中性點不同接地方式的原理分析目錄TOC\o"1-3"\h\u24423中性點不同接地方式的原理分析 1194031.1中性點不接地方式 1113621.2中性點接消弧線圈接地方式 4185661.3中性點直接接地方式 5278531.4中性點經(jīng)電阻接地的方式 51.1中性點不接地方式在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中采用中性點不接地的方法進行運行,其電纜和對地大地之間都存在著一定的分布式電容,使得相應(yīng)的對地電容會有一定的電流流過為此，對地電容所流過的電流大小取決于電纜線路的電壓和電容的大小。為了能夠使得計算簡便,在誤差范圍內(nèi),假設(shè)三相電路對稱,忽略了電纜線路之間的分布電容,且其對地電容相同,則可以考慮到在三相中性點不接地的且電力系統(tǒng)穩(wěn)定允許的條件下,其電力系統(tǒng)的電路和向量如圖2-1和圖2-2所示。圖2-1中性點不接地方式電路圖在該系統(tǒng)中,三相電壓對稱,所流過的對地電容上所產(chǎn)生的電流向量也都是對稱,所流過三相電容上所產(chǎn)生的電流的向量相加為零,使得不會有電流從其中性點進入到整個大地中,從而使得中性點的電位與整個大地上的電位一致,此時,對于中性點采用不接地或者其他接地方式都不會直接影響各相的電壓。然而,在一個電力系統(tǒng)正常工作和運行的條件下，當一個中性點不接地,各個相對于地的電容值大小也就并不是為零,使得它所對地上的電位也就不再是為零。產(chǎn)生了使中性點進行位移的現(xiàn)象。此時,中性點的電位和其所處地的電位都不相等,而導(dǎo)致該種現(xiàn)象的發(fā)生大多是由于架空線路之間在排列過程中不對稱且換位不徹底等原因。如圖2-3所示的是一個中性點的位移圖,其中為中性點位移的電壓。圖2-2中性點不接地方式向量圖圖2-3中性點位移的向量圖當電力系統(tǒng)的中性點未接地時，發(fā)生A相短路故障，A相對地點的電位為零，而B、C兩相的對地電壓的變化為：其電路圖和向量圖如圖2-4和圖2-5所示。圖2-4中性點不接地方式下的單相接地故障電路示意圖根據(jù)這個向量圖分析可知,當A相之間的接地發(fā)生了接地短路故障,則其中性點電壓值應(yīng)該等于一個相的電壓。其余兩相是線電壓。此外,電力系統(tǒng)三相線路的電壓仍是對稱的,在一旦發(fā)生三相線路發(fā)生短路電壓故障時，使三相設(shè)備依然正常運行。圖2-5中性點不接地方式的單相接地故障矢量示意圖1.2中性點接消弧線圈接地方式當中性點在不接地方式下發(fā)生短路故障時,電力系統(tǒng)仍然在短暫的時間內(nèi)可以繼續(xù)工作。但如果輸電線路距離相對較長，接地的電流將無法及時自行熄滅或者消除電弧,導(dǎo)致弧光電壓太高中性點在不接地的方式下發(fā)生短路故障時，電力系統(tǒng)在短時間內(nèi)仍然可以繼續(xù)運行，但如果輸電距離較長，接地電流將無法能夠自行的熄滅電弧，導(dǎo)致弧光電壓過大，造成線路和設(shè)備的損壞。因此，對于供電距離相對較長的線路，為了克服中性點不接地所帶來的危害，在電力系統(tǒng)中采用經(jīng)過消弧線圈接地的方式。消弧式的線圈由一根鐵芯連接組成,內(nèi)部有一定的氣隙,它們是一種電抗器。主要適用于設(shè)計安裝在變壓器與大地或者發(fā)電機的中性點和大地之間,如圖2-6所示。當消弧線圈在一種電力系統(tǒng)中,發(fā)生一個單相短路故障時,其中因為在故障點上形成了一個短路回路,使得消弧線圈在這個故障點上所產(chǎn)生的短路電流中，加入了一個感性的短路電流,而該短路電流和消弧線圈所產(chǎn)生的電流的方向恰恰相反,二者之間的電流可以相互進行補償,降低了故障點短路電流的大小，不易引起電弧過高而導(dǎo)致事故發(fā)生的情況，從而提高了電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性和可靠性。