psb的电力系统中性点运行方式(附件)
电力系统中性点接地方式涉及到技术，经济等多方面的问题。可以说是电力系统实现安全与经济运行的基础之一，对系统的安全稳定运行具有重要的意义。本论文对这个问题展开研究工作，目的是研究中性点运行的特点和各个方式不足之处并探讨更有效的接地方法。在深入了解国内中压电网所采用的中性点不接地，中性点经消弧线圈接地，中性点直接接地 三种方式的原理和运行特征的基础上，利用MATLAB电力系统仿真工具箱进行仿真，并合理的选择接地方式。
关键词 中压电网，中性点，接地方式，MATLAB，仿真
目 录
1 绪论 1
1.1 背景 1
1.2 中压电网中性点接地方式的设计与仿真的研究现状 1
1.3 研究的意义 2
1.4 论文的主要工作 3
2 不同接地方式系统的运行特性 3
2.1 电力系统中性点接地方式 3
2.2 各种接地系统基本工作原理及其介绍 4
3 电网中性点运行方式的可行性分析 8
3.1 供电可靠性 8
3.2 电气设备与线路的绝缘水平 9
3.3 继电保护的可靠性 9
3.4 人身安全 10
3.5 设备安全 10
3.6 通信干扰 11
3.7 其他影响因素 11
4 MATLAB仿真模型的建立及其实例 11
4.1 MATLAB的简介及电力系统仿真工具箱 11
4.2 MATLAB仿真模型的建立 12
4.3 仿真实例 14
4.4 电容电流的测量 24
5 相关设备参数的计算和选择 25
5.1 消弧线圈的容 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
量选择 25
5.2 限压电阻的选择 26
6 各种中性点接地方式的应用问题 26
6.1 各种接地方式的故障选线方法 26
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
1 绪论
1.1 背景
发动机或变压器的中性点称为电力系统的中性点。人们一般把变压器和发电机的中性点与地面的连接方法称为电网中性点的接地方法，选择更好的方式是电力体系安全并且经济运行的最终目的。电压等级正是其有多种接地方法的原因之一。要想确定一个电力体系的中性点接地方法，必须综合考虑电力系统与线路构造、设备人身安全以及对通讯和电子设施的电磁干扰等原因[1]。因此，在选择中性点运行方式问题上，要联系实际，趋利避害，既要顾及经济性，也要做到安全性，因地制宜，因时制宜。
首先，从技术的角度来看，电力系统的许多方面，如人身和设备安全、绝缘保护的可靠性、接地装置等。其次, 中性点接地方法的选择务必要与整个电网现今发展的状况和发展规划进行技术经济比较, 务必全面考虑它的技术经济指标。面对着工业的迅猛发展以及人们对供电质量要求的升高,采取一种高效的中性点接地方法将是一个十分必要的课题。
1.2 中压电网中性点接地方式的设计与仿真的研究现状
1.2.1 国内对中压电网中性点接地方式的研究概况
我国最初是按照原苏联的方案，采用电网中性点不接地或经消弧线圈接地。但是以上两种接地方式存在难题没能得到很好的解决，即如何快速、准确地对单相接地故障进行选线与定位。八九十年代，由于电缆线路比重变大，逐年增加，电容电流随之增大，消弧线圈调谐逐渐出现问题，不能满足要求。当发生长时间的单相接地故障时，常常会扩大成两相短路。于是，开始研究更加合适的接地方式。
深圳一些变电站让10kV电缆具有更低的绝缘水平，选择了中性点经低电阻接地。在苏州20kV电网中都是电缆线路，选择了低电阻接地方式。实践证明，从1996年至今运行正常。1997年的合肥市，举行了高电压技术年会，讨论在现实生活中，如何正确选择合适的中性点接地方式。我们应该考虑电网实际条件，要经过经济性、技术性方面的考量。
现如今，伴随城市电网的迅猛发展，一些大城市在电压等级为10KV的配电网中，将其中性点接地方式变为经低电阻接地。然后，很多地域一改往日经消弧线圈的接地方式，推行了利用同时具备自动跟踪和调谐的消弧线圈运行方式，让配电网常常处在最好的补偿状态。可以自动跟踪和调谐的消弧线圈，和接地保护、故障选线结合具有良好的运行效果[6]。
1.2.2 国外对中压电网中性点接地方式的研究概况
