的中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對635kV主要由電纜線路構(gòu)成的系統(tǒng)，其單相接地故障電流較 大時，中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地方式作為一種可選用的方案列入了新規(guī)程。 （3）對于6kV和10kV配電系統(tǒng)以及廠用電系統(tǒng)，單相接地電流較小時，將中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地也作為一種可選擇的方案列入了新規(guī)程。 4、現(xiàn)有的有關(guān)規(guī)程對消弧線圈的應(yīng)用的規(guī)定，僅適用于不帶電調(diào)整分接頭，不能自動調(diào)諧的消弧線

4、圈。這種消弧線圈在使用中存在以下問題： （1）調(diào)節(jié)不方便，必須退出運(yùn)行才能調(diào)分接頭。 （2）判斷困難，因?yàn)闆]有實(shí)時監(jiān)測電網(wǎng)電容電流，無法對運(yùn)行狀態(tài)作出準(zhǔn)確判斷，因此很難保證失諧度和中性點(diǎn)位移電壓滿足要求。 （3）隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，如果電網(wǎng)運(yùn)行方式經(jīng)常變化，要求變電站實(shí)行無人值班，手動的消弧線圈不可能始終運(yùn)行在最佳檔位，消弧線圈的補(bǔ)償作用不能得到充分發(fā)揮，也不能總保持在過補(bǔ)償狀態(tài)下運(yùn)行。 近年來，一些科研及制造廠家研制生產(chǎn)的自動跟蹤補(bǔ)償?shù)南【€圈，其電感值的改變方法大致可分為調(diào)匝式、調(diào)氣隙、磁閥式、高短路阻抗變壓器式和調(diào)容式等類型，這些產(chǎn)品在電力系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，逐步取得了一定運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。 二、電

5、力系統(tǒng)接地方式的分類二、電力系統(tǒng)接地方式的分類 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式指的是變壓器星型繞組中性點(diǎn)與大地的電氣連接方式。由于對各種電壓等級電網(wǎng)的運(yùn)行指標(biāo)的要求日益提高，電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的正確選擇具有越來越重要的實(shí)際意義。 我國的電力系統(tǒng)按照中性點(diǎn)接地方式的不同可劃分為兩大類：大電流接地方式和小電流接地方式。簡單的說大電流接地方式就是指中性點(diǎn)有效接地方式，包括中性點(diǎn)直接接地和中性點(diǎn)經(jīng)低阻接地等。小電流接地方式就是指中性點(diǎn)非有效接地方式，包括中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地等。在大電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時，由于 存在短路回路，所以接地相電流很大，會啟動保護(hù)裝置動作

6、跳閘。在小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時，由于中性點(diǎn)非有效接地，故障點(diǎn)不會產(chǎn)生大的短路電流，因此允許系統(tǒng)短時間帶故障運(yùn)行。這對于減少用戶停電時間，提高供電可靠性是非常有意義的。 三、三、 配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的特點(diǎn)配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的特點(diǎn) 采用大電流接地方式的系統(tǒng)我們稱之為大電流接地系統(tǒng)，采用小電流接地方式的系統(tǒng)我們稱之為小電流接地系統(tǒng)。 1. 大電流接地系統(tǒng)的特點(diǎn)是：大電流接地系統(tǒng)的特點(diǎn)是： （1）當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，由于采用中性點(diǎn)有效接地方式存在短路回路，所以接地相電流很大； （2）為了防止損壞設(shè)備，必須迅速切除接地相甚至三相，因而供電可靠性低； （3）由于故障時不會發(fā)生非接地相對地

7、電壓升高的問題，對于系統(tǒng)的絕緣性能要求也相應(yīng)降低 。 2. 小電流接地系統(tǒng)的特點(diǎn)是：小電流接地系統(tǒng)的特點(diǎn)是： （1）由于中性點(diǎn)非有效接地，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相短路接地時，故障點(diǎn)不會產(chǎn)生大的短路電流。因此，允許系統(tǒng)短時間帶故障運(yùn)行； （2）此系統(tǒng)對于減少用戶停電時間提高供電可靠性非常有意義； （3）當(dāng)系統(tǒng)帶故障運(yùn)行時，非故障相對地電壓將上升很高，容易引發(fā)各種過電壓，危及系統(tǒng)絕緣，嚴(yán)重時會導(dǎo)致單相瞬時性接地故障發(fā)展成單相永久接地故障或兩相故障。 中性點(diǎn)不接地方式，即中性點(diǎn)對地絕緣，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行方便，不需任何附加設(shè)備，投資省，適用于農(nóng)村10kV架空線路長的輻射形或樹狀形的供電網(wǎng)絡(luò)。該接地方式在運(yùn)行中，若

8、發(fā)生單相接地故障，流過故障點(diǎn)的電流僅為電網(wǎng)對地的電容電流，其值很小，需裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置，以便及時發(fā)現(xiàn)單相接地故障，迅速處理，避免故障發(fā)展為兩相短路，而造成停電事故。若是瞬時故障，一般能自動消弧，非故障相電壓升高不大，不會破壞系統(tǒng)的 對稱性，可帶故障連續(xù)供電2h，從而獲得排除故障時間，相對地提高了供電的可靠性。 采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式，即在中性點(diǎn)和大地之間接入一個電感消弧線圈，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，利用消弧線圈的電感電流對接地電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，使流過接地點(diǎn)的電流減小到能自行熄弧范圍，其特點(diǎn)是線路發(fā)生單相接地時，按規(guī)程規(guī)定電網(wǎng)可帶單相接地故障運(yùn)行2h。對于中壓電網(wǎng)，因接地電流得到補(bǔ)償，單

9、相接地故障并不發(fā)展為相間故障，因此中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式的供電可靠性，大大高于中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式，即中性點(diǎn)與大地之間接入一定阻值的電阻。該電阻與系統(tǒng)對地電容構(gòu)成并聯(lián)回路，由于電阻是耗能元件，也是電容電荷釋放元件和諧振的阻壓元件，對防止諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓，有一定優(yōu)越性。在中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式中，一般選擇電阻的阻值較小，在系統(tǒng)單相接地時，控制流過接地點(diǎn)的電流在500A左右，也有的控制在 100A左右，通過流過接地點(diǎn)的電流來啟動零序保護(hù)動作，切除故障線路。 第二節(jié)第二節(jié) 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)很簡單，只要在電源中性點(diǎn)處不附加

10、任何裝置。當(dāng)一相接地后，線電壓仍可保持平衡，可繼續(xù)供電一段時間。但是在電弧間歇接地時會產(chǎn)生高幅值電壓，并且會波及整個網(wǎng)絡(luò)，將破壞設(shè)備絕緣的使用壽命。 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)是中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的一種，實(shí)際上可以視為經(jīng)容抗接地的接地系統(tǒng)。該電容是由電網(wǎng)中的電纜、架空線路、電機(jī)、變壓器等所有電氣產(chǎn)品的對地耦合電容所組成的。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，流經(jīng)故障點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)電流是單相對地電容電流。 一、在不接地系統(tǒng)中的單相接地電流的計(jì)算一、在不接地系統(tǒng)中的單相接地電流的計(jì)算 在中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，接地故障電流總是通過電源變壓器的假想接地中性點(diǎn)接地，從而給單相接地故障電流提供回 來的通路。對于不接地系統(tǒng)而言，通常這

