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1、第一節(jié)第一節(jié) 中性點(diǎn)運(yùn)行方式與低中性點(diǎn)運(yùn)行方式與低壓系統(tǒng)性式壓系統(tǒng)性式 電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的三相繞組通常是星形聯(lián)結(jié)的，變壓器高壓側(cè)繞組往往也是星形聯(lián)結(jié)的，發(fā)電機(jī)、變壓器繞組星形聯(lián)結(jié)的結(jié)點(diǎn)稱為中性點(diǎn)。一、中性點(diǎn)運(yùn)行方式一、中性點(diǎn)運(yùn)行方式 1.1.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng) 系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)一無阻抗（金屬性）接地線接地。中性點(diǎn)直接接地方式是將變壓器中性點(diǎn)與大地直接連接，中性點(diǎn)電壓為地電位。正常運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)無電流通過，單相接地時(shí)構(gòu)成單相短路，接地回路通過單相短路電流，各相之間不再對(duì)稱。由于短路電流很大，可能會(huì)大于三相短路電流，引起暫態(tài)過電壓。為了防止這種情況發(fā)生，應(yīng)將單相短路電流限制在25%1

2、00三相短路電流之間。繼電保護(hù)在此電流的起動(dòng)下，迅速將故障線路切除，為了提高供電可靠性，可在線路上加裝自動(dòng)重合閘裝置。采采用用中中性性點(diǎn)點(diǎn)直直接接接接地地方方式式的的系系統(tǒng)統(tǒng)，對(duì)對(duì)線線路路絕絕緣緣水水平平的的要要求求較較低低，能能明明顯顯降降低低線線路路造造價(jià)價(jià)。其其缺缺點(diǎn)點(diǎn)之之一一是是單單相相接接地地短短路路對(duì)對(duì)附附近近的的通通訊訊線線路路有有電電磁磁干干擾擾，為為此此，電電力力線線路路應(yīng)應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)離離通通訊訊線線路路，當(dāng)當(dāng)兩兩線線有有交交叉叉時(shí)時(shí)，必必須須有有較較大大的的交交叉叉角角，以以減減少少干干擾擾的的影響。影響。此此接接地地系系統(tǒng)統(tǒng)一一般般應(yīng)應(yīng)用用在在接接有有單單相相負(fù)負(fù)載載的的低低壓

3、壓（380/220V380/220V）配配電電系系統(tǒng)統(tǒng)和和電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)高高壓壓（110kV110kV以以上上）輸輸電電線路上。線路上。2.2.中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng) 在在系系統(tǒng)統(tǒng)中中性性點(diǎn)點(diǎn)與與大大地地之之間間用用一一阻阻抗抗相連。相連。根根據(jù)據(jù)接接地地電電阻阻器器電電阻阻值值的的大大小小，接接地系統(tǒng)分為高電阻接地和低電阻接地。地系統(tǒng)分為高電阻接地和低電阻接地。（1 1）高高電電阻阻接接地地：此此種種方方式式接接地地電電流流較較小小，通通常常在在5 510A10A范范圍圍內(nèi)內(nèi)，但但至至少少應(yīng)應(yīng)等等于于系系統(tǒng)統(tǒng)對(duì)對(duì)地地的的總總電電容容電電流流。保保護(hù)護(hù)方方式式需需要要配配合

4、合接接地地指指示示器器或或警警報(bào)報(bào)器器，保保證證故故障障時(shí)時(shí)線線路路立立即即跳跳脫脫。目目前前在在我我國(guó)國(guó)山山區(qū)區(qū)35kV35kV供電系統(tǒng)采用此系統(tǒng)運(yùn)行供電系統(tǒng)采用此系統(tǒng)運(yùn)行。（2 2）低低電電阻阻接接地地：增增大大接接地地短短路路電電流流，使使保保護(hù)護(hù)迅迅速速動(dòng)動(dòng)作作，切切除除故故障障線線路路。電電阻阻值值的的大大小小，必必須須使使系系統(tǒng)統(tǒng)具具有有足足夠夠的的最最小小接接地地故故障障電電流流（大大約約400A400A以以上上），保保證證接接地地繼繼電電器器準(zhǔn)準(zhǔn)確確動(dòng)動(dòng)作作。目目前前國(guó)國(guó)內(nèi)內(nèi)大大城城市市（如如北北京京城城區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi)）的的6 610kV10kV配配電電系系統(tǒng)統(tǒng)均均采采用用此系統(tǒng)運(yùn)行

