《高压输电系统的中性点接地》求取 ⇩

目录1

序1

引言1

第一篇　接地故障和接地方式2

第一章　高压电网内的充电电流2

1．高压输电线的电容效应2

2．几种基本导线排列方式的电容3

3．简单导线系统的电容图解。定义6

4．平行架设的多导线系统（直按电容，泄漏电导）11

5．双芯和三芯电缆的电容15

6．接地故障的性质16

参考资料17

文献17

第二章 正常和接地故障情况下的高压系统。中性点接地的理论17

1．浮悬的中性点，电气重心。中性点位移17

2．关于电气重心的一般原理19

第二章结语 123

3．中性点不接地的三相系统中由于接地故障所承受的电压23

4．电容性接地故障电流的分布25

5．电流和电压的零序分量。几个典型例子31

6．其他重要故障型式的等效电路33

7．输电线路的零序阻抗35

8．变压器的零序阻抗41

8.1．星形-星形结线的内铁型变压器41

8.2．星形-星形结线，磁归路畅通的电力变压器。单相变压器组44

8.3．三角形-星形结线的变压器45

8.4．曲折形结线的变压器47

8.5．用二次结线来短路零序分量48

9.1．圆磁化49

9．旋转电机的零序阻抗49

8.6．斯高脱结线的变压器49

9.2．单层绕组50

9.4．轴磁通51

9.5．参数值51

9.3．双层绕组51

10．接地故障时健全相的稳态电压52

10.1．中性点直接接地52

10.2．中性点经电抗接地54

10.3．中性点经电阻接地56

10.4．不接地和谐振接地的系统57

10.4.1．持续性接地故障，其发生的频率和持续的时间57

10.5．电流和电压应力的互换性59

10.7.1．低电抗接地60

10.6．有效接地的系统60

10.7．数字例子60

10.7.2．低电阻接地61

10.8．过电压和故障电流的一般曲线63

10.9．发电机接地问题的说明65

10.10．接地故障所引起的动态过电压69

10.10.1．中性点不接地系统。在接地故障和系统之间的集中电抗的效应70

10.10.2．不接地的中性点。断线时的接地故障74

11.1．雷电冲击波82

11.1.1．直接雷击82

11．接地和不接地系统的暂态绝缘应力82

10.10.3．在不对称短路的发电机的开路轴上的过电压82

11.1.2．感应过电压84

11.2．故障时的暂态过程85

11.2.1．突然接地时的暂态过程85

11.2.2．弧光接地86

11.3．操作过电压87

11.3.1．励磁电流的开合87

11.3.2．切断无负荷线路88

11.4．现场经验。结论91

12．输电线路和发变电站设备的绝缘水平。94

接地方式的影响94

12.1．输电线路95

12.2．开关设备97

12.3．变压器100

12.4．交流发电机102

12.5．其他设备103

13．由接地故障引起的电力回路间电容相互作用104

14．电力回路对电信回路的干扰。接地方式的影响105

14.1．电容干扰106

14.1.1．大地环路和大地环路间的相互作用106

14.1.2．电力回路的大地环路和电信回路的金属环路间的相互作用108

14.1.3．两回路的金属环路间的电容相互作用108

14.2．电磁干扰109

14.1.5．单线大地回归的电信回路109

14.1.4．电力回路的金属环路在静电方面对电信回路的大地环路的相互作用109

14.2.1．大地环路和大地环路间的相互作用110

14.2.2．电力回路的大地环路和电信回路的金属环路间的相互作用113

14.2.3．电力回路的金属环路和电信回路的金属环路间的相互作用114

14.2.4．电力回路的金属环路和电信回路的大地环路间的相互作用114

14.2.5．单线大地回归的电信回路114

14.3．数例比较115

15．接地故障邻近的电压梯度117

16.1.1．优点119

16．接地方式的选择及其优缺点119

16.1．中性点有效接地的系统119

16.1.2．缺点和减轻缺点的方法120

16.2．中性点阻抗接地的系统121

16.2.1．电抗接地系统121

16.2.2．电阻接地系统121

16.2.3．阻抗接地系统的其他特点123

参考资料124

文献128

1．接地故障的开始和发展134

1.1．介质强度的逐渐变化134

第三章　三相系统内由接地故障引起的暂态现象134

1.2．对地间隔的突然减低135

1.3．发变电站设备的绝缘事故135

1.4．架空输电线136

1.5．从公布的接地故障统计中分析运行记录141

1.6．发生次数和正常工频波的关系145

1.7．电缆系统内的接地故障147

2．由正常状况过渡到接地状况的现象（接地暂态现象）147

2.1．发生绝缘事故后的进行波147

2.2．变压器和旋转电机对放电波的反应149

2.3.1．不接地系统152

2.3．变压器（或发电机）和线路间的中频暂态现象152

2.3.2中性点直接接地的系统157

3．接地故障的遮断和恢复期暂态现象159

4．间歇性接地故障（弧光接地）163

4.1．重燃的机理163