11、個故障電流只有幾十安培，其值遠(yuǎn)小于正常的負(fù)荷電流，所以一般不會對線路、電纜或其他設(shè)備造成破壞。但是該電流的持續(xù)時間不宜過長，需要單相接地選線保護(hù)及時報警或自動切除故障線路。 圖31 不接地系統(tǒng)的單相接地故障 如圖3-1所示，每一回饋出線路用一組獨(dú)立的集中對地電容（C1或C2）作模擬分布電容值。由于系統(tǒng)中的任何中性點(diǎn)都不接地，所以系統(tǒng)中的任何一點(diǎn)的零序阻抗為無窮大。對于零序電流而言，線路或其它元件的串聯(lián)阻抗比以線路對地導(dǎo)納表示的并聯(lián)阻抗小得多，因此可以忽略不計(jì)。此時接地故障電流由各相對地的電容構(gòu)成的回路決定。 根據(jù)戴維南定理，可把圖31簡化為圖32。由于線路阻抗比對地電容3C0小得多，故略去不計(jì)

12、。從圖3-2可得下列式子：（31） （32） 式中 單相接地電流，A； 電源角頻率，rad/s； C0相對地電容，F(xiàn)；jdIXddXjdURCjCjCjRUI00031331XdjdURCjICjU000311)(31 就接地保護(hù)而言，關(guān)鍵是確定變電站內(nèi)故障饋線的電流Ijd的大小及方向。 當(dāng)單相金屬接地時，Rd=0，則有圖32 等值電路XjdUCjI03XUU0（33） 故障前的線電壓，V； XU Rd故障點(diǎn)的過渡電阻，；中性點(diǎn)電壓，V。 0U圖33 單相接地時的等值電路（a）為穩(wěn)態(tài)電路；（b）為暫態(tài)電路 不接地系統(tǒng)中單相接地的暫態(tài)過程會使健全相產(chǎn)生高頻振蕩電壓，并使回路中的接地電流急劇升高，

13、其值遠(yuǎn)大于金屬接地時的穩(wěn)態(tài)電流。圖33（b）中的e為故障前的瞬間電壓，其值為Emsin（t+）。電容上的電壓和回路中的電流以式（34）和式（35）表示。11sin2cossinsinsinsinmCCbtbtmmEuuutZ CEEetetZ CZ C（）（）（）（）（34） 111sincossinsinsinsinmbtbtmmEiiitZEEetetZLCZ（）（）（）（）（35） 可見暫態(tài)電壓與暫態(tài)電流均由兩部分組成，一是以電源頻率變化的Uc和i，稱為強(qiáng)迫分量；另一是以1振蕩頻率的自由分量。兩自由分量的相角差為， b1arctan式（34）、式（35）中的1、b、值如下2001231）

14、（CRdCLe10。 2/32302CRLRbdeddeRCL31arctan當(dāng)b很小， 22，時，可得 btmcettCEu ）（000sincoscossin2btmettZEi ）（000coscossinsin（36） （37） 其幅值為22202maxmaxsincos CCUU22220maxmaxcossin II（38） （39） CZEUmCmaxZEImmax， 。 02maxmaxCCUU max0maxII ，時， 當(dāng)故 maxmaxmaxmax2CCCCUUUU （310） 0maxmaxmaxmaxIIII（311） 由式（310）和（311）可見，電容器上最大暫態(tài)

15、電壓為穩(wěn)態(tài)電壓最大值的兩倍，而回路中的暫態(tài)電流比穩(wěn)態(tài)電流最大值還要大。改變電路元件參數(shù)，可以根據(jù)式（35）求出最大暫態(tài)電流一族曲線，如圖34所示。 cmI2maxI圖中用代替式中， ， cmIXUCjI03為金屬接地時的全電容電流，其值等于。 曲線圖34的實(shí)際用途在于，在對某種繼電器保護(hù)和某些設(shè)備作整定計(jì)算時，有參考價值。二、二、 中性點(diǎn)不接地配電網(wǎng)故障過電壓分析中性點(diǎn)不接地配電網(wǎng)故障過電壓分析2.1. 對稱配電網(wǎng)故障過電壓分析對稱配電網(wǎng)故障過電壓分析在簡單的配電網(wǎng)絡(luò)中，假定網(wǎng)絡(luò)的電源EA， EB和EC是對稱的，線路對地的電容是相等的，即CA=CB=CC，并假定網(wǎng)絡(luò)的中性點(diǎn)O是不接地的，如圖3

16、5所示。圖34 最大暫態(tài)電流與電路參數(shù)元件參數(shù)的關(guān)系圖 圖35 簡單三相配電網(wǎng) 圖36 對稱網(wǎng)絡(luò)電壓相量圖當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時，由于電源電壓和線路參數(shù)都是對稱的，所以中性點(diǎn)電壓U0=0，線路電壓UA、UB、 UC也是對稱的，相量如圖36（a）所示。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生金屬性單相接地故障時，故障相A相的電壓U0=0，系統(tǒng)的中性點(diǎn)電壓發(fā)生了偏移，此時系統(tǒng)的中性點(diǎn)電壓U0為系統(tǒng)正常時A相電壓的負(fù)值，即U0-EA。由圖35的電路知道，非故障相B相和C相的電壓UB和UC分別為故障時的電壓相量如圖36（b）所示。從故障相量圖和公式（312）可以看出，在系統(tǒng)發(fā)生故障時，故障相的電壓為零，非故障相的電壓幅值都上升了倍，二者

17、的上升幅度是相同的，它們之間的相位差是60，此時三相對地的電壓是不對稱的，但三相之間的線電壓仍然保持對稱。因此，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，這種系統(tǒng)允許帶故障運(yùn)行一段時間，并在此時間內(nèi)快速查找故障原因和位置并切除故障。 01500jAABBBeEEUUUU01500jAACCCeEEUUUU（312） 32.2不對稱配電網(wǎng)故障過電壓分析不對稱配電網(wǎng)故障過電壓分析在我國的實(shí)際配電網(wǎng)絡(luò)中，多數(shù)連接到輸電網(wǎng)上，相對于配電網(wǎng)而言，輸電網(wǎng)的參數(shù)采用對稱參數(shù)表示，但配電網(wǎng)的架空線路一般都不經(jīng)過完全交叉換位，甚至根本就沒有交叉換位，各相參數(shù)是不相同的，各相的阻抗及對地導(dǎo)納都不完全相等。在這些參數(shù)中，對中性點(diǎn)電壓影響最大的