5、。此系統(tǒng)運(yùn)行。3.3.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) 系系統(tǒng)統(tǒng)中中性性點(diǎn)點(diǎn)不不接接地地是是指指系系統(tǒng)統(tǒng)中中性性點(diǎn)點(diǎn)對(duì)對(duì)地地絕絕緣緣。實(shí)實(shí)際際上上，系系統(tǒng)統(tǒng)中中線線路路與與大大地地之之間間、電電氣氣設(shè)設(shè)備備的的線線圈圈與與大大地地之之間間存存在在分分布布電電容容，故故此此接接地地系系統(tǒng)統(tǒng)相相當(dāng)當(dāng)于電容接地。如圖所示。于電容接地。如圖所示。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后系統(tǒng)的三相對(duì)稱關(guān)系并未破壞，僅中性點(diǎn)及各相對(duì)地電壓發(fā)生變化，中性點(diǎn)的電壓上升到相電壓，非故障相對(duì)地電壓值增大為倍相電壓，故對(duì)于該中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)可以帶故障繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)。故障相接地點(diǎn)的對(duì)地故障電流為正常運(yùn)行時(shí)對(duì)地電容電流的3倍。在我國(guó)配

6、電網(wǎng)電壓在1035kV之間的架空線路多采用此接地方式。二、低壓配電系統(tǒng)型式 1TNS系統(tǒng) 即五線制系統(tǒng)，三根相線分別是L1、L2、L3，一根零線N，一根保護(hù)線PE，僅電力系統(tǒng)中性點(diǎn)一點(diǎn)接地，用電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分直接接到PE線上。TN-S系統(tǒng)中的PE線上在正常工作時(shí)無電流，設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分無對(duì)地電壓，保證操作人員的人身安全；在事故發(fā)生時(shí)，PE線中有電流通過，使保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，切斷故障。一般規(guī)定PE線不允許斷線和進(jìn)入開關(guān)。N線（工作零線）在接有單相負(fù)載時(shí)，可能有不平衡電流。TN-S系統(tǒng)適用于工業(yè)與民用建筑等低壓供電系統(tǒng)，是目前我國(guó)在低壓系統(tǒng)中普遍采取的接地方式。2TN-C系統(tǒng) 即四線制系

7、統(tǒng)，三根相線L1、L2、L3，一根中性線與保護(hù)線合并的PEN線，用電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分接到PEN線上。在TN-C系統(tǒng)接線中當(dāng)存在三相負(fù)荷不平衡和有單相負(fù)荷時(shí)，PEN線上呈現(xiàn)不平衡電流，設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分有對(duì)地電壓的存在。由于N線不得斷線，故在進(jìn)入建筑物前N或PE應(yīng)加做重復(fù)接地。TN-C系統(tǒng)適用于三相負(fù)荷基本平衡的情況，同時(shí)適用于有單相220V的便攜式、移動(dòng)式的用電設(shè)備。3TN-C-S系統(tǒng) 即四線半系統(tǒng)，在TN-C系統(tǒng)的末端將PEN分開為PE線和N線，分開后不允許再合并。在該系統(tǒng)的前半部分具有TN-C系統(tǒng)的特點(diǎn)，在系統(tǒng)的后半部分卻具有TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)。目前在一些民用建筑中在電源入戶后，將P

8、EN線分為N線和PE線。該系統(tǒng)適用于工業(yè)企業(yè)和一般民用建筑。當(dāng)負(fù)荷端裝有漏電開關(guān)，干線末端裝有接零保護(hù)時(shí)，也可用于新建住宅小區(qū)。4.TT系統(tǒng) 第一個(gè)“T”表示電力網(wǎng)的中性點(diǎn)（發(fā)電機(jī)、變壓器的星形接線的中間結(jié)點(diǎn)）是直接接地系統(tǒng)；第二個(gè)“T”表示電氣設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)不帶電的金屬外露部分對(duì)地做直接的電氣連接，即“保護(hù)接地”系統(tǒng)。三根相線L1、L2、L3，一根中性線N線，用電設(shè)備的外露部分采用各自的PE線直接接地。在TT系統(tǒng)中當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電（相線碰殼或漏電）時(shí)，接地保護(hù)可以減少觸電危險(xiǎn)，但低壓斷路器不一定跳閘，設(shè)備的外殼對(duì)地電壓可能超過安全電壓。當(dāng)漏電電流較小時(shí)，需加漏電保護(hù)器。接地裝置的接地

