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文檔簡介

中性點的運行方式01中性點不接地系統(tǒng)01中性點不接地系統(tǒng)12什么是電力系統(tǒng)的中性點?泛指運行中星形連接的發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點。電力系統(tǒng)的中性點方式?中性點不接地運行方式。中性點經(jīng)消弧線圈接地方式中性點直接接地運行方式01中性點不接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)正常運行情況分析:IC0IA0IB0a)電路圖

b)相量圖a)電路圖

b)相量圖01中性點不接地系統(tǒng)正常運行結(jié)論:電源中性與地同電位,各相的相電壓等于各相的對地電壓各相對地電容電流的大小相等IC0=Ux/Xc,它們的相量和為零,地中沒有電容電流。單相接地故障:假定C相發(fā)生單相金屬性接地。01中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時的電壓電流變化情況:a)電路圖

b)相量圖01中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地結(jié)論:接地點流過的電容電流是正常每相對地電容電流的3倍,即Ic=3Ico

架空線路──Ic=UL/350

=(2.7~3.3)UL×10-3(A)電纜線路──Ic=0.1UL(A)總接地電容電流:

01中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地危害:⑴接地電流產(chǎn)生的弧光接地: ①Ic<5A(chǔ):瞬時性→自然熄滅; ②Ic>30A:穩(wěn)定性→燒毀設(shè)備→多相短路; ③Ic>5~10A:間歇性→串聯(lián)諧振過電壓,高達(dá)2.5~3~3.5Ux。

01中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地處理要求:一般要求:發(fā)電機(jī)內(nèi)部小于Ic<5A(chǔ),10kV網(wǎng)絡(luò)Ic<30A,35kV網(wǎng)絡(luò)Ic<10A。運行要求:可以繼續(xù)工作不超過二小時,但應(yīng)采取必要措施。用戶承受的線電壓正常;系統(tǒng)按線電壓絕緣;一次繞組為額定相電壓的電壓互感器飽和,超過二小時易燒毀。

02中性點直接接地系統(tǒng)02中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時的電壓電流變化情況:中性點直接接地系統(tǒng)

中性點始終為地的零電位不位移,形成接地短路,巨大的短路電流使保護(hù)動作斷路器迅速切除接地故障部分,避免接地點的電弧持續(xù)。

02中性點直接接地系統(tǒng)特點:中性點直接接地系統(tǒng)供電可靠性差,通過ZCH來糾正Id(1)可能大于Id(3)且單相磁場對弱電干擾;不產(chǎn)生過電壓,設(shè)備絕緣水平低20%,造價低。02中性點直接接地系統(tǒng)不同接地方式的應(yīng)用范圍:直接接地系統(tǒng):380/220V三相四線制系統(tǒng)110kV及以上的系統(tǒng)不接地系統(tǒng)380V三相三線制系統(tǒng)60kV及以下高壓系統(tǒng)10kV系統(tǒng)20~60kV系統(tǒng)發(fā)電機(jī)電壓側(cè)系統(tǒng)03中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)03中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)a)電路圖b)相量圖發(fā)生單相接地時的電壓電流變化情況:03中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)接地點流過的電容電流是正常每相對地電容電流的3倍,即Ic=3Ico發(fā)生單相接地結(jié)論:超過允許值?如果對地電容電流03中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障:在習(xí)慣規(guī)定方向下,IL和IC在接地處相互抵消而實現(xiàn)補(bǔ)償。

正常運行(理想)情況:U0=0→IL=0,消弧線圈不起作用。03中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)完全補(bǔ)償IL=IC即1/ωL=3ωC;串聯(lián)諧振過電壓危及絕緣。欠補(bǔ)償IL<IC;切除線路或頻率下降可能諧振。過補(bǔ)償IL>IC≯10A;補(bǔ)償方式:Qh.e≥1.35IcUx補(bǔ)償容量的選擇

計算短路電流01短路的基礎(chǔ)知識01短路的基礎(chǔ)知識電力系統(tǒng)運行有三種狀態(tài):正常運行狀態(tài)、非正常運行狀態(tài)和短路故障。短路就是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正常短接。短路:系統(tǒng)中各種類型不正常的相與相之間或相與地之間的短接。01短路的基礎(chǔ)知識1.設(shè)備原因指電氣設(shè)備、元件的損壞。如設(shè)備絕緣部分自然老化或設(shè)備本身有缺陷,正常運行時被擊穿導(dǎo)致短路;設(shè)計、安裝、維護(hù)不當(dāng)所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路等。2.自然原因由于氣候惡劣,如大風(fēng)、低溫、導(dǎo)線覆冰等引起架空線倒桿斷線;因遭受直擊雷或雷電感應(yīng),導(dǎo)致設(shè)備過電壓或絕緣被擊穿等。3.人為原因工作人員違反操作規(guī)程,帶負(fù)荷拉閘造成相間弧光短路;違反電業(yè)安全工作規(guī)程,帶接地刀閘合閘造成金屬性短路;人為疏忽接錯線造成短路;運行管理不善,造成小動物進(jìn)入帶電設(shè)備內(nèi)形成短路事故等。短路故障產(chǎn)生的原因01短路的基礎(chǔ)知識短路故障的危害短路電流的熱效應(yīng)短路電流的電動力效