18、是線路對地的分布電容。假設(shè)圖35的網(wǎng)絡(luò)中三相對地的電容分別是CA、CB、CC，且CACBCC。在正常運(yùn)行時，根據(jù)戴維南定理推出中性點(diǎn)對地的電壓U0為CBACCBBAAYYYYEYEYEU0（313） 其中，YA、YB、YC分別為三相對地的導(dǎo)納。 以A相為基準(zhǔn)，忽略電導(dǎo)，式（313）可以改寫成CBACBAACCCCCCUU20（314） 從式（314）可以看出，線路的分布電容，直接影響系統(tǒng)中性點(diǎn)電壓，當(dāng)CA、CB、C各不相等時，中性點(diǎn)對地的電壓U0的幅值是不等于零的，相位發(fā)生了變化。所以，對于線路參數(shù)不對稱的配電網(wǎng)絡(luò)，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時，中性點(diǎn)的電壓就產(chǎn)生了偏移，根據(jù)式（312）可知， A 、 B

19、 、 C相對地的電壓幅度不再相等，互相的相位也不是120，即系統(tǒng)各相對地電壓是不對稱的。圖37展示了當(dāng)CACBCC時，系統(tǒng)電壓的相量圖。其中，0120je。圖37 不對稱網(wǎng)絡(luò)電壓相量圖 設(shè)在A相發(fā)生單相接地故障，YA=0，此時由于接地故障引起的參數(shù)不對稱，較線路結(jié)構(gòu)參數(shù)的不對稱要大得多，所以系統(tǒng)中性點(diǎn)電壓偏移，主要是由于短路故障造成的。忽略次要因素，則根據(jù)式（314）可以近似得到中性點(diǎn)電壓 0UCBCBACCCCUU20（315） 由式（315）可以看出，中性點(diǎn)對地的電壓偏移的幅值和相位與線路對地的電容的大小密切相關(guān)，從而影響到故障時非故障相電壓幅值升高和相位變化的程度，CB和CC的大小改變，

20、 0UBUCU以及、都隨著發(fā)生變化。如圖38的相量所示，當(dāng)B相 對地的電容大于C相對地電容時， 0U在相位上更接近UB， 同時B相過電壓的幅值較B相過電壓的幅值高；反之，則 0U在相位 上更接近UC，B相過電壓的幅值較C相過電壓的幅值低。從這里可以看出，對中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)來說，由于各相對地的電容不一樣，使得非故障相電壓幅值升高和相位變化 的程度都不一 樣，與對稱系統(tǒng)的非故障相電壓的等幅上升的結(jié)論是不同的。圖38 不對稱網(wǎng)絡(luò)故障時的電壓相量圖2.3 發(fā)生單相故障時線路中各相電壓變化分析發(fā)生單相故障時線路中各相電壓變化分析 從以上分析可以看出，中性點(diǎn)不接地配電網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，系統(tǒng)產(chǎn)生了

21、零序電壓和不對稱電壓，即在故障點(diǎn)故障相的電壓為零，非故障相的電壓幅值升高，當(dāng)參數(shù)不對稱時，兩個非故障相電壓升高的程度也不一樣，同時相位發(fā)生了與對稱網(wǎng)絡(luò)不同的變化； 在電源點(diǎn)， 電源EA、EB、EC是對稱的。也就是說，從電源點(diǎn)到故障點(diǎn)，故障相A相的EA由電源電壓EB和EC變化到故障點(diǎn)的電壓 和 。盡管網(wǎng)絡(luò)參數(shù)是不對稱的，但對每相線路來講，其分布參數(shù)是均勻變化的，即線路上各相的電壓是由電源點(diǎn)線性的變化到故障點(diǎn)電壓，圖39的相量圖直觀地描述了故障時，線路上電壓的變化情況，三個相量分別代表電源相量、線路上某一點(diǎn)的相量和故障點(diǎn)的相量。 圖39 不對稱網(wǎng)絡(luò)故障時線路的電壓相量圖BECE 由上可知，對于中性

22、點(diǎn)不接地，線路沒有經(jīng)過完全交叉換位的配電網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)的故障過電壓與線路的分布電容的大小有直接的影響，并隨著線路的長度增加影響的程度增大。當(dāng)線路較長時，非故障相過電壓程度可能達(dá)到正常電壓的2倍以上，各相之間的相互相位差也不是120o，明顯出現(xiàn)電壓不對稱的情況。因此，在配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)以及運(yùn)行等方面，包括絕緣、跨步電壓、保護(hù)設(shè)定等等，僅僅考慮故障電壓上升3倍是不夠的，必須考慮到不對稱電壓的因素。 間歇弧光接地過電壓是由于不穩(wěn)定電弧引起的，電弧燃燒或熄滅的隨機(jī)性是影響過電壓的主要原因。理論分析只是把復(fù)雜的并具有統(tǒng)計(jì)性的燃弧過程理想化后作某種解釋，實(shí)際的電弧過程不可能像理論分析所假定條件那樣整齊劃一。事

23、實(shí)證明，實(shí)測的過電壓值一般都比理論分析值低。 到目前為止，在分析電弧過程方面有三種理論，即高頻熄弧理論、工頻熄弧理論和熄隙恢復(fù)抗電強(qiáng)度理論。多數(shù)研究者認(rèn)為2.4 對于間歇弧光接地過電壓的分析對于間歇弧光接地過電壓的分析 電弧的熄滅與重燃的時間是決定最高過電壓的主要因素。以高頻振蕩電流第一次過零時熄弧來分析電壓發(fā)展過程的，稱為高頻熄弧理論；以工頻電流過零時熄弧來分析過電壓的發(fā)展過程的，稱為工頻熄弧理論；熄隙恢復(fù)抗電強(qiáng)度理論是前蘇聯(lián)YM朱瓦爾雷和HH別列亞柯夫提出來的。他們認(rèn)為在過電壓的發(fā)展過程中，起主要作用的不是熄弧時間，而是熄弧后間歇的恢復(fù)抗電強(qiáng)度。當(dāng)電流過零后，弧隙抗電強(qiáng)度恢復(fù)速度大于電壓恢

24、復(fù)速度時，重燃就不會發(fā)生。 2.4.1. 過電壓發(fā)生的原因分析過電壓發(fā)生的原因分析 研究過電壓發(fā)生的規(guī)律是為了找出限制其發(fā)展的措施，以便避其害而實(shí)現(xiàn)其最大限度的供電可靠性。單相接地故障約占電網(wǎng)全部故障的60%以上，中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生間歇電弧過電壓是常用接地方式中可能發(fā)生的過電壓方式，最大可能值達(dá)到3.5倍相電壓，現(xiàn)簡要分析如下。設(shè)中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生A相接地，如圖310所示。 在圖310中，電源電動勢EaUmsin(t)，EbUmsin(t120o)，EcUmsin(t120o)，Um為電源電動勢幅值，L為電源漏電感，r為電網(wǎng)等值電阻，CM為線間電容，CN為每相線路對地電容。假設(shè)tt1時，A

