电力系统运行方式的认识

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地电容电流）为欠补偿运行方式。 • （２）过补偿运行方式。当调节度大于１（即接地点电感电流大于接
地电容电流）为过补偿运行方式。 • （３）全补偿运行方式。当调节度等于１（即接地点电感电流等于接
地电容电流）为全补偿运行方式。
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任务一电力系统中性点运行方式的认识
• 实际运行中，一定要避免全补偿方式运行。如果采取全补偿方式运行，一旦系统中发生金属性接地故障，因消弧线圈的等值感抗与系统对地等值容抗相等而形成系统内的串联谐振，引起系统的谐振过电压，从而威胁系统的安全运行。实际运行中，一般选用过补偿方式运行。当选用过补偿方式运行时，选择消弧线圈的工作电流，既能保证接地点电弧自行消失，又不会引起系统谐振过电压。欠补偿运行方式一般只有在消弧线圈容量不足时，才考虑选用。当选择欠补偿运行方式时，应保证系统发生某些线路故障跳闸之后又发生单相接地故障的情况下，系统不会产生串联谐振；否则，不允许采用欠补偿运行方式。
• 在中性点经消弧线圈接地系统中，要恰当选择接入消弧线圈的位置。
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任务பைடு நூலகம்电力系统中性点运行方式的认识
• 当确定接入消弧线圈的变压器时，应考虑系统是否解列运行、串联消弧线圈变压器的阻抗值和消弧线圈接入后是否会造成变压器过负荷等多种因素。一般情况下，只选择系统中某几个发电厂或变电所的变压器接入消弧线圈，以便于适应系统较灵活运行方式的需要；当消弧线圈的台数过多时，设备投资运行费用会增加，因此在满足系统各种运行方式对补偿电流要求的条件下，应尽量选择消弧线圈台数最少的方案。
项目一电力系统运行方式的认识与了解
• 任务一电力系统中性点运行方式的认识 • 任务二短路电流的计算
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任务一电力系统中性点运行方式的认识
• 过程分析
• 电力系统运行方式不同，其技术特性和工作条件也不同，还与故障分析、继电保护配合、绝缘配合等均密切相关。
• 相关知识
• 电力系统中性点接地方式是涉及供电的可靠性、过电压与绝缘配合、继电保护、通信干扰、系统稳定诸多方面的综合性技术问题。这个问题在不同的国家和地区，不同的发展水平可以有不同的选择，同时还与国家的技术、经济、政策有关。
• 电力系统的中性点接地（是指电力系统中发电机或变压器的中性点接地）是一种工作接地。
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任务一电力系统中性点运行方式的认识
• 目前，我国电力系统中性点接地方式可分为中性点非直接接地和中性点直接接地两大类。
• （１）中性点非直接接地系统。 • 它包括中性点不接地系统；中性点经消弧线圈接地系统；中性点经高
• （１）选用过补偿方式运行时，在电容电流增加前（投入线路前）应先将消弧线圈的分接头调整，防止发生全补偿运行。
• （２）选用欠补偿方式运行时，在电容电流减小前（断开线路前）应先将消弧线圈的分接头调整，防止发生全补偿运行。
• （３）进行消弧线圈的分接头调节操作时应确认系统无接地现象方可进行；一般不应在阴雨天进行，以保证人身安全。
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任务一电力系统中性点运行方式的认识
• 当电网的额定电压越高时，采用中性点直接接地方式所节省绝缘费用的效果越明显。
• 在中性点直接接地系统中，发生单相接地短路后，保护线路断路器必须迅速断开，显然降低了供电可靠性。为了克服这个缺点，提高供电可靠性，目前广泛地装设自动重合闸装置。线路装设自动重合闸装置后，如果系统中发生暂时性短路故障，断路器在继电保护的作用下迅速跳闸，经过很短的时间间隔断路器在自动重合闸装置作用下再次合入，这时故障已消失，就会恢复供电；如果系统中发生的故障为永久性的，继电保护装置动作跳闸后，仍然会经过短时停电后进行断路器的重合，但是重合后由于故障未消失，自动重合闸装置可以加速将断路器跳开，实现快速切除故障。
对称不变的关系，单相接地电流较负荷电流小得多，因而用户的供电不受影响，这是中性点不接地系统的主要优点。
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任务一电力系统中性点运行方式的认识
