的,三个相的对地电容电流Ico也是对称的,如图1-7b所示。这时三个相的对地电容电 流的相量和为零因此没有电流在地中流过。各相对地电压均为相电压。 电源 CoB\ Uc 图1-7正常运行时的中性点不接地的电力系统 当系统发生单相接地故障时,假设C相接地,如图1-8a所示。这时C相对地电压 为零,而A相对地电压U4=U4+(-Uc)=UAB,B相对地电压Un=Un+(-U)=UBC 如图1-8b所示。由此可见,C相接地时,完好的A、B两相对地电压均由原来的相电压 升高到线电压,即升高为原对地电压的√3倍。 B ic 图1-8发生单相接地故障时的中性点不接地电力系统 因此要注意这种系统的设备的相绝缘,不能只按相电压来考虑,而要按线电压来考 虑 C相接地时,系统的接地电流l为A、B两相对地电容电流之和,即 Ic=-(lo+loB)由图1-8b的相量图可知,l在相位上正好较C相电压U超前90 度。而的量值,由于Ic=√3IcA,其中IcA=UAXc=√3UM Ico,因此Ic=3ICo
的，三个相的对地电容电流 I CO 。 也是对称的，如图 1-7b 所示。这时三个相的对地电容电 流的相量和为零因此没有电流在地中流过。各相对地电压均为相电压。 图 1-7 正常运行时的中性点不接地的电力系统 当系统发生单相接地故障时，假设 C 相接地，如图 1-8a 所示。这时 C 相对地电压 为零，而 A 相对地电压 A C AB U A U U U 。 。 。 。 ‘ = +（− ）= ，B 相对地电压 UB UB UC U BC 。 。 。 。 ’ = +（− ）= ， 如图 1-8b 所示。由此可见，C 相接地时，完好的 A、B 两相对地电压均由原来的相电压 升高到线电压，即升高为原对地电压的 3 倍。 图 1-8 发生单相接地故障时的中性点不接地电力系统 因此要注意这种系统的设备的相绝缘，不能只按相电压来考虑，而要按线电压来考 虑。 C 相 接 地时 ， 系统 的 接 地电 流 。 C I 为 A 、B 两 相对 地 电 容电 流 之和 ， 即 （ ） 。 。 。 I C = − I COA + I COB 由图 1-8b 的相量图可知， C I • 在相位上正好较 C 相电压 UC • 超前 90 度。而 C I • 的量值，由于 IC= 3 IC、A，其中 IC、A=U’A/XC= 3 UA/XC= 3 ICO，因此 IC=3ICO
即系统单相接地时的接地电容电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。 由于线路对地电容C难于准确确定,所以Iω和lc也不好根据C来准确计算。在 工程中通常采用下列公式来计算:c UNLOH +35LcAB) 350 必须指出:当中性点不接地的电力系统发生单相接地时,由图1-8b的相量图看出, 系统的三个线电压无论其相位和量值均无改变,因此系统中的所有设备仍可照常运行。 但是这种状态不能长此下去,以免在另一相又接地时形成两相接地短路,这将产生很大 的短路电流。 因此,规定单相接地运行时间不应超过2h。 为了保证运行安全,在中性点不接地系统中装有绝缘监视装置或接地保护装置。当 发生单相接地故障时及时发出报警信号,此时,值班人员尽快查找并排除故障,经2h 故障仍未消除时,应切除此故障线路。如有备用线路,应将负荷转移到备用线路上去。 此外,当接地电容电流超过一定限度(3~10KV电网约为30A,35KV电网约为10A), 接地点会产生断续电弧。断续电弧加在电网的电感与接地电容构成的L、C振荡电路中 引起谐振,在系统中产生过电压,其数值可达正常电压的3~4倍,可能使绝缘薄弱处击 穿,形成短路故障。为此,对接地电流超过一定限度的电网,不宜采用中性点不接地的 运行方式。 2、中性点直接接地的电力系统 中性点直接接地的电力系统发生单相接地时即形成单相接地短路。单相短路电流比 线路正常负荷电流大得多,对系统危害很大。因此这种系统中装设的短路保护装置动作, 切断线路,切除接地故障部分,使系统的其他部分恢复正常运行。110KV及以上的电力 系统通常都采取中性点直接接地的运行方式。在低压配电系统中,三相四线制的TN系 统和TT系统也都采取中性点直接接地方式。 3、中性点经消弧线圈接地的电力系统 单相接地电容电流Ic大于一定值时电力系统中性点就应改为经消弧线圈接地的运 行方式,如图1-9所式。 消弧线圈实际上就是一种带有铁心的电感线圈,其电阻很小,感抗很大,而且可以 调节。当此系统发生单相接地时,流过接地点的总电流是接地电容电流lc与流过消弧 线圈的电感电流的相量和。由于c超前Uc90度,而滞后Uc90度(如图1-9b), 所以与在接地点互相补偿,可使接地电流小于最小生弧电流,从而消除接地点的