9、電阻應(yīng)滿足單相接地故障時(shí)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)切斷供電線路的要求，或使接地電壓限制在50V以下。TT是適用于供給小負(fù)荷的接地系統(tǒng)。5.IT系統(tǒng) IT即電力系統(tǒng)不接地或經(jīng)過高阻抗接地，三線制系統(tǒng)。三根相線L1、L2、L3，用電設(shè)備的外露部分采用各自的PE線接地。在IT系統(tǒng)中當(dāng)任何一相故障接地時(shí)，因?yàn)榇蟮乜勺鳛橄嗑€繼續(xù)工作，系統(tǒng)可以繼續(xù)運(yùn)行。所以在線路中需加單相接地檢測(cè)裝置，故障時(shí)報(bào)警。作業(yè)作業(yè)概念題：4-2 第二節(jié)第二節(jié) 短路的原因及后果短路的原因及后果 短路是指系統(tǒng)正常運(yùn)行情況以外的，一切相與相之間或相與地之間金屬性短接或經(jīng)過小阻抗短接。一、短路的原因一、短路的原因 1 1電電氣氣設(shè)設(shè)備備載載流流部

10、部分分的的絕絕緣緣損損壞壞。這這種種損損壞壞可可能能是是由由于于設(shè)設(shè)備備的的絕絕緣緣材材料料自自然然老老化化；或或由于絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿；由于絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿；2 2設(shè)設(shè)備備絕絕緣緣正正常常而而被被各各種種形形式式的的過過電電壓壓（包括雷電過電壓）擊穿；（包括雷電過電壓）擊穿；3 3如輸電線路斷線、線路倒桿或受到外力如輸電線路斷線、線路倒桿或受到外力機(jī)械損傷而造成的短路。機(jī)械損傷而造成的短路。4 4工作人員由于未遵守安全操作規(guī)程而發(fā)工作人員由于未遵守安全操作規(guī)程而發(fā)生人為誤操作，也可能造成短路。生人為誤操作，也可能造成短路。5 5一些自然現(xiàn)象（如風(fēng)、雷、冰雹、霧）一些自然

11、現(xiàn)象（如風(fēng)、雷、冰雹、霧）及鳥獸跨越在裸露的相線之間或相線與接地物及鳥獸跨越在裸露的相線之間或相線與接地物體之間，也是造成短路的一個(gè)原因。體之間，也是造成短路的一個(gè)原因。二、短路故障的種類 供供電電系系統(tǒng)統(tǒng)中中短短路路類類型型與與電電源源的的中中性性點(diǎn)點(diǎn)是是否否接接地地有有關(guān)關(guān)，在在中中性性點(diǎn)點(diǎn)不不接接地地系系統(tǒng)統(tǒng)中中，可可能能發(fā)發(fā)生生的的短短路路有有三三相相短短路路、兩兩相相短短路路。而而在在中中性性點(diǎn)點(diǎn)接接地地系系統(tǒng)統(tǒng)中中，可可能能發(fā)發(fā)生生的的短短路路除除三三相相短短路路及及兩兩相相短短路路外外，尚尚有有單單相相接接地地短路及兩相接地短路。短路及兩相接地短路。短路類型（虛線表示短路電流的路

12、徑）短路類型（虛線表示短路電流的路徑）短路類型（虛線表示短路電流的路徑）短路類型（虛線表示短路電流的路徑）1三相短路 三相短路指供電系統(tǒng)中三相導(dǎo)線間同時(shí)短接。此時(shí)系統(tǒng)每相的阻抗均相同，從電源到負(fù)載三相仍然對(duì)稱，故又叫對(duì)稱性短路。2兩相短路 兩相短路指三相供電系統(tǒng)中，任意兩相間發(fā)生的短接。兩相短路屬于非對(duì)稱性短路。3單相接地短路 單相接地短路指在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，任意一相經(jīng)大地與電源中性點(diǎn)發(fā)生短接。4兩相接地短路 兩相接地短路指在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，其中兩不同相的單相接地所形成的相間短路；也指在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，兩相短路又接地的情況。系統(tǒng)故障電流的大小與短路類系統(tǒng)故障電流的大小與短路類型有密切關(guān)

