中性点不接地系统“接地”现象分析

摘要：本文针对中性点不接地系统发生单相接地.发电机出口开关一相未断开这两种故障从原理上进行定性的分析，了解它们发生的原因和限制或处理的措施。

关键词：单相接地　中性点电压位移

中图分类号：TM7　文献标识码：A　文章编号：1672-3791(2012)02(a)-0119-01

电力系统中性点(实际指发电机和变压器的中性点)如果不接地或经消弧线圈接地，则称为小接地短路电流系统。在多年的运行工作中，碰到除10kV系统发生单相接地故障时外，在对主变进行冲击合闸充电、停机时开关一相未断开这些非“接地”故障的情形时，10kV母线接地监视保护、发电机定子接地保护也同样动作。本文结合实际工作提出这些“接地”故障的处理措施，对它们在原理上进行定性的分析。

1　单相接地故障

1.1　正常运行情况

正常运行情况下，系统三相负载对称，为了便于分析，我们忽略负载阻抗和相间电容，变压器低压侧三角形接线也等效为星形接线，画出中性点不接地系统等效电路图如图l所示，Ea、Eb、Ec为三相对称电源电动势，系统三相对地电容Cao、Cbo、Cco近似相等，电压互感器的励磁阻抗很大，系统对地阻抗主要为表现为容抗，因此系统三相对地电压Ua、Ub、Uc也是对称的如图2，根据公式：Uo=-(EaYa+EbYb+EcYc)／(Ya+Yb+Yc)，Ya、Yb，Yc为三相对地导纳呈容性近似相等，因此中性点对地电压Uo略为零，电压互感器副绕组开口三角形出口电压如忽略测量误差则为零，因此接地保护不会动作。

1.2　发生单相接地故障

在10kV母上接有一条生活区馈线，由于这条线路位置低，经常发生对线路沿线的一水泥杆放电引起单相金属性接地，使运行中的机组定子100％接地保护动作跳闸停机，10kV母线接地监视保护动作发信。然后测得10kV母线一相如C相对地电压为O，A、B两相对地电压达到10kV，拉开生活区馈线开关后，接地现象消失。对此我们分析，由于C相金属性接地，C相对地电压等于O，中性点对地电压等于原c相电压反号，即Uo=-Uc，如图3所示，A相对地电压Ua=Ua-Uc，B相对地Ub=cJb-Uc，u’a=U’b≈1.732Ua，即A、B相对地电压数值升高为线电压，电压互感器副绕组开口三角形出口电压为A、B、C相电压之和则达到100V，接地保护自然就会动作。

如果发生不完全接地(经一定电阻接地)，经过分析则接地相电压大于零但

小于相电压，非接地相对地电压大干相电压而小于线电压。但是无论发生何种单相接地，从图中可以看出系统线电压大小与相位差维持不变。

2　发电机出口开关一相未断开

发电机在停机过程中刚刚解列定子100％接地保护随即动作，跳开机组灭磁开关并事故停机，10kV母线接地监视保护动作发报警和光字牌信号，测量10kV母线电压Ua、Ub约6.7kV略高于额定电压6kV，Uc约3kV，发电机Ua、Ub、Uc三相电压指示都为3kV左右。经过检查发现发电机出口开关操作机构的C相连杆销脱落，造成C相未断开。将主变和IOkV母线停电后将发电机开关隔离，系统重新送电接地现象消除。在这类事件中，为何在10kV母线、主变低压侧、生活区馈线均无接地，只是发电机出口开关一相未断开情况下出现“接地”现象呢。

在发电机开关C相未断开情况下，发电机的定子三相绕组连接在一起全部接在系统的C相，因此发电机三相对地电压指示实际都为C相对地电压指示，为同一电位，同时也因为发电机三相定子绕组的对地电容全部分布在C相，相当于在系统的C相接入了一个很大的对地电容，远远大于原来的对地电容，设此时C相对地电容为C’co，而A、B两相对地电容Cao、Cbo仍与原来无发电机运行时一样，C’co>Cao=Cbo，Y’c>Ya=Yb，中性点对地电压Uo=-(EaYa+EbYb+EcYc)／(Ya+Yb+Y’c)=一【Y’C--(Ya+Yb)】Ec／(Ya+Yb+Y’c)，由于Y’c要远远大于(Ya+Yb)，因此中性点对地电压Uo与原C相电压反号，如图4所示。A、B两相对地电压Ua、U，b要大于原相电压，c相对地电压U’c小于原相电压，电压互感器副绕组开口三角形出口电压U(如图5所示)为A、B、C相对地电压之和远远大于零但小于额定电压100V，接地保护也会动作。