25、相接地，對應(yīng)的相角t90o。在接地前瞬間，各相對地電壓、線電壓的瞬時值為ua(t1)Um；ub(t1)uc(t1)0.5Um；uba(t1)uca(t1)1.5 Um。A相接地后，健全相B、C的對地電容CN分別與A相的相間電容CM并聯(lián)，CN與CM上原有電荷要重新分配并快速平衡，于是使B、C相對地電壓從0.5Um升至開始自由振蕩的初始電壓Uc1圖310 中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)A相接地 可見，A相接地，B、C相對地電壓因?yàn)橄嚅g電容上的電荷1.5UmCM的加入，使得相對地電壓增大KUm，升至Uf1，然后開始振蕩，由Uf1過渡到B、C相的穩(wěn)態(tài)電壓uba(t)、uca(t)。以B相對地電壓ub(t)為例mMN

26、MmNmcUKCCCUCUU）（5 . 05 . 15 . 01MNMCCCK（316） teAtututbab11cos1）（）（mmmcbaUKUKUutuA）（）（）（15 . 05 . 1111）（MNCCL311（317） （318） （319） 式中，A1自由振蕩初始振幅； 1忽略阻尼作用的自由振蕩角頻率； 1自由振蕩的衰減系數(shù)。 式（317）的前一項(xiàng)是ub(t)的強(qiáng)迫分量，A相接地，B相對地電壓升為線電壓uba；第二項(xiàng)是疊加在uba上的暫態(tài)分量，它是衰減的高頻振蕩分量，其最大值由式（318）決定。 以接地瞬間時為分析起點(diǎn)，經(jīng)自由振蕩半個周期， ，B相電壓瞬間值達(dá)到最大。因1遠(yuǎn)遠(yuǎn)大

27、于工頻角頻率，所以可近似地認(rèn)為t2時B相工頻電壓仍保持原值不變，即1122Ttt1115 . 1maxeUKUUmmb）（考慮到一般配電網(wǎng)111， 令 11d，則有 ）（ded1，故上式可寫為bmaxmU1.5(1K)(1 d)U（320） 上面敘述了第一次熄弧前后健全相電壓變化過程，現(xiàn)在以圖311表示。UbmaxUcmax1.5+(1-K)(1-d)1.51.50.5(1-K)KUs1UbaUcaUbUcUa圖311 第一次熄弧前后健全相電壓變化 圖中已設(shè)Um1，Ua、Ub、Uc、Uba、Uca均為電壓向量，其縱坐標(biāo)的投影即為瞬時值。A相接地，B相電壓為0.5，熄弧，B相電壓由0.5跳至Uc

28、10.5K，然后以線電壓1.5倍 為基礎(chǔ)進(jìn)行 振蕩，其最大幅值為 c1(1.5U )(1 K)考慮到高頻振蕩的衰減， ， 振幅為 (1K)(1d)，因而，健全相最大電壓為 1.5(1K)(1d)。 再分析第一次熄弧后的情況。由燃燒時健全相電壓變化可知，接地電流是由工頻強(qiáng)制分組成。因遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于，自由分量的幅值遠(yuǎn)大于強(qiáng)制分量，其合成電流第一次過零時，可近似為工頻電壓保持原值不變。設(shè)合成電流第一次過零時電弧熄滅，此時，兩健全相留有電荷CNUbmax，及CNUcmax，Ucmax為C相最大電壓，Ucmax=Ubmax，而故障相的電荷為零。熄弧后瞬間，三相對地電壓電容平均分配電網(wǎng)中儲存的電荷，使電網(wǎng)中性點(diǎn)

29、對地出現(xiàn)位移電位UNUN為直流分量，不考慮電網(wǎng)對地泄漏，則UN在重燃前，保持不變。熄弧后，故障相電壓將過渡到，此時，系統(tǒng)中已無單相接地，電網(wǎng)自由振蕩角頻率為 1NMm2(CC )U sint12NbmaxNcmaxNbmaxNC UC U2UU3C3（321） aU (t)a2U (t )aNU (t)U22NM1L(C3C )（322）自由振蕩的初始振幅A2為熄弧瞬間A相強(qiáng)制電壓與初始電壓（燃弧時電壓為零之差），即2NmAUU（323） 故障相熄弧時出現(xiàn)的振蕩電壓最大值UF，又稱熄弧尖峰電壓。不計(jì)第一次振蕩的衰減，熄弧尖峰電壓UF為 （324） F2NmU2A =2(UU )隨著時間的增長，

30、故障相振蕩電壓衰減，按規(guī)律變化，如圖312所示。 aNU (t)U熄弧后是否會重燃，取決于電弧減息抗電強(qiáng)度恢復(fù)程度與間隙兩端電壓恢復(fù)電壓恢復(fù)速度。圖312中畫出了三種典型的恢復(fù)強(qiáng)度特性，如曲線W1、W2、W3所示。 UNua(t)+UN ua(t)W3W2W1tt1UFUq/Um210t3t2t4圖312 第一次熄弧后故障相電壓 具有W1特性曲線的恢復(fù)強(qiáng)度時，熄弧后不再發(fā)生重燃，因間隙恢復(fù)強(qiáng)度增長速度總是高于恢復(fù)強(qiáng)度增長速度，所以過電壓值不大于式（320）確定的值。這種情況一般在線路不長、單相接地電流Id不大、弧道中游離不強(qiáng)烈時產(chǎn)生。 具有W2特性曲線的恢復(fù)強(qiáng)度時，雖恢復(fù)強(qiáng)度曲線高于熄弧尖峰電

31、壓，但恢復(fù)強(qiáng)度增長速度慢于恢復(fù)電壓增長速度，當(dāng)時間增長至t4（接近該相電壓最大值）時，電弧重燃。接著又可能在高頻電流過零時熄滅，從而出現(xiàn)間隙性電弧接地，過電壓值將比（320）計(jì)算的大。具有W3特性曲線的恢復(fù)強(qiáng)度時，在熄弧尖峰電壓（近似為t3時）就發(fā)生電弧重燃，電弧可能在工頻電流過零時才熄滅，隔工頻半周波時間重燃一次，也出現(xiàn)間隙電弧接地。對具有W2、W3特性曲線恢復(fù)強(qiáng)度的弧道間隙，無論發(fā)生哪種重燃情況，在n次重燃時由于線間電容的并入，健全相（B相）電壓躍至自由振蕩的初始電壓Usn bnN n 1NbnanMsnNMbnN n 1anN n 1u (t )UCu (t )u (t )CUCCu (

