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中性点不接地系统的单相接地

更新时间:2022-05-12 13:42:05 编辑:电气设计网

一、中性点不接地系统的单相接地分析

中性点不接地系统任何一相(如C相)接地时,如下图所示,接地相对地电压为零(UdC=0),接地相对地电容电流也是零(IcC=0)。此时中性点电位不再是零,对地产生电位,不接地相(A、B相)对地电压就是对C相的电压,即线电压(UdA、 UdB),如下图(b)所示。

中性点不接地系统的单相接地

现以C相金属性接地为例,简要分析如下:

1、单相(C相)接地故障时,可写出下列电压方程式:

U0+UC=-UC+UC=UdC=0,故有U0=-UC。式中U0为中性点对地电压,UC为C相电源电压。

上式表明,当发生C相金属性接地时,中性点的对地电位不再是零,而变成了-UC。于是A、B相的对地电压相应地为:

UdA=U0+UA=-UC+UA,UdB=U0+UB=-UC+UB

上式中各量的向量关系如上图(b)所示。未接地的A、B两相对地电压升高到相电压的√3倍,即A、B两相的对地电压等于线电压。

2、在中性点不接地的三相系统中,当一相接地后,各相间的电压大小和相位没有变化,电压的对称性没有变化,因此这样的三相系统,一点接地后还可继续运行一段时间。

3、A、B两相对地电压升高到相电压的√3倍,这两相的对地电容电流也相应地增大√3倍,即I'CA=I'CB=√3I'C0,其中IC0=ωCUφ。因C相接地,故C相对地电容被短接,C相对地电容电流变为零,此时经过C相接地点流入地中的电容电流(即接地电流)不再是零,而是

IC=-(ICA+ICB)。

如上图所示,A相的电容电流ICA超前UdA90⁰, B相的电容电流ICB超前UdB90⁰。经过向量相加,可知绝对值为:

IC=3ωCUφ(A)。式中Uφ为系统的相电压,V;ω为角频率,ω=2πf;C为一相对地电容,F。

从以上公式可知,单相接地时,通过接地点的电容电流为未接地时每一相对地电容电流的√3倍。

二、中性点不接地系统单相接地的后果

1、未接地两相对地电压升高到相电压的√3倍,即等于线电压,所以在这种系统中,相对地的绝缘水平应根据线电压来设计。

2、各相间的电压大小和相位仍然不变,三相系统的平衡没有遭到破坏,因此可以继续运行一段时间,这是此种系统的最大优点,但不允许长期接地运行,尤其是发电机直接供电的电力系统,因为未接地相对地电压升高到线电压,一相接地运行时间过长可能造成两相短路。所以在这种系统中,一般应装设绝缘监视或接地保护装置,当发生单相接地时,应及时发出信号,使值班人员迅速采取措施,尽快消除故障。一相接地时,系统允许继续运行的时间最多不得超过2h。

3、一相接地时,接地点通过的电流为电容性的,其大小为原来相对地电容电流的3倍,这种电容电流不易熄灭,可能在接地点引起“弧光接地”,周期性地熄灭和重新发生电弧。“弧光接地”的持续间歇电弧较危险。可能引起线路的谐振现象而产生过电压,损坏电气设备或发展成为相间短路。这种系统中接地电流大于5A时,发电机、变压器和电动机都应装设动作于跳闸的接地保护装置。

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