电力网中性点接地方式研究及应用

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1、电力网中性点接地方式研究及应用摘要：我国电力系统中性点接地方式主要有两种：一是中性点直接接地方式。它的优点是：过电压数值小，绝缘水平低，投资少、经济。缺点是：由于单相接地电流大，故接地保护必须作用于跳闸，从而增加了停电的机会。二是中性点非直接接地方式。它的优点是：发生单相接地时，接地电流小，系统线电压仍保持对称性，不影响对负荷的供电，提高供电的可靠性。缺点是：过电压数值大，电网绝缘水平高，因而投资大，不经济。这两种方式在保护整定、绝缘监视等方面有着广泛的应用。关键词：中性点接地分析应用一、接地方式的分类与特点我国电力系统中性点接地方式主要有两种：中性点直接接地方式

2、（包括中性点经小电阻接地方式）和中性点非直接接地方式（包括中性点经消弧线圈接地方式）。中性点直接接地系统（包括中性点经小电阻接地系统），发生单相接地故障时，接地短路电流很大，这种系统亦称为大电流接地系统。中性点不接地系统（包括中性点经消弧线圈接地系统）发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地电流往往比负荷电流小得多，故亦称为小接地电流系统。划分的标准在我国为：X0/X1彡4〜5的系统属于大接地电流系统，X0/X1彡4〜5的系统属于小接地电流系统；XO为系统零序电抗，XI为系统正序电抗。中性点直接接地电力网的优点是：过电压数值小，绝缘水平低，因而投资少、经济。但

3、由于单相接地电流大，故接地保护必须作用于跳闸，从而增加了停电的机会。此外，由于接地时短路电流大，电压急剧下降，还可能导致电力系统动态稳定的破坏：接地时产生的零序电流还会造成对通信系统的干扰。中性点非直接接地电力网的主要优点是：发生单相接地时，接地电流小，系统线电压仍保持对称性，不影响对负荷的供电。因此接地保护可以不作用于跳闸而作用于信号。这可大大地减少停电的次数，提高供电的可靠性，不过为了避免故障扩大成两点或多点接地故障，当接地保护发信号后，运行人员必须及时处理，消除故障。一般允许带着一点接地故障运行1〜2小时。中性点非直接接地电力网的主要缺点是过电压数值大，电网

4、绝缘水平高，因而投资大，不经济。单项接地时非故障相对地电压升高1.732倍，存在电弧接地过电压的危险。此外，接地保护也较中性点直接接地电力网复杂。在我国，11OKV及以上的系统采用中性点直接接地方式，66KV及以下系统采用中性点非直接接地方式。二、不同接地系统发生单相接地故障的分析1、中性点直接接地电力网单相接地短路时零序电压和零序电流的分布。由对称分量法的分析中我们知道，三相系统不平衡时会出现零序分量。因此，中性点直接接地电力网任一点接地短路时，都会出现零序电压U0和零序电流10。由对称分量法可知：U0=l/3(Ua+Ub+Uc)或3U0=Ua+Ub+Uc10=

5、1/3(Ia+Ib+Ic)或310=Ia+Ib+Ic当A相某点接地时，在故障点的电压Uak=0，通过故障点的电流Iak为短路电流Ik。其他两相电流为零(不计负荷电流)。由上述条件可知，A相接地短路时，零序电流为短路电流的1/3，即3I0=Ik。而零序电压为非故障相的向量和的1/3，即3U0=Ub+Uc，此时零序电压滞后零序电流90o。为了利用零序电压和零序电流构成零序保护，需要了解零序电压和零序电流分布的规律。零序电流的产生，可以看成各相都在短路点连接起来，然后在故障点加了一个零序电压Uko,在Uko的作用下，三相都流过零序电流10，假设零序电流10的方向以流向故

6、障点为正方向；零序电压的方向Uo的方向以线路指向大地为正方向(即线路的电压比大地高)，则零序电流10的路径为从接地点经大地流向变压器中性点，在经变压器流向线路。由此可知，零序电流的分布和变压器中性点是否接地有关。如果系统中有几台变压器的中性点同时接地，则从接地点流出的零序电流将经大地，分别流向各台变压器的中性点，在经变压器和线路流回故障点。由此可知，零序电流的分布主要决定于变压器的中性点是否接地，而和发电机电源无关。发电机容量的大小只影响零序电流值的大小而不影响零序电流的分布。零序电流流过变压器绕组时，将在变压器的其他绕组感应出电势来，但是只有当其他绕组侧存在零序

7、电流的通路时，连接在其他侧的元件上才有零序电流通过。如果其他侧有三角形接线的绕组，因三相零序电流方向相同，大小相等，零序电流将只在三角形接线是绕组所连接的元件上。如果其他侧也为中性点接地的星形接线，则只有当存在零序电流通路时才能有零序电流通过。接地故障时零序电压的沿线路的分布为故障时零序电压最大，离故障点越远，零序电压越小，在变压器中性点接地处的零序电压为零。因而母线处的零序电压⑽O=IZTO，此式说明M母线处的零序电压相量和零序电流相量间的相角差只决定与变压器的零序阻抗角，而与被保护线路的阻抗角无关。零序功率等于零序电流和零序电压的乘积。从零序电流和零序电压的关

8、系看出，零