32、t )Uu (t )UK （325） 式中為n次重燃前瞬間B相對地電壓；為次重燃熄弧后留下的中性點(diǎn)位移電壓；為n次重燃時B相對地電壓（即線電壓瞬時值）。由Usn可得n次重燃時B相自由振蕩的初始振幅An nbnansnanNn-1Au (t ) u (t ) Uu (t ) U(1 K)（326） 若考慮高頻自由振蕩衰減，則第一個振蕩半周的振幅為。接著，可知n次重燃時健全相（例如B相）最大過電壓值Ubm bmbnananNn 1Uu (t ) u (t ) u (t ) U(1 K)(1 d) （327） 顯然，上式中的前一項(xiàng)為工頻強(qiáng)制分量，后一項(xiàng)是疊加在工頻電壓上自由振蕩的最大振幅。例如，則式

33、（327）與式（320）相同。由上分析可知，間隙電弧接地過電壓形成的基礎(chǔ)是間隙電弧熄弧時，電網(wǎng)對地電容中電荷的積累，使電網(wǎng)中性點(diǎn)出現(xiàn)位移電壓。位移電壓和過電壓的大小隨熄弧和重燃的時刻不同而不同。 n0Nn 1U0 bnN n 1u (t )U N n 1U bnanu (t )u (t )nA (1 d)2.4.2. 用三種弧光接地理論進(jìn)行分析用三種弧光接地理論進(jìn)行分析 間歇電弧接地過電壓形成的原因是熄弧時電網(wǎng)對地電容中的電荷受到積累，因而電網(wǎng)中性點(diǎn)出現(xiàn)位移電壓。位移電壓和過電壓的大小隨熄弧和重燃的時刻不同而不同，現(xiàn)在按前述的三種理論作簡要分析如下： （1）按高頻理論分析。故障相每次在電壓為最

34、大值時燃弧，并在高頻振蕩電流第一次過零點(diǎn)的時候熄滅，由此產(chǎn)生的中性點(diǎn)位移電壓UN將比工頻半周增大些，但增長趨勢逐漸減慢。因重燃電壓受恢復(fù)強(qiáng)度的限制，重燃時電荷將通過電弧接地而被釋放。因此，過電壓達(dá)到極限值時，n次重燃與（n1）次重燃產(chǎn)生的過電壓基本相同，即Unm=U（n1）m，由此可近似求得（n1）次熄弧后電網(wǎng)中性點(diǎn)位移電壓為 1111233NbmcmN nbmNCUUUUC （） Ubm1和Ucm1分別為健全相（B、C相）最大過電壓，并且Ubm1= Ucm1。在n次重燃時，尚有 ，將上述關(guān)系式代入（327）中 1123anN nmbmutUUU （ ）（）， 1.5bnanmu tutU（

35、） （ ）11(1)bmbnananN nUu tututUKd （ ） （ ）（ ）（）（328） 則得高頻理論分析的最大過電壓值為11.51(1)211(1)3bmmKdUUKd（）（）（329） （2）按工頻熄弧理論分析。接地電弧在工頻電流過零時熄滅，即燃弧時間將持續(xù)半個工頻周期，在此時間內(nèi)，故障相電壓中的高頻自由振蕩分量已衰減完畢。熄弧瞬間健全相電 壓為1.5Um或-1.5Ucm1， 電網(wǎng)中性點(diǎn)位移電壓 21.53NmmUUU 。n次重燃時， 有 1( )2anN nmu tUU ( )( )1.5bnanmUtUtU， 。將這兩個關(guān)系式代入式（327）， 得工頻理論分析的最大過電壓值

36、為 （3）按電弧間隙絕緣恢復(fù)速度和電壓恢復(fù)速度的相對關(guān)系分析。間隙電弧最后熄弧成功，是熄弧尖峰電壓UF不大于某一極限值。對應(yīng)此極限值的電網(wǎng)中性點(diǎn)位移電壓UN可由式（324）求出 。若健全相過電壓為正值，則A相重燃前電壓和UN是負(fù)值。于是有 ，將此兩個關(guān)系式代入健全相（B相）電壓躍至自由振蕩的初始電壓 得按間隙抗電強(qiáng)度特性分析的最大電壓值 21.52(1)(1)bmmmUUUKd（330） mFNUUU21( )(0.52)anNFmu tUUU ( )( )1.5bnanmU tUtU， 11( )( )snbnN nanN nUU tUu tUK ， 31.50.5211bmmFmUUUUK

37、d（331） 2.4.3 限制弧光接地過電壓的措施限制弧光接地過電壓的措施 （1）將電源中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地，即采用中性點(diǎn)低電阻接地方式，以便在單相接地時產(chǎn)生巨大的短路電流，形成穩(wěn)定的接 地電弧，使繼電保護(hù)裝置可以迅速切除故障線路。采用這一接地方式要綜合考慮，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。 （2）人為地增大相間電容，是抑制弧光接地過電壓的有效措施。 （3）采用消弧線圈串聯(lián)電阻接地方式。目前，我國自行研制成功的自動跟蹤補(bǔ)償消弧線圈裝置，多數(shù)采用了串聯(lián)電阻接地方式。這種接地方式兼?zhèn)淞讼【€圈和小電阻接地的優(yōu)點(diǎn)，是中壓電網(wǎng)較為理想的一種接地方式。這種消弧線圈串聯(lián)電阻接地方式，在正確的調(diào)諧條件下，可以做到

38、既降低間歇電弧接地過電壓的幾率，又降低了這種過電壓的幅值。 （4）在配電網(wǎng)母線上加設(shè)四支金屬氧化物避雷器，以組成星型接線避雷器組。這種接線方式既限制了相對地過電壓，又限制了相間過電壓。 （5）定期作好電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)和檢修維護(hù)工作，消除絕緣隱患和絕緣薄弱環(huán)節(jié)，保證設(shè)備具有良好的絕緣性能。 （6）根據(jù)規(guī)程規(guī)范要求，裝設(shè)可靠性高的單片機(jī)接地選線保護(hù)裝置，并按有關(guān)規(guī)范要求使其輸出動作快于斷路器跳閘。 2.5. 對不對稱短路引起的工頻電壓升高的分析對不對稱短路引起的工頻電壓升高的分析 不對稱短路是電力系統(tǒng)常見的故障形式。通常，單相接地故障的概率較兩相接地故障率高，約占電力系統(tǒng)中全部故障數(shù)量的60%

39、以上。單相接地時非故障相電壓升高也比兩相接地故障時大，系統(tǒng)中避雷器額定電壓就是以單相接地故障時工頻電壓升高為依據(jù)而確定的，因而一般以單相接地故障為例來分析不對稱短路時而引起的工頻電壓升高。 2.5.1. 對稱分量法對稱分量法 在分析計(jì)算不對稱短路故障時，通常采用對稱分量法。對稱分量法是基于三個獨(dú)立的“相序”網(wǎng)絡(luò)，把這些序網(wǎng)作適當(dāng)?shù)慕M合，就能表示電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱故障的情況。 在實(shí)際的電力系統(tǒng)中是不存在真正的這三個獨(dú)立的“相序”網(wǎng)絡(luò)的，它們只是一種純數(shù)學(xué)的工具而已。對稱分量法是依據(jù)：任何一個不平衡的三相系統(tǒng)中的電壓和電流，都可以分解為三個 對稱的相量系統(tǒng)，這三個獨(dú)立系統(tǒng)包括正序、負(fù)序和零序。 （

