中性点接地方式ppt课件

1 发电机及变压器中性点的接地方式 11 电力系统中性点接地方式 电力系统中性点的接地方式主要分两大类：中性点非直接接地和中性点直接接地。 1.1.1 中性点非直接接地。 中性点非直接接地可分为三种形式： （1）中性点不接地。中性点不接地方式最简单，单相接地时允 许带故障运行两小时，供电连续性好，接地电流仅为线路及设备 的电容电流。但由于过电压水平高，要求有较高的绝缘水平，不 宜用于110kV及以上电网。在6-63kV电网中，则采用中性点不接地 方式，但电容电流不能超过允许值，否则接地电弧不易自熄，易 产生较高弧光间歇接地过电压，波及整个电网。,1,（2）中性点经消弧线圈接地。当接地电容电流超过允许值时， 要采用消弧线圈补偿电容电流，保证接地电弧瞬间熄灭，以 消除弧光间歇接地过电压。 （3）中性点经高电阻接地。当接地电容电流超过允许值时，也 可以采用中性点经高电阻接地方式。此接地方式和经消弧线 圈接地方式相比，改变了接地电流相位，加速泄放回路中的 残余电荷，促使接地电弧自熄，从而降低弧光间隙接地过电 压，同时可提供足够的电流和零序电压，使接地保护可靠动 作，一般用于大型发电机中性点。,2,1.1.2 中性点直接接地。直接接地方式的单相短路电流很大，线 路或设备须立即切除，增加了断路器负担，降低供电连续性。但 由于过电压较低，绝缘水平可下降，减少了设备造价，特别是在 高压和超高压电网，经济效益显著。 故适用于110kV及以上电网中。 1.1.3 110500kV系统应该采用有效接地方式，即系统在各种条件下应该使零序与正序电抗之比(X0X1)为正值且不大于3，而其零序电阻与正序电抗之比(R0X1)为正值且不大于1。 110kV及220kV系统中变压器中性点直接或经低阻抗接地，部分 变压器中性点也可不接地。 330kV及500kV系统中不允许变压器中性点不接地运行。 6kV和10kV配电系统以及发电厂厂用电系统，单相接地故障 电容电流较小时，为防止谐振、间歇性电弧接地过电压等对设备的损害，可采用高电阻接地方式。,3,1.1.4电力系统设计技术规程DL/T 5429-2009中6.5.3中性点接地的要求中规定“中性点直接接地的电网，变压器中性点接地台数和地点的选择应根据系统内过电压的倍数，及对系统继电保护的影响等要求进行。在进行远景水平年的系统单相接地短路电流计算分析时，可按下列原则考虑： 1 设备绝缘水平要求中性点接地的变压器，其中性点必须接地。 2 中低压侧有电源的变电站或枢纽变电站每条母线应有一台变压器中性点接地，当需要限制系统单相接地短路电流，且系统继电保护允许时，则该变电站的变压器中性点可不接地，但电网中任一点的综合零序电抗不得大于综合正序电抗的3倍。 3 发电厂有多台220kV及以下升压变压器时，应有12台变压器中性点接地。 4 330kV及以上变压器中性点宜全部接地。,4,1.1.5 消弧线圈的应用 a）消弧线圈的容量应根据系统510年的发展规划确定，并应按下式计算： 式中：Q补偿容量，kVA； K系数，过补偿取1.35，欠补偿按脱谐度确定 IC电网或发电机回路的电容电流，A； Un电网或发电机回路的额定线电压，kV。 b）装在电网的变压器中性点的消弧线圈，以及具有直配线的发电机中性点的消弧线圈应采用过补偿方式。对于采用单元连接的发电机中性点的消弧线圈，宜采用欠补偿方式。 C）系统中消弧线圈装设地点应符合下列要求： 应保证系统在任何运行方式下，大部分电网不得失去消弧线圈的补偿。不应将多台消弧线圈集中安装在一处，并因避免电网仅装一台消弧线圈。,5,12 主变压器中性点接地方式 1.2.1 主变压器的110500kV侧采用中性点直接接地方式，以 降低设备绝缘水平。 (1)凡是自耦变压器，其中性点须要直接接地或经小阻抗接地。 (2)凡中、低压有电源的升压站和降压变电所至少应有一台变压 器直接接地。 (3)变压器中性点接地点的数量应使电网所有短路点的综合零序 电抗与综合正序电抗X0X1小于3。以使单相接地时健全相上 工频过电压不超过阀型避雷器的灭弧电压；X0X1尚应大于115，以使单相接地短路电流不超过三相短路电流。,6,(4)普通变压器的中性点都应经隔离开关接地，以便于运行调度灵活选择接地点。当变压器中性点可能断开运行时，若该变压器中性点绝缘不是按线电压设计，应在中性点装设避雷器保护。 (5)选择接地点时应保证任何故障形式都不应使电网解列成为中性点不接地的系统。双母线接线接有两台及以上主变压器时，可考虑两台主变压器中性点接地。 1.2.2 主变压器663kV侧采用中性点不接地方式，以提高供电连续性。但当单相接地电流大于允许值时，中性点应经消弧线圈接地。,7,1.3 发电机中性点接地方式 1.3.1 发电机中性点采用的接地方式。发电机内部发生单相接地故障时，接地点流过的电流是发电机本身及其引出回路所连接元件的对地电容电流。当超过允许值时，将烧伤定子铁芯，进而损坏定子绕组绝缘，引起匝间或相间短路，故需要在发电机中性点采取措施，以保护发电机免遭损坏。 