在电网系统刚得到初步应用时，因为系统包含的元件以及线路长度都是有限的，所以电网的中性点都选择直接接地的运行方法。随着电力系统的蓬勃发展和壮大，单相接地故障的发生率也成上升态势，致使线路断路器常常动作，跳闸切断电路，造成经常性的停电。因此，人们开始尝试中性点不接地这一种创新方式。后来由于工业迅猛发展，使得电网传输容量更大、传输距离也更长，用电量更大，电压等级持续升高，每当电网在这种情形之下发生了接地故障，电弧没法自动熄灭，并且由此形成的过电压常常让事故变得更遭。很明显，电网的运行可靠性被大大降低了[6]。对此，德国在1916和1917先后提出了彼得森线圈接地和经电阻接地，这在当时是世界上最先进的。
从1917年开始，德国富有创新精神的学者们便开始使用经消弧线圈接地。不仅如此，在柏林的电缆电容电流高达4000A的电网中，同样使用了此种接地方式。后来一家电力公司的电压等级选用110KV/10KV，星形接法，并经消弧线圈接地。消弧线圈连接的属性为1.4Ω，接入2000A/s的大功率电阻后，系统一旦接地，便瞬间接入此大功率电阻，等同于系统瞬时通过此电阻接地，由保护继电器，发现接地电流变大并开始报警，迅速切断故障线路[3]。
在美国，早期广泛使用迅速切除故障模式，所以中性点通过低电阻接地，与继电保护，与故障线路开关器件一起帮助瞬时脱扣。英国在中性点接地方式选择上也是独树一帜。比如132KV的电网全数选用了直接接地的方式，因为它足够经济，故障选择性良好。然而，在日本，大部分电力公司中性点接地方式会根据电压的不同而采用不同的接法：66KV高压电网选用电阻接地，或者电抗接地，以及通过消弧线圈接地，22千伏的高压则选电阻接地，唯一使用不接地方式的是6.6千伏。前苏联的110KV电力系统中性点做出直接接地的选择，或者通过消弧线圈接地，而对低压电网做出直接接地的选择[4]。
1.3 研究的意义
2.1 电力系统中性点接地方式
三相电力系统的中性点以什么方式接地称为电力系统的接线方式。电力系统中性点可以有很多种接地方式，比如中性点直接接地，中性点经过某种元件接地，中性点不接地。中性点怎么样与大地相接的问题称为中性点的接地方式。中性点接地方式对电力系统的很多方面都有影响，是一个很重要、很复杂的问题。
2.1.1 小电流接地系统的定义
中性点不接地，或经一个高值电阻接地或经消弧线圈接地的系统。由于此类系统中性点接地阻抗非常大，发生单相接地故障时，故障电流很小，所以又称为小电流接地系统。
2.1.2 小电流接地方式的特点
我国6~35kV的配电网大部分都是小电流接地系统，通常选择中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。因为故障电流通常比较小，依然能保持对称性，所以电网往往能够连续运行两个小时。必须在这段时间内(通常为半小时)，切除故障线路。
1 绪论 1
1.1 背景 1
1.2 中压电网中性点接地方式的设计与仿真的研究现状 1
1.3 研究的意义 2
1.4 论文的主要工作 3
2 不同接地方式系统的运行特性 3
2.1 电力系统中性点接地方式 3
2.2 各种接地系统基本工作原理及其介绍 4
3 电网中性点运行方式的可行性分析 8
3.1 供电可靠性 8
3.2 电气设备与线路的绝缘水平 9
3.3 继电保护的可靠性 9
3.4 人身安全 10
3.5 设备安全 10
3.6 通信干扰 11
3.7 其他影响因素 11
4 MATLAB仿真模型的建立及其实例 11
4.1 MATLAB的简介及电力系统仿真工具箱 11
4.2 MATLAB仿真模型的建立 12
4.3 仿真实例 14
4.4 电容电流的测量 24
5 相关设备参数的计算和选择 25
5.1 消弧线圈的容 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
量选择 25
5.2 限压电阻的选择 26
6 各种中性点接地方式的应用问题 26
6.1 各种接地方式的故障选线方法 26
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
1 绪论
1.1 背景
发动机或变压器的中性点称为电力系统的中性点。人们一般把变压器和发电机的中性点与地面的连接方法称为电网中性点的接地方法，选择更好的方式是电力体系安全并且经济运行的最终目的。电压等级正是其有多种接地方法的原因之一。要想确定一个电力体系的中性点接地方法，必须综合考虑电力系统与线路构造、设备人身安全以及对通讯和电子设施的电磁干扰等原因[1]。因此，在选择中性点运行方式问题上，要联系实际，趋利避害，既要顾及经济性，也要做到安全性，因地制宜，因时制宜。