40、1）正序系統(tǒng)：由三個大小相等，在空間上間隔120o分布相量組成，其旋轉(zhuǎn)方向與電力系統(tǒng)中電壓的旋轉(zhuǎn)方向一致，即正方向。 （2）負(fù)序系統(tǒng)：由三個大小相等，在空間上相隔120o分布所組成，其旋轉(zhuǎn)方向與正序相同，但三個向量的排列順序與正序相反。 （3）零序系統(tǒng)：由三個大小相等，方向相同，旋轉(zhuǎn)方向與正序相同的相量組成。 2.5.2. 系統(tǒng)零序阻抗系統(tǒng)零序阻抗 由于大型電機(jī)的電阻分量很小，故同步電機(jī)（包括發(fā)電機(jī)）的阻抗一般指電抗值。其負(fù)序阻抗比正序阻抗小15%25%，近似等于次暫態(tài)電抗值。發(fā)電機(jī)的零序阻抗取決于繞組的排列方式。系統(tǒng)中所有的發(fā)電機(jī)中至少有一臺的中性點(diǎn)被接地時才有可能產(chǎn)生零序電流，否則就不會有

41、零序電流。 變壓器的零序阻抗取決于繞組的排列方式，也取決于其中性點(diǎn)的接地方式是否允許繞組中流過平衡的零序電流。下面表示一些變壓器繞組的接線方式，以及變壓器一次側(cè)或二次側(cè)發(fā)生接地故障時，電流通過繞組的情況： （1）變壓器兩側(cè)各為接地的星型接法。二次側(cè)發(fā)生接地故障時，零序電流可在兩側(cè)繞組中自由流通； （2）變壓器為三角形/星型接線中，零序電流可在一次側(cè)產(chǎn)生環(huán)流，它可以平衡接地故障中在二次側(cè)星型繞組中產(chǎn)生的零序電流； （3）變壓器繞組為星型/星型接法，但二次側(cè)中性點(diǎn)接地并帶有第三繞組。這個第三繞組為零序電流提供了環(huán)流路徑。在這種情況下，流過零序電流時，變壓器表現(xiàn)為一個與勵磁電抗同數(shù)量級的高電抗。三柱

42、心式變壓器的電流會更大，因此此時零序漏磁通比五柱殼型時更大； （4）在星型/三角接法中，一次繞組發(fā)生單相接地故障時，零序電流流過二次側(cè)三角形繞組，但不會進(jìn)入二次網(wǎng)絡(luò)。如果 為了限制二次故障電流，則需要增加輔助變壓器，并把其中性點(diǎn)通過阻抗Zg接地，這時中性點(diǎn)的接地阻抗的等值零序阻抗為3Zg。 2.5.3. 單相接地故障電流單相接地故障電流 （1）略去電阻分量。當(dāng)A相發(fā)生接地時，其單相接地電流的計(jì)算忽略零序阻抗中的電阻分量和Ifn，并近似地認(rèn)為電網(wǎng)的負(fù)序電抗X2與正序電抗X1相等，則序電流為： 式中， 分別為故障點(diǎn)的零序、正序、負(fù)序電流； X0零序阻抗； 故障點(diǎn)在發(fā)生故障前的對地電壓。 在線路不長

43、時，UX為電源運(yùn)行相電壓Uxg，故障點(diǎn)健全相的電壓大小為x01210UI =I =Ij(2XX )（332） 012I ,I ,I XU 其中為接地系數(shù)，其值由故障點(diǎn)看進(jìn)去的 值決定。 的值的大小表征電網(wǎng)三相間的電磁聯(lián)系的強(qiáng)弱程度。 =1，表示三相間是完全獨(dú)立的，互不聯(lián)系， ，非故障相并不因故障相接地而引起對地電壓的波動； 1，相間是存在電磁聯(lián)系的，單相接地時，非故障相對地電壓將變?yōu)?。隨電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的不同， 值明顯不同， 值也出現(xiàn)較大差異。 （2）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。線路總長在1500km以內(nèi)時，X0值為容抗，是負(fù)值；X1由發(fā)電機(jī)暫態(tài)同步電抗、變壓器漏抗以及gXgXCBUXXXXUUU4

44、325 . 1210210 （333） 10XX10XX10XX110XXgXU10XX 線路感抗組成，是正值。當(dāng)線路不長，如200km， 約為-40，單相接地時，非故障相對地電壓約為101倍線電壓（=1.9）。因此，避雷器額定電壓應(yīng)不低于1.1倍最大運(yùn)行線電壓。如10kV系統(tǒng)最大運(yùn)行電壓為11.5kV，避雷器額定電壓為1.111.5=12.65kV，取12.7kV。這種額定電壓為1.1倍最大運(yùn)行線電壓的避雷器，俗稱110%（電壓）避雷器。 隨著線路的增長，線路容抗減小， 絕對值減小，非故障相電壓升高越大，當(dāng) =-2時，單相接地會造成電網(wǎng)線性諧振，理論上，非故障相對地電壓可達(dá)無窮大。但實(shí)際上，

45、單純線路增長是不會達(dá)到或接近諧振狀態(tài)的。但值得注意的是因防雷或其它需要，三相對地接有較大電容時，應(yīng)作驗(yàn)算，防止工頻電壓升高超過允許值。 通常認(rèn)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地時，非故障相電壓10XX10XX10XX 為線電壓，但這只是在一定的 范圍內(nèi)才成立的。 （3）中性點(diǎn)經(jīng)低阻抗接地或直接接地系統(tǒng)。由于零序電抗X0是感性的， 為正值，單相接地時不會出現(xiàn)線性諧振。 值的大小取決于系統(tǒng)中性點(diǎn)接地變壓器與主變壓器總?cè)萘康谋戎?。一?3，非故障相電壓不大于0.8倍線電壓?？蛇x用額定電壓為 0.8倍線電壓的避雷器作保護(hù)單元。 （4）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。消弧線圈運(yùn)行在全補(bǔ)償狀態(tài)時，單相接地故障點(diǎn)電流為

46、零，電網(wǎng)零序電抗X0， ， ，非故障相電壓為線電壓；若消弧線圈運(yùn)行在欠補(bǔ)償狀態(tài)時，零序電抗為容性， 接近 -，非故障相電壓從高于線電壓降低至接近線電壓；若電網(wǎng)為過補(bǔ)償狀態(tài)，零序電抗為感性， 接近，非故障相電壓從小于線電壓升至接近線電壓。10XX10XX10XX10XX10XX10XX10XX3計(jì)入電阻分量，即Rd0，可得26001031CUUUXX260601031103dXjdjRCUCII（334） （335） 式中，單相經(jīng)過過渡電阻接地時，中性點(diǎn)不接 地電網(wǎng)的接地系數(shù)；UX電網(wǎng)運(yùn)行的相電壓，V； Ijd單相完全接地時電容電流的絕對值，A； C0電網(wǎng)每相對地電容，F(xiàn)；Rd過渡電阻，；電網(wǎng)角