4.2．振荡熄弧的机理164

4.3．彼得生理论的一些特点166

4.4．正常工频熄弧时弧光接地的机理170

4.5．中性点不接地系统内弧光接地的实验性观察172

4.6．用系统中性点接地来防止弧光接地175

4.7．中性点接地系统内弧光接地的实验性观察177

5．由接地故障暂态阶段引起的感应效应178

5.1．在进行波阶段的干扰现象178

5.2．由振荡暂态引起的干扰。对邻近系统的作用180

5.3．串联变压器上振荡暂态的感应作用181

参考资料183

文献185

第四章　接地故障消除措施的发展和目前趋势187

1．消除接地故障与遮断接地故障的对比187

2．消弧接地开关188

3．管型避雷器（排气式保护间隙）189

4．故障线路的快速重合191

5．对相序分量具有辨别反应的串联电抗198

6．接地故障补偿装置（消弧线圈）199

参考资料199

文献201

第二篇　谐振接地204

第五章　接地故障补偿装置（消弧线圈）。一般理论204

1．有关历史和名词的说明204

2．持续性接地故障时接地故障补偿装置的作用204

4．具有接地故障补偿装置的系统中接地故障电弧的熄灭209

3．有持续性接地故障的系统运行209

5．具有接地故障补偿装置的系统中发生故障后的暂态分量217

6．功率损失对接地故障补偿装置运行的影响222

7．残余故障电流的功率损失分量223

8．中性点接消弧线圈的电力变压器的选择226

9．辅助接地变压器232

10．消弧线圈电流所经过的系统其余部分234

11．接地故障补偿装置的不同形式234

11.1．三相接地故障补偿装置中磁路的双重作用235

11.3．真实的三相接地故障补偿装置236

11.2．满意的三相谐振接地装置的主要特性236

11.4．磁路互联式三相接地故障补偿装置237

11.5．具有互联星形绕组的磁路互联形式238

11.6．具有星形-三角形绕组的磁路互联装置。鲍赫变压器240

11.7．三相接地故障补偿装置与中性点接地电抗器的比较242

12．同时补偿接地故障电流和线路充电电流的装置243

13．谐振接地与非谐振接地的比较244

参考资料245

文献245

1.1．功率损失分量的补偿247

1．残余故障电流及其补偿247

第六章 接地故障补偿装置（消弧线圈）。特殊问题247

1.2．谐波分量的补偿250

1.2.1．残余故障电流中高次谐波的来源250

1.2.2．残余故障电流中谐波的补偿253

1.3．不对称系统的残余故障电流256

2．谐振接地系统中故障阻抗的影响257

3．电缆系统中应用接地故障补偿装置262

4．谐振接地系统中的谐振现象264

4.1．谐振接地系统中电容不对称的效果265

4.1.1．永久性不对称265

4.1.2．暂时性不对称265

4.1.3．谐振接地系统电容不对称的等效电路266

4.1.4．暂时性不对称百分率的数值267

4.1.5．由电容不对称引起的中性点位移。损失的限制作用。琼纳斯的圆图268

4.1.6．电容不对称引起的中性点位移。磁饱和的限制作用273

4.2．能和电抗器作为相接地装置和中性点接地装置的运行特性276

4.3．变压器绕组和电源电压不对称的效果279

4.3.1．由短路匝造成的电压不对称279

4.3.2．带负荷调整分接头装置所产生的电压不对称279

4.3.3．相绕组断线280

4.3.4．由注入零序分量所引起的电压281

不对称281

4.4.2．非谐振的调谐282

4.4．谐振接地系统中限制中性点位移的方法282

4.4.1．饱和磁路282

4.4.3．增大功率损失分量283

4.4.4．消除不对称的原因284

5．线路间电容耦合在电力系统间引起的相互作用。电容耦合的补偿（横补偿）284

5.1．多导线线路由单个等效导线来代表285

5.2．三角形接法的去耦合线圈289

5.3．星形接法的去耦合线圈290

5.4．去耦合变压器295

5.5．阻尼电阻297

5.7．三角形接法去耦合线圈的圆图298

5.6．第统中性点的直接互相连接298

5.8．星形接法去耦合线圈的圆图301

5.9．去耦合变压器中性点电压向量的轨迹303

5.10．有效接地系统与谐振接地系统的相互作用303

6．有金属连接的双回线路的电容接地故障电流304

7．谐振接地系统对邻近通信线路的干扰306

7.1．基频干扰306

7.2．音频干扰307

8．消弧和正常运行时对称运行的通用条件308

8.1．具有n根导线的单独系统308

7.3．直接接触的干扰308

8.2．两个系统。补偿和去耦合的通用理论310

9．特长线路的接地故障补偿312

9.1．特长线路的图解分析312

9.2．对于谐振接地系统的应用314

9.2.1．在线路一端的接地故障补偿装置315

9.2.2．在线路中间某点的接地故障补偿装置317

9.2.3．线路两端的接地故障补偿装置317

9.2.4．功率损失的影响318

10．采用谐振接地方式的限度319

11.1．基频过电压321

11．谐振接地系统中的过电压321

11.2．操作过电压322