短路時系統(tǒng)電壓下降

不對稱短路的磁效應(yīng)短路時的停電事故

破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性,造成系統(tǒng)瓦解123456危害01短路的基礎(chǔ)知識兩相接地短路短路對稱短路不對稱短路單相短路兩相短路單相接地短路單相接中性點短路兩相短路兩相短路接地三相短路用表示,二相短路表示,單相短路用表示,兩相接地短路用表示。只有三相短路,屬對稱短路。短路形式01短路的基礎(chǔ)知識短路種類01短路的基礎(chǔ)知識短路電流計算的目的1.電氣主接線比選短路電流計算可為不同方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,并為確定是否采取限制短路電流措施等提供依據(jù)。2.確定中性點接地方式對于35kV、10kV供配電系統(tǒng),根據(jù)單相短路電流可確定中性點接地方式。01短路的基礎(chǔ)知識短路電流計算的目的3.選擇導(dǎo)體和電器如選擇斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、互感器、母線、絕緣子、電纜、架空線等。其中包括計算三相短路沖擊電流、沖擊電流有效值以校驗電氣設(shè)備電動力穩(wěn)定度,計算三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用以校驗電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性,計算三相短路容量以校驗斷路器的開斷能力等。01短路的基礎(chǔ)知識短路電流計算的目的4.驗算接地裝置的跨步電壓和接觸電壓。5.選擇繼電保護(hù)裝置和整定計算在考慮正確、合理地裝設(shè)保護(hù)裝置和校驗保護(hù)裝置靈敏度時,不僅要計算短路故障支路內(nèi)的三相短路電流值,還需知道其他支路短路電流分布情況;不僅要算出最大運行方式下電路可能出現(xiàn)的最大短路電流值,還應(yīng)計算最小運行方式下可能出現(xiàn)的最小短路電流值;不僅要計算三相短路電流,而且也要計算兩相短路電流,或根據(jù)需要計算單相接地電流等。01短路的基礎(chǔ)知識短路電流計算的內(nèi)容(1)短路點的選取短路點為各級電壓母線、各級線路末端。(2)短路時間的確定根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要,確定計算短路電流的時間。(3)短路電流的計算包括最大運行方式下最大短路電流、最小運行方式下最小短路電流以及各級電壓中性點不接地系統(tǒng)的單相接地短路電流,計算的具體項目及其計算條件取決于計算短路電流的目的。01短路的基礎(chǔ)知識短路電流計算條件1.基本假定短路電流計算中,為簡化分析,通常采用以下基本假定:(1)正常運行時,三相系統(tǒng)對稱運行。(2)所有電源的電動勢相位角相同。(3)系統(tǒng)中所有同步和異步電動機(jī)均為理想電機(jī),即不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響,轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱,定子三相繞組空間位置相差120°電氣角度。01短路的基礎(chǔ)知識短路電流計算條件(4)電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和,即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。(5)同步電機(jī)都具有自動調(diào)整勵磁裝置。(6)不考慮短路點的電弧電阻。(7)不考慮變壓器的勵磁電流。(8)除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓電網(wǎng)的短路電流外,元件的電阻略去不計。(9)輸電線路的電容略去不計。(10)元件的計算參數(shù)取額定值。01短路的基礎(chǔ)知識短路電流計算條件2.一般規(guī)定(1)驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流應(yīng)按本工程的規(guī)劃容量計算,并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃(一般為本工程預(yù)期投產(chǎn)后5~10年的發(fā)展規(guī)劃考慮)。確定短路電流時,應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式計算,不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式計算。01短路的基礎(chǔ)知識短路電流計算條件2.一般規(guī)定(2)驗算導(dǎo)體和電器用的短路電流,在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中,應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。02短路電流計算方法02短路電流計算方法標(biāo)幺制法標(biāo)幺制是一種相對單位制,標(biāo)幺值是一個無單位的量,為任一參數(shù)對其基準(zhǔn)值的比值。標(biāo)幺制法就是將電路元件各參數(shù)均用標(biāo)幺值表示。在短路電流計算中通常涉及四個基準(zhǔn)量,即基準(zhǔn)電壓Ud、基準(zhǔn)電流Id、基準(zhǔn)視在功率Sd和基準(zhǔn)阻抗Zd。在高壓系統(tǒng)中,由于回路電抗一般遠(yuǎn)大于電阻,為了方便,在工程上一般可忽略電阻,直接用電抗代替各元件的阻抗,這樣Zd≈Xd。由于電力系統(tǒng)有多個電壓等級的網(wǎng)絡(luò)組成,采用標(biāo)幺制法可以省去不同電壓等級間電氣參量的折算。在高壓系統(tǒng)中宜采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路電流計算。02短路電流計算方法有名值法有名值法就是以實際有名單位給出電路元件參數(shù),這種方法通常用于1kV以下低壓供配電系統(tǒng)短路電流的計算02短路電流計算方法標(biāo)幺制1.標(biāo)么值的概念有名值:用實際有名單位表示物理量的方法標(biāo)么值:采用其實際值(有名單位值)與某一選定的基準(zhǔn)值的比值來表示標(biāo)幺值=