47、頻率，rad/s。 由式（327）和（328）可知，當(dāng)單相經(jīng)過渡電阻接地時，電網(wǎng)產(chǎn)生的零序電壓U0和單相接地電流Ij均比單相完全接地時小倍，隨著單相接地電容的增大及故障點(diǎn)過渡電阻的增大，都隨之減小。第三節(jié)第三節(jié) 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地 一、中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地分析一、中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地分析 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地時，故障點(diǎn)電流將增大，跳閘次數(shù)會大大增加，如果線路沒有重合閘，停電次數(shù)將會增加，供電可靠性降低，但在以電纜為主的電網(wǎng)中，因故障率低，使得這一問題并不突出。 對于在接地故障下的工頻過電壓，和作為一個限制故障電流的設(shè)備來看，電阻器要比電抗器差。在散熱和保持供電可靠性方面，它

48、也不是很有利的，還存在一個危險的電阻值范圍。在這范圍內(nèi)，接地故障時消耗的電能大到足以引起發(fā)動機(jī)間大相位搖擺，或甚至使穩(wěn)定性受到危害。在電阻接地的系統(tǒng)里， 當(dāng)電阻值選擇適當(dāng)時，有時亦能得到改善穩(wěn)定性的效果，這是由于電阻器內(nèi)的電能損失會頂上故障時因供電電壓降低而減少的用電負(fù)荷。 在需要有方向性的區(qū)別時，電阻接地對于接地的繼電保護(hù)是有好處的。如果故障電阻很高，中性點(diǎn)位移就不會超過正常相對值的一個小百分值，這就可能不足以使方向性繼電保護(hù)可靠動作。一個中性點(diǎn)接地電阻器會改變系統(tǒng)的電壓分布，將中性點(diǎn)電位提高到一個較高的水平。 對大氣和操作過電壓來說，電阻接地系統(tǒng)的動作和中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)很相似，因?yàn)樵诔?/p>

49、用接地電阻值的范圍內(nèi)，與大地的交換暫態(tài)電流不會在電阻上產(chǎn)生多大的電壓降。 電阻接地是防止弧光接地的有效措施，具體的電阻值可以變化很大。 對于電阻接地的系統(tǒng)，相序顛倒的接地故障沒有不良影響。結(jié)合我國具體實(shí)際，以電纜為主的電網(wǎng)，電容電流達(dá)到150A以上，可以考慮采用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式，Rx1020。 表31列了十項(xiàng)各種中性點(diǎn)接地方式的優(yōu)缺點(diǎn)，說明中性點(diǎn)接地方式是一個涉及到電力系統(tǒng)的許多方面的綜合問題。在選擇中性點(diǎn)接地方式時，必須考慮一系列因數(shù)，其中主要是人身安全，供電可靠性，電氣設(shè)備和線路的絕緣水平，繼電保護(hù)工作的可靠性，對通信和信號的干擾等。 表31 各中性點(diǎn)接地方式的優(yōu)缺點(diǎn)333過補(bǔ)償時為

50、方式比較內(nèi)容中性點(diǎn)絕緣電阻接地經(jīng)消弧線圈接地直接接地單相接地健全相對地電壓（相電壓的倍數(shù)） 倍以上 倍以上 倍，欠補(bǔ)償是有諧振危險1.3倍以上發(fā)展為多重故障的可能線路長電容電流大是可能性大情況較好可能由串聯(lián)諧振引起多重故障幾乎無單相接地電流為三相總對地電容由中性點(diǎn)接地電阻值確定，一般限制在50400A最小，但隨脫諧度而增大大繼電保護(hù)動作情況實(shí)現(xiàn)有選擇性得接地保護(hù)較困難可以實(shí)現(xiàn)選擇性的接地保護(hù)實(shí)現(xiàn)選擇性的繼電保護(hù)尤其困難可靠迅速故障時對通信線路的電磁干擾小隨中性點(diǎn)電阻值增大而減小小，但時間較長大，但高速切斷時間短正常時的靜電干擾應(yīng)有中性點(diǎn)不平衡電壓，故有靜電感應(yīng)問題較小因可能發(fā)生串聯(lián)諧振故有靜電

51、感應(yīng)問題有三次諧振引起的靜電感應(yīng)問題系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性大中最大最小，采用快速切斷和重合間，可得到改善變壓器絕緣絕緣水平高，全絕緣與中性點(diǎn)電阻有關(guān)與中性點(diǎn)絕緣方式基本相同比中性點(diǎn)絕緣方式低20%避雷器滅弧電壓高100105%高100105%高100%低80%中性點(diǎn)裝置費(fèi)用小中性點(diǎn)電阻價格大消弧線圈價格更大接地網(wǎng)工程費(fèi)用最大故障電流對人身安全的影響持續(xù)時間長小最小大 二、中性點(diǎn)接地電阻值的選擇二、中性點(diǎn)接地電阻值的選擇 設(shè)想配電網(wǎng)在近電源處發(fā)生一相金屬性接地短路，這時故障點(diǎn)的零序網(wǎng)絡(luò)一般可用圖313表示，它的綜合阻抗Z0為-jXCICIR3RnjXT 圖313 中性點(diǎn)經(jīng)電阻Rn接地的零序網(wǎng)絡(luò)000(3

52、)()3()nTCnCTRjXjXZRjXRj XX其中20/31 ()3CnCTnXRRXXR2202(/9)(9/)1 ()3CTnCTnTCTnX XRXXRXXXXR式中，XT接地變壓器每相感抗；XC配電網(wǎng)每相對地容抗，01CXC每相對地電容；，其中C0為配電網(wǎng) Rn中性點(diǎn)接地電阻。 一般XT較小，為便于分析，設(shè)XT =0，則可得0221311()()3nCnRRXR000ZRjX或02221311()()1 ()33nCCCnnRXZjXXRR（336） 故障時通過3 Rn的電流為IR，通過XC的電流為IC。令mIR/IC，近似可認(rèn)為m即是故障時通過中性點(diǎn)電阻電流與電網(wǎng)三相對地電容電

53、流之比。由于3Rn與 XC并聯(lián)，因此 3RnCCI RI X。 2)311(123UmEAC以 3CnXmR代入式（336）得02()1mRXm021()1CXXm（337） （338） 設(shè) 121ZZjX，當(dāng) 1200jXjXjX時，將產(chǎn)生串聯(lián)諧振。 此時，102122(1)CXXXm 。將上述參數(shù)代入 001013(2)322BAZj ZZUEZZ和 001013(2)322CAZj ZZUEZZ得m 時， 3111()23BAUEjm （339） 2B)311(123UmEA及3111()23CAUEjm （340） 由式（339）和式（340）可知：（1）若取m1.0，則 BACAU1