• 中性点不接地系统的最大长期工作电压较高，存在着电弧接地过电压的危险，所以对整个电力系统的绝缘水平要求较高。因此对额定电压等级较高的电力系统而言，采用中性点不接地系统必然使系统绝缘费用大为增加；随着系统额定电压等级的升高，接地电流也成比例的增加，故高电压等级不采用中性点不接地方式。
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任务二短路电流的计算
• 过程分析
• 在变电所和供电系统的设计和运行中，基于以下用途必须进行短路电流的计算：
• （１）选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。
• （２）选择和整定继电保护装置，使之能正确地切除短路故障。 • （３）确定合理的主接线方案、运行方式及限流措施。 • （４）保护电力系统的电气设备在最严重的短路状态下不损坏，尽量
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任务一电力系统中性点运行方式的认识
• 为了运行中调整方便，在消弧线圈的铭牌上标明每个分接头补偿电流值。每一个消弧线圈的最大补偿电流与最新补偿电流的比值一般为２∶１或５∶１，在该调节范围内通常有５～９个分接头。
• 中性点经消弧线圈接地系统有三种不同的运行方式： • （１）欠补偿运行方式。当调节度小于１（即接地点电感电流小于接
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任务一电力系统中性点运行方式的认识
• 在电力系统中，为了减少单相短路电流值，一般不将系统中全部变压器的中性点都接地，而是仅仅将其中的一部分变压器中性点接地；变压器中性点接地的数目应满足继电保护可靠动作要求考虑，通常每一个发电厂或变电所的同一中性点直接接地系统中的变压器至少有一个应采用中性点直接接地方式运行。近代电力系统容量的不断扩大，电器设备不断增多，往往会有单相短路电流大于三相短路电流的情况出现。为了进一步限制单相接地短路电流的数值，可在该系统变压器的中性点上采用经小电抗器接地的方式，这种小电抗器的阻抗值较小，只起到限制单相接地短路电流的作用，该系统仍然保持着中性点直接接地系统的特点。
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任务一电力系统中性点运行方式的认识
• 因此，在中性点经消弧线圈接地系统中，如果发生单相金属性接地故
障，通常接地点的电流由接地电容电流与电感电流两部分
组成。接地点的电容电流与电感电流在相位上互差１８０°
，如图１－３所示。适当地选择消弧线圈的电感量，使通过接地点的
电流
足够小，保证接地点电弧的自行熄灭。
减少因短路故障产生的危害。
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任务二短路电流的计算
• 当电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的忽然变化和电压的严重下降，可能破坏各发电厂并联运行的稳定性，使整个系统解列，这时某些发电机可能过负荷，此时必须切除部分用户。短路时电压下降得越大，持续时间越长，破坏整个电力系统稳定运行的可能性越大。
• 综上所述，结合目前的技术、经济和政策，我国采用中性点不接地方式运行的电力系统为：额定电压为３～１０ｋＶ，接地电流不大于３０Ａ的电力系统；额定电压为３～１０ｋＶ，直接接有发电机、高压电动机，接地电流不大于５Ａ的电力系统；额定电压为３５～６０ｋＶ，接地电流不大于１０Ａ的电力系统。
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• 为了运行中调整的方便，在消弧线圈铭牌上按照补偿电流的大小，分别标明每个分接头的补偿电流值。
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任务一电力系统中性点运行方式的认识
• 为保证中性点经消弧线圈接地补偿方式不因系统接线的变化而受影响，当系统接线方式变化前应首先调节消弧线圈的分接头，以防止因系统接线的改变后发生单相接地引起串联谐振。进行消弧线圈的分接头调整时，应遵循以下原则：
• 消弧线圈的外形与单相油浸变压器相似。消弧线圈实质上是一个具有带空气间隙铁芯的电感线圈，消弧线圈采用带空气间隙铁芯结构的主要目的是，避免工作中铁芯处于保护的工作状态，保持电感值稳定，使补偿电感电流ＩＬ稳定。为了调节消弧线圈的电感量，一般都采用改变消弧线圈匝数的方法。分接开关选用变压器用的分接开关。
• ２.两相接地短路 • 两相接地短路一般不超过全部短路的１０％。大电流接地系统中，两