02短路電流計算方法標(biāo)幺制2.基值采用標(biāo)幺值進(jìn)行計算時,第一步的工作是選取各物理量的基準(zhǔn)值。電力系統(tǒng)的各電氣量基準(zhǔn)值的選擇必須符合電路(三相)基本關(guān)系,即式中SB——三相功率的基準(zhǔn)值;UB、IB——線電壓、線電流的基值;ZB——每相阻抗的基值。02短路電流計算方法標(biāo)幺制2.基值習(xí)慣上只選定SB和UB02短路電流計算方法3.標(biāo)么值基值選定以后便可計算各物理量的標(biāo)幺值,其值分別為:由上式可見,、、是同一個基準(zhǔn)值;、、也是同一個基準(zhǔn)值。02短路電流計算方法有名值基準(zhǔn)值三相電路各標(biāo)幺值間的關(guān)系同單相電路。02短路電流計算方法不同基值間標(biāo)幺制的換算在電力系統(tǒng)的實際計算中,對于直接電氣聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò),在制訂標(biāo)幺值的等值電路時,各元件的參數(shù)必須按統(tǒng)一的基準(zhǔn)值進(jìn)行歸算。然而,從手冊或產(chǎn)品說明書中查得的電機(jī)和電器的阻抗值,一般都是以各自的額定容量(或額定電流)和額定電壓為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值(額定標(biāo)幺阻抗)。由于各元件的額定值可能不同,因此,必須把不同基準(zhǔn)值的標(biāo)幺阻抗換算成統(tǒng)一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值。02短路電流計算方法不同基值間標(biāo)幺制的換算有名制02短路電流計算方法發(fā)電機(jī)和變壓器的標(biāo)幺電抗的換算變壓器:02短路電流計算方法對于系統(tǒng)中用來限制短路電流的電抗器,它的額定標(biāo)幺電抗是以額定電壓和額定電流為基準(zhǔn)值來表示的。因此,它的換算公式為:()02短路電流計算方法一些設(shè)備的參數(shù)是以百分值給出的,如變壓器的短路電壓、電抗器的電抗等,此時先將百分值化為以額定參數(shù)為基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值,然后再進(jìn)行標(biāo)幺值的換算。顯然,同一基準(zhǔn)的標(biāo)幺值與百分值之間的關(guān)系為:標(biāo)幺值=百分值/10002短路電流計算方法標(biāo)幺制的優(yōu)點2.采用標(biāo)幺制,能夠簡化計算公式3.采用標(biāo)幺制,能在一定程度上簡化計算工作1.易于比較電力系統(tǒng)各元件的特性及參數(shù)02短路電流計算方法標(biāo)幺制的優(yōu)點只要基準(zhǔn)選得恰當(dāng),許多物理量的標(biāo)幺值就處在某一定的范圍內(nèi)。用有名值表示時有些數(shù)值不等的量,在標(biāo)幺制中其數(shù)值卻相等。例如,在對稱三相系統(tǒng)中,線電壓和相電壓的標(biāo)幺值相等;當(dāng)電壓等于基準(zhǔn)值時,電流的標(biāo)幺值和功率的標(biāo)幺值相等;變壓器的阻抗標(biāo)幺值不論歸算到哪一側(cè)都一樣并等于短路電壓的標(biāo)幺值:電弧的形成與熄滅01電弧的形成電弧:是一種氣體游離放電現(xiàn)象什么是電弧?游離:是指中性質(zhì)點轉(zhuǎn)化為帶電質(zhì)點的過程。01電弧的形成電弧是一種氣體自持放電現(xiàn)象,觸頭間只要有電弧存在,電路就沒有斷開;維持電弧穩(wěn)定燃燒的電壓很低,在大氣中一厘米長直流電弧的弧柱電壓只有15~30V;電弧是一束游離的電子(和帶電質(zhì)點)流,質(zhì)量極輕,容易變形。電弧溫度極高,可能燒壞觸頭及觸頭附近的其它部件;電弧有什么特點?01電弧的形成

電弧的存在延長了開關(guān)電器(尤其指斷路器)開斷故障電路的時間,加重了電力系統(tǒng)短路故障的危害。

電弧產(chǎn)生的高溫,將使觸頭表面熔化和蒸化,燒壞絕緣材料。

由于電弧在電動力、熱力作用下能移動,很容易造成飛弧短路和傷人,或引起事故的擴(kuò)大。電弧有什么危害?01電弧的形成強(qiáng)電場發(fā)射(起因)碰撞游離(重要因素)電弧的形成?擊穿(量變到質(zhì)變)熱游離(主

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