54、.63E ,U2.80E（2）若取m1.5，則 BACAU1.51E ,U2.24E（3）若取m2.0，則 BACAU1.50E ,U2.20E（4）若取m3.0，則 BACAU1.54E ,U2.03E（5）若取 m ，則 ； ； ； ； ； 綜合以上討論，可知配電網(wǎng)中性點(diǎn)的接地電阻參照以下情況選擇： （1）以電纜為主的配電網(wǎng)中，采用較大的一相接地阻性電流值，例如IR為10002000A。 以架空線為主的配電網(wǎng)，采用較小的 2)311(123mEUACACABEUEU, 的一相接地阻性電流值，例如IR為300A。 （2）選擇中性點(diǎn)接地電阻時，可以按照配電網(wǎng)遠(yuǎn)景規(guī)劃可能達(dá)到的對地電容電流來考慮

55、中性點(diǎn)接地電阻值。例如在一個20kV電纜配電網(wǎng)中，它的對地電容電流值為300A，考慮m2，則電阻電流取600A， 。這是初步選擇，還必須從繼電保護(hù)、人身安全以及接地電阻的制造、運(yùn)行特性等方面加以驗(yàn)證，以最后確定取用電阻數(shù)值。 （3）中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的電網(wǎng)中，一相接地時的短路電流較大，從數(shù)百安到數(shù)千安不等。短路電流在電力導(dǎo)線中流動將由于感性耦合（磁影響）而對鄰近的電信線路產(chǎn)生危險影響或干擾影響。 此外，當(dāng)電力線路或配電裝置發(fā)生一相接地時，短路電流通過接地裝置的接地電阻時，產(chǎn)生地電位升高。此高電位沿著輻射方向而逐漸降低。因此位于此高電位區(qū)域的電信設(shè)備的接地裝置由于接地點(diǎn)之間的阻性耦合影響（直接傳導(dǎo)

56、），在電信設(shè)備的基架或外殼形成一個高電位，電信基架與電信設(shè)備之間20000193600nR 將產(chǎn)生很大的電位差，從而對電信設(shè)備及維護(hù)人員產(chǎn)生危險影響。對電信系統(tǒng)的影響和中性點(diǎn)直接接地方式、經(jīng)電抗器接地方式相似，都要慎重考慮，并采取適當(dāng)措施予以防止和保護(hù)。 三、低電阻接地三、低電阻接地 低電阻接地方式的主要特點(diǎn)在電網(wǎng)發(fā)生單相接地時，能獲得較大的阻性電流，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：能快速切除單相接地故障，過電壓水平低，諧振過電壓發(fā)展不起來，電網(wǎng)可采用絕緣水平較低的電氣設(shè)備；單相接地故障時，非故障相電壓升高較小，發(fā)展為雙重接地（相間短路）的幾率較小；人身安全事故及火災(zāi)事故的可能性均減少；此外，還改善了電氣設(shè)

57、備的運(yùn)行條件，提高了電網(wǎng)及設(shè)備運(yùn)行的可靠性。但是這種低電阻接地的運(yùn)行方式在發(fā)生單相接地時，故障電流可能較大，也帶來了一些問題： （1）電纜線中一點(diǎn)接地，大電流電弧有可能燒毀電纜并波及同一電纜溝內(nèi)的相鄰電纜，從而擴(kuò)大了事故或釀成火災(zāi)。 （2）引起地電位升高超過安全允許值。圖314 殘余回路連接法 在低電阻接地系統(tǒng)中，單相接地電流較大，一般在100-400A范圍內(nèi)，所以可以按照確保繼電器可靠動作來確定互感器的變比和繼電器的動作電流。單相接地保護(hù)用的繼電器KE可以選用與相間短路保護(hù)相同的電流型繼電器。KE在電流互感器中的連接有以下兩種：一種連接在互感器的殘余回路中，如圖314；另一種連接在接地保護(hù)專

58、用的電流互感器繞組中，如圖315。 為簡化起見，按RN16來校驗(yàn)靈敏度，金屬性單相接地時，總的接地故障電流達(dá)385A，比任何一條10kV饋出線的電容電流都大得多，保護(hù)靈敏度顯然沒有問題。但經(jīng)過渡電阻接地時，在電容電流較大的出線回路（主要指變電站到中心開關(guān)站的饋出線），其零序電流保護(hù)整定電流較大（取40A），則該保護(hù)只能檢測出經(jīng)100及以下的過渡電阻的單相接地，而對于過渡電阻100的情況，則保護(hù)靈敏度就不夠。圖315 專用繞組連接法 電纜線路單相接地的過渡電阻一般100，架空線相當(dāng)一部分單相接地故障，故障點(diǎn)電阻值較大（見表32），保護(hù)靈敏度有些問題，而減小RN值不能解決問題，因?yàn)閱蜗喙收想娏髦饕?/p>

59、取決于過渡電阻，RN值的影響則很小，對此盡量將架空線路電纜化；減小零序電流保護(hù)的整定值，該整定值只需考慮躲過本線段電容電流即可，不必考慮相間短路時的不平衡電流，因?yàn)橄嚅g短路保護(hù)的動作時限短，對電容電流較大的饋出線，可將該線路零序電流保護(hù)動作時限提高一個級差（由1.5s提到2s），降低電流整定值，用時限來避免相鄰線路單相接地時引起保護(hù)誤動作，這樣相對提高了保護(hù)靈敏度。表32 各種接地的故障點(diǎn)電阻值 （單位為） 故障狀態(tài)故障點(diǎn)電阻絕緣子閃絡(luò)0200線路落在地上100300鳥類接觸200300鳥類羽毛接觸4000060000樹林接觸100006000 中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地，限制了內(nèi)過電壓倍數(shù)，改善了1

60、0kV配電設(shè)備的工作條件，提高了一部分絕緣設(shè)備的安全性，大大降低了故障率，供電可靠性高。但在低電阻接地運(yùn)行方式下，當(dāng)配電網(wǎng)中還有一部分架空線路時單相接地保護(hù)動作跳閘，有可能增加故障跳閘機(jī)會，對10kV電纜線路因故障率極低，這個矛盾不會突出，為進(jìn)一步提高供電可靠性，應(yīng)采?。?（1）一部分架空饋出線，設(shè)置自動重合閘； （2）盡快加速架空線路電纜化改造； （3）對10kV電纜配電網(wǎng)進(jìn)行改造，按（N+1）的結(jié)構(gòu)模式組成環(huán)網(wǎng)； （4）逐步對10kV配電網(wǎng)進(jìn)行改造，為配網(wǎng)自動化改造條件，在對故障點(diǎn)進(jìn)行自動檢測的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)遙控?fù)u信、縮短單相接地故障時的復(fù)電時間。 中性點(diǎn)改經(jīng)低電阻接地可采取以下措施： （1）