13、系，在中性線直接接地型有密切關(guān)系，在中性線直接接地的電力系統(tǒng)中，兩相短路電流約為的電力系統(tǒng)中，兩相短路電流約為三相短路電流的三相短路電流的87%87%，單相接地短路，單相接地短路電流約在三相短路電流的電流約在三相短路電流的6060125%125%之間。之間。三、短路后果三、短路后果 1短路電流增大，會(huì)引起電氣設(shè)備的發(fā)熱，損壞電氣設(shè)備。2短路電流流過的線路，產(chǎn)生很大的電壓降，使電網(wǎng)的電壓突然下降，引起電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，甚至停轉(zhuǎn)。3短路電流還可能在電氣設(shè)備中產(chǎn)生很大的機(jī)械力（或稱電動(dòng)力）。此機(jī)械力可引起電氣設(shè)備載流部件變形，甚至損壞。4當(dāng)發(fā)生單相對(duì)地短路時(shí)，不平衡電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡磁場(chǎng)，對(duì)附近

14、的通迅線路、鐵路信號(hào)系統(tǒng)、可控硅觸發(fā)系統(tǒng)以及其他弱電控制系統(tǒng)可能產(chǎn)生干擾信號(hào)，使通訊失真、控制失靈、設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作。5如果短路發(fā)生在靠近電源處，并且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，則可導(dǎo)致電力系統(tǒng)中的原本并聯(lián)同步（不同發(fā)電機(jī)的幅值、頻率、波形、初相角等完全相同吻合）運(yùn)行的發(fā)電機(jī)失去同步，甚至導(dǎo)致電力系統(tǒng)的解列（電力網(wǎng)中不同區(qū)域、不同電廠的發(fā)電機(jī)無法并列運(yùn)行），嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。作業(yè)作業(yè)概念題：4-1 第三節(jié) 無限大容量電源供電 系統(tǒng)的三相短路暫態(tài)過程分析 一、無限大功率電源一、無限大功率電源 1.1.定義定義 所謂無限大功率系統(tǒng)是指當(dāng)電力系統(tǒng)的電源距短路點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)，由短路而引起的電源輸出功率（電壓和

15、 電 流）的 變 化 S（S PjQ），遠(yuǎn)小于電源所具有的功率S，即存在SS，則稱改電源為無限大功率電源，記作S。2.2.特點(diǎn)特點(diǎn) （1 1）由由于于P PP P，所所以以可可以以認(rèn)認(rèn)為為在在短短路過程中無限大功率電源的頻率是不變的；路過程中無限大功率電源的頻率是不變的；（2 2）由由于于Q QQ Q，所所以以可可以以認(rèn)認(rèn)為為在在短短路路過過程程中中無無限限大大功功率率電電源源的的端端電電壓壓也也是是恒恒定不變的；定不變的；（3 3）電電壓壓恒恒定定的的電電源源，其其內(nèi)內(nèi)阻阻抗抗必必然然等等于于零零，因因此此可可以以認(rèn)認(rèn)為為無無限限大大功功率率電電源源的的內(nèi)電抗內(nèi)電抗x x0 0。由由以以上上

16、可可知知接接在在無無限限大大功功率率電電源源系系統(tǒng)統(tǒng)中中，小小容容量量負(fù)負(fù)載載電電路路中中的的電電流流發(fā)發(fā)生生變變化化，甚甚至至發(fā)發(fā)生生短短路路故故障障時(shí)時(shí)，系系統(tǒng)統(tǒng)頻頻率率及及電電壓壓維維持不變。持不變。二、三相短路過程分析二、三相短路過程分析 在短路的暫態(tài)分析已經(jīng)講過，在此自己復(fù)習(xí)。短路電流包括兩部分。第一部分是短路電流短路電流包括兩部分。第一部分是短路電流的周期分量，在無窮大容量系統(tǒng)中，電源電壓的的周期分量，在無窮大容量系統(tǒng)中，電源電壓的幅值是常數(shù)，所以短路電流的周期分量的幅值也幅值是常數(shù)，所以短路電流的周期分量的幅值也是不變的常數(shù)；第二部分是短路電流的非周期分是不變的常數(shù)；第二部分是短路電流的非周期分量，這個(gè)量是隨時(shí)間而逐漸衰減的指數(shù)函數(shù)，經(jīng)量，這個(gè)量是隨時(shí)間而逐漸衰減的指數(shù)函數(shù)，經(jīng)過幾個(gè)周期后，其值就會(huì)衰減到零。一次無窮大過幾個(gè)周期后，其值就會(huì)衰減到零。一次無窮大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路后，短路電流是一個(gè)按指容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路后，短路電流是一個(gè)按指數(shù)規(guī)律衰減的非周期函數(shù)。當(dāng)非周期分量衰減到數(shù)規(guī)律衰減的非周期函數(shù)。當(dāng)非周期分量衰減到零后，電路進(jìn)入一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)，其穩(wěn)態(tài)電流零后，