• 四、任务实施 • （１）绘制城郊区域供电电力系统中性点不接地系统时，发生单相故
障时，各相电压、电流的相量图。
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任务一电力系统中性点运行方式的认识
• （２）绘制城郊区域供电电力系统中性点接地系统时，发生单相故障时，各相电压、电流的相量图。
• （３）比较上述两种情况的危害性。 • 其任务评分表如表１－１所示。
阻接地系统。 • （２）中性点直接接地系统。 • 它包括中性点直接接地系统；中性点经小阻抗接地系统。 • 一、中性点不接地系统 • １.中性点不接地系统 • 系统中直接连接的全部发电机和变压器中性点对大地为绝缘的系统。
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任务一电力系统中性点运行方式的认识
• 中性点不接地系统又称为中性点绝缘系统，如图１－１所示。 • ２.中性点不接地系统的运行特点 • 当中性点不接地系统中发生单相金属性接地时，会有以下运行特点： • （１）故障相对地电压为零。 • （２）非故障相对地电压升高到倍相电压。 • （３）接地点电容电流为系统正常时单相对地电容电流的３倍。 • （４）接地点电容电流超前故障相电源电压９０°。 • （５）系统的线电压不变。 • 在中性点不接地系统中发生单相接地故障时，系统线电压仍然保持着
％以上。对大电流接地系统，继电保护应尽快切断单相接地短路。对中性点经小电阻或中电阻接地系统，继电保护应瞬时或延时切断单相接地短路。
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任务二短路电流的计算
• 对中性点不接地系统，当单相接地电流超过允许值时，继电保护也应有选择性地切断单相接地短路。对中性点经消弧线圈接地或不接地系统，当单相接地电流不应超过允许值时，允许短时间单相接地运行，但要求尽快消除单相接地短路点。
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任务一电力系统中性点运行方式的认识
• 三、中性点直接接地系统 • 为了防止发生单相接地时，电源中性点电位变化和相对地电压升高的
另一种办法是将中性点直接和大地连接起来，采用这种接地方式的系统称为中性点直接接地系统。中性点直接接地系统的原理图如图１－４所示。 • 中性点直接接地系统绝缘正常时，电源中性点电位与大地相同，各相对地电压等于电源相电压。如果系统中发生一相与大地相连接（即单相短路），将会产生很大的短路电流。这时断路器在继电保护装置的作用下自动断开，将电源与故障点隔开。 • 电网中电气设备的相对地绝缘水平可按相电压考虑，从而使绝缘费用大大降低。
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任务一电力系统中性点运行方式的认识
• 目前我国中性点直接接地系统主要适用于额定电压为１１０ｋＶ及以上的电力系统中。
• 根据电力系统各种接地方式的特点，可将电力系统分为大电流接地系统和小电流接地系统。中性点直接接地系统被称为大电流接地系统，也称为大接地短路电流系统；中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统被称为小电流接地系统，或称为小接地短路电流系统。
• 相关知识
• 一、短路 • 短路是电力系统的严重故障。所谓短路，是指电力系统中，一切不正
常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）之间发生通路的情况。
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任务二短路电流的计算
• 二、电力系统或电气设备的短路故障原因 • （１）自然方面的原因。 • （２）人为原因。 • （３）设备本身原因。 • 三、短路种类 • １.单相接地短路 • 电力系统及电气设备最常见的短路是单相接地，约占全部短路的６５
任务一电力系统中性点运行方式的认识
• 二、中性点经消弧线圈接地系统 • 为了限制接地点电流，使接地点电弧能自行熄灭，在电源中性点与大
地之间接入消弧线圈的系统，称为中性点经消弧线圈接地系统。其原理接线图如图１－２所示。 • 在中性点不接地系统中，发生单相金属性接地故障时，接地点电容电流在相位上比接地故障相电压超前９０°。在中性点经消弧线圈接地系统中，由于电源中性点与大地之间接入一个近于纯感性消弧线圈，若发生单相金属性接地故障，电源故障相电压将在消弧线圈所构成的回路中产生电感电流Ｉ·。在相位上滞后于电源故障相电压９０°。