其中,中性點通過消弧的線圈以單相接地的方式進行接地的向量分析,如圖2-7所示。當C相發(fā)生了短路接地性的故障時,消弧線圈所產(chǎn)生的電感流公式為:式中：—相電壓—消弧線圈的電抗對于消弧線圈接地時，電力系統(tǒng)有全補償、欠補償、過補償三種補償方式，且每種補償方式都具有各自的特點。全補償?shù)姆绞绞抢秒姼械囊粋€電流來補償一個流過接地電容的一個電流,使得在故障接地點處從流過的電流為零。該種方式使得線路中的感抗與容抗相等，容易引起諧振的現(xiàn)象，進而增大線路中諧振的電流的大小，導(dǎo)致消弧線圈產(chǎn)生較高的電壓，從而抬高了中性點的電壓，對設(shè)備的絕緣性能造成損壞，因此，全補償方式在電力系統(tǒng)中不作為首選的方式。欠補償方式則是在故障點處流過接地電容的電流并未被感性電流完全補償?shù)?，還存在著部分的剩余，一旦電網(wǎng)的負荷發(fā)生變化或者電力系統(tǒng)的運行方式被改變時，整個線路的容抗將會降低，容易變?yōu)槿a償?shù)姆绞?，引起整個電力系統(tǒng)的諧振，削弱電網(wǎng)的穩(wěn)定性性能。因此，欠補償?shù)姆绞皆陔娏ο到y(tǒng)發(fā)生故障中使用的消弧線圈接地的方式較少。過補償方式是電力系統(tǒng)發(fā)生故障時采取的最有效補償方式，該方式在故障點處補償后的電流為感性電流，無論電網(wǎng)如何變動，都不會引起諧振的現(xiàn)象，而且消弧線圈還余有一定的裕度，可供多線路進行使用。1.3中性點直接接地方式在電力系統(tǒng)中采用中性點直接接地方式的電路圖如下圖2-8所示。當一個大型電力系統(tǒng)一旦發(fā)生了關(guān)于單相接地的供電短路故障時,中性點和大地之間就可能會直接形成一個短路回路,導(dǎo)致從線路上流過的電流比較大,使得繼電保護裝置迅速動作,促使斷路器把故障點和設(shè)備連接斷開,防止了因為單相接地故障而導(dǎo)致電弧過電壓的現(xiàn)象。然而，該種方式下的電力系統(tǒng)不能正常運行，不能保證供電的可靠性和穩(wěn)定性。中性點發(fā)生故障的情況下直接采用接地的方式會使得短路電流變大，對設(shè)備的損壞較大，導(dǎo)致電力系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此，必須快速切除線路上的障礙點。此外,在一些大型的電力系統(tǒng)中,發(fā)生多次單相接地線路故障的這種情況的可能性相對較大,一旦切除了線路上的障礙,電能將無法向用戶側(cè)繼續(xù)進行供電,導(dǎo)致停電等情況發(fā)生,為進一步提高了電力系統(tǒng)在線路上供電的安全和可靠度，彌補停電現(xiàn)象的發(fā)生，在線路上安裝重合閘裝置，使得電力系統(tǒng)在最短的時間內(nèi)恢復(fù)供電。1.4中性點經(jīng)電阻接地的方式在電力系統(tǒng)中采取中性點經(jīng)電阻接地的方式可以克服中性點不接地的缺點，在一定的程度上削弱了電弧過電壓的能力，靈活的調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)。而且采用經(jīng)高電阻接地的方式降低了接地電流的大小，使得線路之間產(chǎn)生的通信干擾小，因此，該種方式一般運用于接地故障電流小于10A的電力系統(tǒng)中。另外，為適應(yīng)繼電保護快速性的要求，接地電阻的阻值需要減小，以此來增大故障點的電流，又由于設(shè)備的承受能力，接地電流不能超過一定的大小，所以在故障電流值超過600A時，會選擇適當?shù)男‰娮枳柚?。?jīng)小電阻接地的方式雖然消除了故障點產(chǎn)生的電弧