电力系统电源(发电机或变压器的星形联接绕组的中性点)与大地绝缘。如图1.18所示为等值电路。为讨论问题简化起见,假设三相系统的电源电压和电路参数都是对称的,而且将相与地之间存在的分布电容用一个集中电容C来表示,线间电容对该问题无影响,可不考虑。
图1.18 中性点不接地系统
我国3~66kV系统,特别是3~10kV系统(终端或车间变电所变压器10kV绕组的中性点),一般采用中性点不接地的运行方式。
(1)系统正常运行时
3个相电压是对称的,3个相的对地电容电流也是对称的,其相量和为零,故中性点没有电流流过,各相对地电压就等于相电压。
(2)当系统发生单相接地时
如图1.18所示,当某一相时接地时,以C相金属性接地(接地电阻为零)为例。电路对地电压值的变化如下:
接地C相与大地短接,对地电压:Ucd=0。
非接地两相A,B相对地电压:UAd=UAC,UBd=UBC,即对地电压均升高,变为线电压。
系统的接地电流(电容电流)为非接地两相对地电容电流之和。(www.daowen.com)
由于线路对地电容的电容量C值不好确定,因此,Id和IC也不好根据C值来精确计算。通常采用经验公式来确定中性点不接地系统的单相接地电容电流。
架空线
式中 U——线路额定电压,kV;
L——与电压U只有电联系的线路长度,km。
接地电流与电压和线路长度成正比。电缆线路的单相接地电容电流比相同电压等级等线路长度的架空线大。
(3)故障处理
必须指出,这种单相接地状态不允许长时间运行,因为如果另一相又发生接地故障,则形成两相接地短路,产生很大的短路电流,从而损坏线路及其用电设备。较大的单相接地电容电流会在接地点引起电弧,形成间歇电弧过电压,威胁电力电网的安全运行。因此,我国电力规程规定,中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时,单相接地运行时间不应超过2h。
中性点不接地系统一般都装有单相接地保护装置或绝缘监测装置,在系统发生接地故障时会及时发出警报,提醒工作人员尽快排除故障;同时,在可能的情况下,应把负荷转移到备用线路上去。
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