11.2.1．断开励磁电流322

11.2.2．断开线路充电电流323

11.2.3．谐振接地系统中断开两相对地故障325

11.2.4．实际和模拟系统中观察到的操作过电压328

11.3．雷击过电压328

11.3.1．接地方式对雷击过电压的数值和形状的影响328

11.3.2．由雷击进行波在接地装置中引起的绝缘应力330

11.3.3．减少接地装置绝缘应力的方法333

11.3.4．接地装置的冲击绝缘水平建议值334

11.3.5．避雷器和接地故障补偿装置的工作范围和任务335

11.3.6．多相雷击闪络对于谐振接地系统运行特性的影响336

12．电晕对于消弧的影响338

13．谐振接地系统对不同形式系统扰动的反应342

13.1．变压器不对称342

13.2．同时发生短路和接地故障342

13.3．系统稳定343

14．接地故障的测定和消除343

14.1．接地故障的指示344

14.2．瞬时性接地故障的高速指示344

14.3．持续性接地故障345

14.3.1．残余故障电流中有功分量的分布346

14.3.2．瓦特计式接地故障继电器。设计特点。时间分级348

14.3.3．电压互感器，结线和特性要求350

14.3.4．电流互感器，结线和特性要求352

14.3.5．系统中固有的使接地故障继电器不正确动作的因素355

14.3.6．人为地增加有功分量357

14.4.1．不接地和高阻抗接地系统358

14.4.2．有效接地和低阻抗接地系统358

14.4.非谐振接地系统的接地故障继电保护358

14.3.7．电力变压器的接地故障保护358

14.4.3．母线保护365

14.4.4．故障得到防止的系统中的次生效应366

参考资料366

文献368

第七章 谐振接地系统行为的评价。在减少故障率上与其它方法的比较376

1．中性点利用谐振接地的系统在运行上的优点376

2．运行经验377

3．与其它降低故障率方法的比较382

3.1．避雷线的遮蔽382

3.2．改善的接地385

3.3．提高绝缘水平386

3.4．管型和阀型避雷器387

3.5．快速重合387

3.6．双回线路387

3.7．不间断供电。实际成就，改善运行所需的费用389

参考资料389

文献390

第八章　接地故障补偿设备的设计和布置392

1．接地故障电容电流的决定392

1.1．三相单回线路393

1.2．三相双回线路396

1.3．精确的计算法398

1.4．近似法的应用于联立方程式组399

1.5．系数的缩减。等值导线400

1.6．架空线的图和表403

1.7．绝缘子电容的校正及其它407

1.8．电缆的接地故障电容电流曲线407

1.9．接地故障电容电流的快速估算407

1.10．直接测量408

2．接地故障补偿装置的定额、位置和布置409

2.1．定额409

1.11．电容电流和泄漏电流的季节性变化409

2.2．位置410

2.3．布置411

2.4．辅助设备412

3．接地故障补偿装置设计所需的资料414

参考资料414

文献415

第九章　接地故障补偿装置的设计、试验及投入运行417

1．接地故障补偿装置的设计417

1.1．一般设计原则417

1.2．热的定额419

1.3．绝缘等级420

1.4．分接关和辅助线卷的设计。等效框架尺寸421

1.5．线圈电流的连续调节427

1.5.1．采用由直流控制的电抗器428

1.5.2．杵式电抗器428

1.5.3．移动线圈式调节430

1.6．线卷布置431

1.7．损耗；铜铁损比率433

1.8．三相式接地故障补偿装置434

1.9．实际设计举例436

2.1．中等容量的接地故障补偿装置441

2．接地故障补偿装置的试验441

2.2．大容量的定额443

3．接地故障补偿装置及其附属设备的投入运行443

3.1．利用人工接地故障进行试验444

3.1.1．V形曲线法444

3.1.2．圆图法444

3.1.3．瓦特表法447

3.2．利用自然的或人为的系统不平衡的试验447

3.4．接地故障继电器的投入448

3.3．投入前系统情况的检查448

参考资料450

文献451

第十章 谐振接地系统中调谐的监视和451

自动控制451

1．调谐的监视452

1.1．间接（手动操作）监视452

1.2．直接监视453

1.2.1．利用自然的系统不平衡453

1.2.2．人为的不平衡453

1.2.3．中性点注入454

2.1．补偿计继电器458

2．自动调谐458

2.2．补偿计电动机459

2.3．对最大中性点位移的自动调谐460

参考资料461

文献461

第十一章　谐振接地在各地的应用462

1．德国462

2．美国464

3．英国468

4．爱尔兰469

5．非洲南部470

7．新西兰473

6．澳大利亚473

8．加拿大475

9．马来亚476

10．斯堪的那维亚477

11．中欧和西欧480

12．苏联482

13．日本482

14．其他482

参考资料483

文献485

附录489