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变压器中性点接地方式分析

在电缆总长度比较短的条件下,电网的对地电容值不大,电容电流很小,此 时,人身触电电流和和单相接地电流的计算,可以只考虑电网对地绝缘电阻的影 响,其供电系统如图2.1所示。rA , ra , rc分别代表各相对地的绝缘阻值。

三相对地的绝缘电阻可看成是一个对称的星型负载,其中性点为地。因此在 发生人身触电或单相接地事故以前,每相绝缘电阻中流过的电流Ia , Ie , Ic也是 对称的,即:

由此可见,在正常状态下,各相对地电压与电源的相电压相等。因而,假象 的负载中性点与变压器中性点之间没有电位差,也就是说,变压器中性点对地的 电压U。为零。

2)人身触电时 如果人身触及某相(如A相)带电导体,通过人身的电流通过其他两相的绝 缘电阻构成回路。此时A相的绝缘电阻与人自身电阻并联,该相的对地电阻变成:

破坏了假象负载的对称性,于是,电网的对地电压和电流值将发生变化,并 使变压器的中性点对地出现电位差(Uo X0)0 3)零序电压及零序电流 人身触电后,三相电网的对地电压不在对称,其和不等于零,于是在故障产 生点会出现零序电压氏,巩与变压器中性点的对地电压U。相等。所以常用U。表 示零序电压。零序电压与故障相电压相位相反。

零序电压U。是在故障产生点出现 的三个大小相等、相位相同的电压,他们分别作用到三相电网的每一相上,因此 在零序电流的等效电路图(图2.2 )中,可在故障点将三相电用虚线连接起来。由 于零序电压U。的存在,必然要在绝缘电阻r构成的零序电流回路中,产生三个大 小一样,相位相同的零序电流。

4)单相电网接地时 当A相电源发生直接接地故障时(相当于人身电阻值变为0),便有单相接地 电流在接地点流过,并经由其它两相的绝缘电阻r和电容C流回电源。 此时,A相电源对地电压为零伏。B, C两相的对地电压升高,变成线电压。 但电源电压仍是对称的,并不影响负载的继续运行。不过从矿井的安全来考虑, 仍要求立即切断电源以防止单相接地电流产生的电火花引起瓦斯爆炸。

变压器中性点直接接地方式 在变压器中性点直接接地的条件下,如果发生人身触电或单相接地事故,其 安全程度也可分析如下。 人身触电电流计算 在变压器中性点直接接地的系统中一旦发生人身触电事故,通过人身电流是经过变压器中性点构成回路。此时人身触电电流Ia可按下式进行计算:

上式中,除了变压器的内部阻抗、线路阻抗、土壤阻抗和变压器中性点的接 地电阻被忽略外,电网对地的绝缘电阻和电容,对人身触电电流值均无影响。这 也就说明,在此条件下的人身触电电流值,只与电网的电压和人身的电阻值有关。 在人身电阻值一定的条件下,电压越高,人身触电电流值也就越大。 单相接地电流计算 在变压器中性点直接接地的供电系统中,若发生单相接地,便有很大的单相 接地电流在故障点流过。在计算单相接地电流值,必须考虑变压器中性点的接地 电阻和接地故障点土壤流散电阻的影响。因此单相接地电流加按下式计算:

显然,此单相接地电流值大大超过安全火花电流值,足以引起瓦斯煤尘爆炸, 但并不能使短路保护装置动作或熔断器的熔体熔断。为此,对于中性点直接接地 的供电系统来讲,还必须采取相应的保护接零措施。如同地面的低压供电系统那 样,有了保护接零以后,单相接地变成了单相短路,其短路电流便足以使短路保 护装置可靠的动作,及时切除故障。 此外,在变压器中性点直接接地的条件下,变压器中性点的对地电压始终很 小,在理想的条件下,与地保持等电位,各相的对地电压也不会升高。这样,就 能仿制电弧接地过电压和单相经电感接地所造成的过电压,这是变压器中性点接 地方式的优点。有了零线以后,整个供电系统变成了三相四线制,可以同时向负 载提供两种不同的工作电压,即线电压和相电压,使用起来也方便了许多。

 

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