首先，从技术的角度来看，电力系统的许多方面，如人身和设备安全、绝缘保护的可靠性、接地装置等。其次, 中性点接地方法的选择务必要与整个电网现今发展的状况和发展规划进行技术经济比较, 务必全面考虑它的技术经济指标。面对着工业的迅猛发展以及人们对供电质量要求的升高,采取一种高效的中性点接地方法将是一个十分必要的课题。
1.2 中压电网中性点接地方式的设计与仿真的研究现状
1.2.1 国内对中压电网中性点接地方式的研究概况
我国最初是按照原苏联的方案，采用电网中性点不接地或经消弧线圈接地。但是以上两种接地方式存在难题没能得到很好的解决，即如何快速、准确地对单相接地故障进行选线与定位。八九十年代，由于电缆线路比重变大，逐年增加，电容电流随之增大，消弧线圈调谐逐渐出现问题，不能满足要求。当发生长时间的单相接地故障时，常常会扩大成两相短路。于是，开始研究更加合适的接地方式。
深圳一些变电站让10kV电缆具有更低的绝缘水平，选择了中性点经低电阻接地。在苏州20kV电网中都是电缆线路，选择了低电阻接地方式。实践证明，从1996年至今运行正常。1997年的合肥市，举行了高电压技术年会，讨论在现实生活中，如何正确选择合适的中性点接地方式。我们应该考虑电网实际条件，要经过经济性、技术性方面的考量。
现如今，伴随城市电网的迅猛发展，一些大城市在电压等级为10KV的配电网中，将其中性点接地方式变为经低电阻接地。然后，很多地域一改往日经消弧线圈的接地方式，推行了利用同时具备自动跟踪和调谐的消弧线圈运行方式，让配电网常常处在最好的补偿状态。可以自动跟踪和调谐的消弧线圈，和接地保护、故障选线结合具有良好的运行效果[6]。
1.2.2 国外对中压电网中性点接地方式的研究概况
在电网系统刚得到初步应用时，因为系统包含的元件以及线路长度都是有限的，所以电网的中性点都选择直接接地的运行方法。随着电力系统的蓬勃发展和壮大，单相接地故障的发生率也成上升态势，致使线路断路器常常动作，跳闸切断电路，造成经常性的停电。因此，人们开始尝试中性点不接地这一种创新方式。后来由于工业迅猛发展，使得电网传输容量更大、传输距离也更长，用电量更大，电压等级持续升高，每当电网在这种情形之下发生了接地故障，电弧没法自动熄灭，并且由此形成的过电压常常让事故变得更遭。很明显，电网的运行可靠性被大大降低了[6]。对此，德国在1916和1917先后提出了彼得森线圈接地和经电阻接地，这在当时是世界上最先进的。
从1917年开始，德国富有创新精神的学者们便开始使用经消弧线圈接地。不仅如此，在柏林的电缆电容电流高达4000A的电网中，同样使用了此种接地方式。后来一家电力公司的电压等级选用110KV/10KV，星形接法，并经消弧线圈接地。消弧线圈连接的属性为1.4Ω，接入2000A/s的大功率电阻后，系统一旦接地，便瞬间接入此大功率电阻，等同于系统瞬时通过此电阻接地，由保护继电器，发现接地电流变大并开始报警，迅速切断故障线路[3]。
在美国，早期广泛使用迅速切除故障模式，所以中性点通过低电阻接地，与继电保护，与故障线路开关器件一起帮助瞬时脱扣。英国在中性点接地方式选择上也是独树一帜。比如132KV的电网全数选用了直接接地的方式，因为它足够经济，故障选择性良好。然而，在日本，大部分电力公司中性点接地方式会根据电压的不同而采用不同的接法：66KV高压电网选用电阻接地，或者电抗接地，以及通过消弧线圈接地，22千伏的高压则选电阻接地，唯一使用不接地方式的是6.6千伏。前苏联的110KV电力系统中性点做出直接接地的选择，或者通过消弧线圈接地，而对低压电网做出直接接地的选择[4]。
1.3 研究的意义
2.1 电力系统中性点接地方式
三相电力系统的中性点以什么方式接地称为电力系统的接线方式。电力系统中性点可以有很多种接地方式，比如中性点直接接地，中性点经过某种元件接地，中性点不接地。中性点怎么样与大地相接的问题称为中性点的接地方式。中性点接地方式对电力系统的很多方面都有影响，是一个很重要、很复杂的问题。
2.1.1 小电流接地系统的定义
中性点不接地，或经一个高值电阻接地或经消弧线圈接地的系统。由于此类系统中性点接地阻抗非常大，发生单相接地故障时，故障电流很小，所以又称为小电流接地系统。
2.1.2 小电流接地方式的特点
我国6~35kV的配电网大部分都是小电流接地系统，通常选择中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。因为故障电流通常比较小，依然能保持对称性，所以电网往往能够连续运行两个小时。必须在这段时间内(通常为半小时)，切除故障线路。
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