电力系统的关合.ppt

电力系统的关合
短路故障的关合
一、短路与短路形式
短路是电力系统中最常见的最严重的故障形式,它可能由多种原因所引起。“短路”就是指电力系统中一相或多相载流导体接地或互相短接,从而把负载阻抗短接掉。
由短路而在系统中出现的短路电流可达正常工作电流的几十倍甚至上百倍,给电力系统带来十分严重的影响,它将引起电气设备和载流导体的损坏、电力系统稳定性的破坏、继电保护装置的动作及大量甩负荷,产生对通信线路和信号系统的干扰、系统的过电压(如工频电压升高等),为了保证电力系统的安全,应采取限制措施和尽快切除短路故障。
引起电力系统短路的原因有如下三种:
(1)绝缘破坏;
(2)偶然、非人能控制的事故,如小动物灾害等;
(3)人为事故。
电力系统中性点接地方式
电力系统中性点接地方式有两大类:一类是中性点直接接地或经过低阻抗接地,称为大接地电流系统;另一类是中性点不接地,经过消弧线圈或高阻抗接地,称为小接地电流系统。其中采用最广泛的是中性点接地、中性点经过消弧线圈接地和中性点直接接地等三种方式。
(一)中性点不接地系统    
当中性点不接地的系统中发生一相接地时,接在相间电压上的受电器的供电并未遭到破坏,它们可以继续运行,但是这种电网长期在一相接地的状态下运行,也是不能允许的,因为这时非故障相电压升高,绝缘薄弱点很可能被击穿,而引起两相接地短路,将严重地损坏电气设备。所以,在中性点不接地电网中,必须设专门的监察装置,以便使运行人员及时地发现一相接地故障,从而切除电网中的故障部分。
在中性点不接地系统中,当接地的电容电流较大时,在接地处引起的电弧就很难自行熄灭。在接地处还可能出现所谓间隙电弧,即周期地熄灭与重燃的电弧。由于电网是一个具有电感和电容的振荡回路,间歇电弧将引起相对地的过电压,其数值可达(~3)Ux。这种过电压会传输到与接地点有直接电连接的整个电网上,更容易引起另一相对地击穿,而形成两相接地短路。     在电压为3-10kV的电力网中,一相接地时的电容电流不允许大于30A,否则,电弧不能自行熄灭。在20~60kV电压级的电力网中,间歇电弧所引起的过电压,数值更大,对于设备绝缘更为危险,而且由于电压较高,电弧更难自行熄灭。因此,在这些电网中,规定一相接地电流不得大于10A。
(二)中性点经消弧线圈接地系统    
当一相接地电容电流超过了上述的允许值时,可以用中性点经消弧线圈接地的方法来解决,该系统即称为中性点经消弧线圈接地系统。 消弧线圈主要有带气隙的铁芯和套在铁芯上的绕组组成,它们被放在充满变压器油的油箱内。绕组的电阻很小,电抗很大。消弧线圈的电感,可用改变接入绕组的匝数加以调节。显然,在正常的运行状态下,由于系统中性点的电压三相不对称电压,数值很小,所以通过消弧线圈的电流也很小。采用过补偿方式,即使系统的电容电流突然的减少(如某回线路切除)也不会引起谐振,而是离谐振点更远。
在中性点经消弧线圈接地的系统中,一相接地和中性点不接地系统一样,故障相对地电压为零,非故障相对地电压升高至倍,三相线电压仍然保持对称和大小不变,所以也允许暂时运行,但不得超过两小时,消弧线圈的作用对瞬时性接地系统故障尤为重要,因为它使接地处的电流大大减小,电弧可能自动熄灭。接地电流小,还可减轻对附近弱点线路的影响。     在中性点经消弧线圈接地的系统中,各相对地绝缘和中性点不接地系统一样,也必须按线电压设计。
(三)中性点直接接地系统
中性点的电位在电网的任何工作状态下均保持为零。在这种系统中,当发生一相接地时,这一相直接经过接地点和接地的中性点短路,一相接地短路电流的数值最大,因而应立即使继电保护动作,将故障部分切除。 中性点直接接地或经过电抗器接地系统,在发生一相接地故障时,故障的送电线被切断,因而使用户的供电中断。运行经验表明,在1000V以上的电网中,大多数的一相接地故障,尤其是架空送电线路的一相接地故障,大都具有瞬时的性质,在故障部分切除以后,接地处的绝缘可能迅速恢复,而送电线可以立即恢复工作。目前在中性点直接接地的电网内,为了提高供电可靠性,均装设自动重合闸装置,在系统一相接地线路切除后,立即自动重合,再试送一次,如为瞬时故障,送电即可恢复。
中性点直接接地的主要优点是它在发生一相接地故障时,非故障相地对电压不会增高, 因而各相对地绝缘即可按相对地电压考虑。电网的电压愈高,经济效果愈大;而且在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中,单相接地电流往往比正常负荷电流小得多,因而要实现有选择性的接地保护就比较困难,但在中性点直接接地系统中,实现就比较容易,由于接地电流较大,继电保护一般都能迅速而准确地切除故障线路,且保护装置简单,工作可靠。