发电机中性点可采用不接地、经消弧线圈或高电阻接地的方式。容量为300MW及以上的发电机应采用中性点经消弧线圈或高电阻接地的方式。 320kV具有发电机的系统，发电机内部发生单相接地故障不要求瞬时切机时，如单相接地故障电容电流不大于表1.3.1（电气一次手册表26，70页）所示允许值时，应采用不接地方式。大于该允许值时，应采用消弧线圈接地方式，且故障点残余电流也不得大于该允许值。消弧线圈可装在厂用变压器中性点上，也可装在发电机中性点上。,8,表1.3.1 发电机接地故障电流允许值,9,1.3.2 发电机中性点的不接地方式 （1）单相接地电流应不超过允许值。 （2）发电机中性点应装设电压为额定相电压的避雷器，防止三相进波在中 性点反射引起过电压；在出线端应装设电容器和避雷器，以削弱当有发电机电压架空直配线时，进入发电机的冲击波陡度和幅值。 （3）适用于125MW及以下的中小机组。 1.3.3 发电机中性点经消弧线圈接地方式 （1）对具有直配线的发电机，宜采用过补偿方式；对单元接线的发电机， 宜采用欠补偿方式。 （2）经补偿后的单相接地电流一般小于1A；因此，可不跳闸停机，仅作用 于信号。 （3）消弧线圈可接在直配线发电机的中性点上，也可接在厂用变压器的中 性点上。当发电机为单元连接时，则应接在发电机的中性点上。 (4)适用于单相接地电流大于允许值的中小机组或200MW及以上的大机组要 求能带单相接地故障运行时。,10,1.3.4 发电机中性点经高电阻接地方式 （1）发电机中性点经高电阻接地后，可达到： 限制过电压不超过26倍额定相电压； 限制接地故障电流不超过10-15A； 为定子接地保护提供电源，便于检测。 发电机内部发生单相接地故障要求瞬时切机时；宜采用高 电阻接地方式。为减小电阻值，电阻器一般接在发电机中性 点变压器的二次绕组上，用于限制过电压及过大接地故障电 流，电阻值的选择应保证接地保护不带时限立即跳闸停机。 部分引进机组也有不接配电变压器而直接接人数百欧姆的高 电阻。 （2）发生单相接地时，总的故障电流不宜小于3A，以保证接 地保护不带时限立即跳闸停机。 （3）适用于200MW及以上的大机组。,11,复 习 题 1. 直接接地电力系统中的自耦变压器，其中性点应如何接地？B （A） 不接地 （B） 直接接地 （C） 经避雷器接地 （D） 经放电间隙接地 根据电力工程电气设计手册1第2-7节二、1、（1）凡是自耦变压器，其中性点须要直接接地或经小阻抗接地（70页）或电力系统手册193页，（2011年考题） 2. 直接接地系统中，当采用普通变压器时，中性点回路（ A ）。 （A）应装设隔离开关； （B）不应装设隔离开关； （C） 不宜装设隔离开关； （D）可装设隔离开关。 电力工程电气设计手册1第2-7节二、1、（5）所有普通变压器的中性点都应经隔离开关接地（70页）,12,3. 变电所扩建后，35kV 出线规模增加，若该 35kV 系统总的单相接地故障电容电流为 22.2A， 且允许短时单相接地运行，计算 35kV 中性点接地应选择下列哪种接线方式？(2010第二天上午案例题） （A）35kV 中性点不接地，不需要装设消弧线圈 （B）35kV 中性点经消弧线圈接地，消弧线圈容量：450kVA （C）35kV 中性点经消弧线圈接地，消弧线圈容量：800kVA （D）35kV 中性点经消弧线圈接地，消弧线圈容量：630kVA 答案：【D】 解答过程： 根据交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997规程3.1.2条a）所有35kV、66kV系统，10A。中性点应经消弧线圈接地。 又根据导体和电器选择设计技术规定 DL/T5222-2005 第 18.1.4，式 18.1.4 消弧线圈的补偿容量，可按下式计算 = 1.35 22.2 35/1.732= 605.6KVA,13,其中 k 为补偿系数，过补偿取 1.35。k 的取值可根据DL/T5222-2005 第18.1.6 条：装在电网变压器中性点的消弧线圈，以及具有直配线的发电机中性点的消弧线圈应采用过补偿方式。 故选 D。 4、某一般性质的220kV 变电所，2 台相同的主变，三相电压为220/110/10kV。两台主变压器同时运行的负载为65，220kV 架空进线2 回， 110kV 架空出线8 回， 10kV 电缆负荷出线12 回，设两段，每段母线出线6回，每回电缆平均长6km。电容电流为2A/km，请回答下列问题。 该变电所每台变压器配置一台过补偿10kV消弧线圈，其计算容量为下列哪项数值？(2012） （A）1122KVA （B） 972KVA （C） 561KVA （D） 416KVA 答案：【C】 解答过程：根据导体和电器选择设计技术规定 DL/T5222-2005 第 18.1.4，式 18.1.4 消弧线圈的补偿容量，可按下式计算 = 1.35 6 6 2 10/1.732= 561.2KVA，故选C。,14,5、假定10.5kV母线上连接有发电机、变压器和直配线，在发生单相接地故障时，直配线总的对地电容电流为3A，发电机每相对地电容为0.1微法，如忽略母线、变压器低压绕组等其他元件的对地电容电流，若允许发电机带单相接地故障运行，请分析计算发电机中性点消弧线圈应选择下列哪项数值？ （A）22kVA （B）25kVA （C）30kVA （D）28kVA 答案： C 2006年考题 解答过程： 根据电气工程电气设计手册（1）80页（31）公式 又根据导体和电器选择设计技术规定 DL/T5222-2005 第 18.1.4，式 18.1.4 消弧线圈的补偿容量， 发电机Ic=1.73223.14259500.110610.51030.571（A） 1.353.57110.5/1.732=29.23（KVA）,15,其中 k 为补偿系数，过补偿取 1.35。k 的取值可根据DL/T5222-2005 第18.1.6 条：装在电网变压器中性点的消弧线圈，以及具有直配线的发电机中性点的消弧线圈应采用过补偿方式。 故选 C。 6.某新建电厂一期安装两台300MW 机组，机组采用发电机、变压器组单元接线接入厂内220kV 配电装置，发电机额定电压20kV，中性点采用消弧线圈接地，20kV 系统每相对地电容0.45微法，消弧线圈的补偿容量应选择下列哪项数值？（过补偿系数K 取1.35，欠补偿系数K 取0.8） (2011第二天上午案例题） （A） 26.1kVA （B） 45.17kVA （C） 76.22kVA （D） 78.24kVA 答案：【 B】 解答过程：根据电气工程电气设计手册（1）80页电容电流计算，（公式31）及根据 DL/T5222-2005 第 18.1.4，式 18.1.4 消弧线圈的补偿容量， IC=1.73223.14259500.450.00120=4.89A =0.84.8920/1.732=45.17（KVA） 其中 k 为补偿系数，欠补偿取 0.8。k 的取值可根据DL/T5222-2005第,16,18.1.6 条，对于采用单元连接的发电机中性点的消弧线圈，为了限制电容耦合传递过电压以及频率变动等对发电机中性点位移电压的影响，应采用欠补偿方式。 故选 B。 7、某220kV变电所，其35kV侧共有8回出线，均采用架空线路（无架空接地），总长度为140km，架空线路单相接地电容电流为多少？该变电所内是否需装设消弧线圈？如需装容量为多少？ (2012第一天上午客观题） A、8.49A，不需装设消弧线圈 B、13.23A，需装设消弧线圈，容量为625kVA C、16.17A，不需装设消弧线圈 D、13.23A，需装设消弧线圈，容量为361kVA 答案：【D】 解答过程：求架空线路的电容电流值 ,（电力系统手册 190页）或电力工程电气设计手册（一次）（633）261页，电力工程设计手册 2-7 P.70 页：及当 20-63kV 单相接地故障电流超过 10A 时，中性点应经消弧线圈接地。 IC=（2.73.3）UeL=2.7351400.00113.23A， =1.3513.2335/1.732=360.92KVA，故选D。,17,8、某电网规划建设一座220kV 变电所，安装2 台主变，三相电压为220/110/10kV。220kV、110kV 为双母线接线，10kV 为单母线分段接线。220kV 出线4 回，10kV 电缆出线16 回，每回长2km。110kV 出线无电源,请回答下列问题。 (2011第二天上午案例题） 请计算该变电所10kV 系统电缆线路单相接地电容电流应为下列哪项数值？ （A） 2A （B） 32A （C） 1.23A （D） 320A 答案：【B】 解答过程：电缆线路的单相接地电容电流值 ,（电力系统手册 191页）或电力工程电气设计手册（一次）262页 IC=0.1UeL=0.11016232A，故选B。,18,9. 666kV系统可采用中性点不接地系统，以提高供电连续性，但单相接地电流大于允许值时，可装设消弧线圈。 （1）对3566kV而言，单相接地电容电流允许值为（ B ）。 A. 5A； B. 10A； C. 15A； D. 20A。 根据交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997规程3.1.2条a）款规定3kV10kV钢筋混凝土或非金属杆塔的架空线路构成的系统和所有35kV、66kV系统，10A。 （2）当决定在3566kV系统中装设消弧线圈时，应遵守的原则为（ D ）。 A. 消弧线圈相对集中便于管理； B. 消弧线圈随意分散布置； C. 可以集中装设一个消弧线圈； D. 任何运行方式都不可失去消弧线圈以及消弧线圈分散布置 根据电力工程电气设计手册电气一次部分第27节（二），2，（1）（6970页）中的规定及交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997规程3.1.6条d）款中的规定。,19,祝同学们考试成功！,20,