即系统单相接地时的接地电容电流为正常运行时每相对地电容电流的 3 倍。 由于线路对地电容 C 难于准确确定，所以 ICO 和 IC 也不好根据 C 来准确计算。在 工程中通常采用下列公式来计算： 350 （N OH 35 CAB） C U L L I + = 必须指出：当中性点不接地的电力系统发生单相接地时，由图 1-8b 的相量图看出， 系统的三个线电压无论其相位和量值均无改变，因此系统中的所有设备仍可照常运行。 但是这种状态不能长此下去，以免在另一相又接地时形成两相接地短路，这将产生很大 的短路电流。 因此，规定单相接地运行时间不应超过 2h。 为了保证运行安全，在中性点不接地系统中装有绝缘监视装置或接地保护装置。当 发生单相接地故障时及时发出报警信号，此时，值班人员尽快查找并排除故障，经 2h 故障仍未消除时，应切除此故障线路。如有备用线路，应将负荷转移到备用线路上去。 此外，当接地电容电流超过一定限度（3~10KV 电网约为 30A，35KV 电网约为 10A）， 接地点会产生断续电弧。断续电弧加在电网的电感与接地电容构成的 L、C 振荡电路中 引起谐振，在系统中产生过电压，其数值可达正常电压的 3~4 倍，可能使绝缘薄弱处击 穿，形成短路故障。为此，对接地电流超过一定限度的电网，不宜采用中性点不接地的 运行方式。 2、中性点直接接地的电力系统 中性点直接接地的电力系统发生单相接地时即形成单相接地短路。单相短路电流比 线路正常负荷电流大得多，对系统危害很大。因此这种系统中装设的短路保护装置动作， 切断线路，切除接地故障部分，使系统的其他部分恢复正常运行。110KV 及以上的电力 系统通常都采取中性点直接接地的运行方式。在低压配电系统中，三相四线制的 TN 系 统和 TT 系统也都采取中性点直接接地方式。 3、中性点经消弧线圈接地的电力系统 单相接地电容电流 IC 大于一定值时电力系统中性点就应改为经消弧线圈接地的运 行方式，如图 1-9 所式。 消弧线圈实际上就是一种带有铁心的电感线圈，其电阻很小，感抗很大，而且可以 调节。当此系统发生单相接地时，流过接地点的总电流是接地电容电流 。 C I 与流过消弧 线圈的电感电流 I L 。 的相量和。由于 。 C I 超前 U C 。 90 度，而 I L 。 滞后 U C 。 90 度（如图 1-9b）, 所以 。 C I 与 I L 。 在接地点互相补偿，可使接地电流小于最小生弧电流，从而消除接地点的
电弧,这样也就不致出现危险的谐振过电压现象了。 CALCB 7 图1-9中性点经消弧线圈接地的电力系统 必须指出,中性点经消弧线圈接地系统和中性点不接地系统一样,当出现一相接地 时,其它两相对地电压也为正常时对地电压的√3倍,因此单相接地运行时间同样不应 超过2h。这种经消弧线圈接地的中性点运行方式,主要用于35~66KV的电力系统。 4、低压配电系统的接地型式 1)TN系统(见图) TN系统的电源中性点直接接地,并从中性点引出有中性线(N线)、保护线(PE 线)或将N线与PE线合而为一的保护中性线(PEN线)这种接地型式,在我国习惯上 称为“接零”。中性线(N线)的功能,一是用来接为相电压的单相用电设备,如照明 灯等;二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流:三是用来减小负荷中性点的 电位偏移。保护线(PE线)的功能,是为保障人身安全、防止触电事故的公共接地线。 系统中的设备外露可导电部分通过PE线接地,可在设备发生接地故障时降低触电危险 (1)TNC系统(见图)其中性点引出PEN线,此种系统由于N线与PE线合而为 ,节约了导线材料,比较经济。但由于PEN线中有电流通过,可对接PEN线的某些 设备产生电磁干扰,因此此种系统不适于对电磁干扰要求高的场所。此外,如果PEN 线断线,可使接PEN线的设备外露可导电部分带电而造成人身触电危险,因此TNC 系统也不适于安全要求高的场所。PEN线上不得装设开关和熔断器,以免PEN线断开 造成事故 (2)TN-S系统(见图)由于PE线与N线分开,PE线中没有电流通过,因此不会 对设备产生电磁干扰,所以这种系统适合于对抗电磁干扰要求高的数据处理、电磁检测 等实验场所。当PE线断线时不会使接PE线的设备外露可导电部分带电,因此比较安
电弧，这样也就不致出现危险的谐振过电压现象了。 图 1-9 中性点经消弧线圈接地的电力系统 必须指出，中性点经消弧线圈接地系统和中性点不接地系统一样，当出现一相接地 时，其它两相对地电压也为正常时对地电压的 3 倍，因此单相接地运行时间同样不应 超过 2h。 这种经消弧线圈接地的中性点运行方式，主要用于 35~66KV 的电力系统。 4、低压配电系统的接地型式 1）TN 系统（见图） TN 系统的电源中性点直接接地，并从中性点引出有中性线（N 线）、保护线（PE 线）或将 N 线与 PE 线合而为一的保护中性线（PEN 线）这种接地型式，在我国习惯上 称为“接零”。 中性线（N 线）的功能，一是用来接为相电压的单相用电设备，如照明 灯等；二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是用来减小负荷中性点的 电位偏移。保护线（PE 线）的功能，是为保障人身安全、防止触电事故的公共接地线。 系统中的设备外露可导电部分通过 PE 线接地，可在设备发生接地故障时降低触电危险。 （1）TN—C 系统（见图）其中性点引出 PEN 线，此种系统由于 N 线与 PE 线合而为 一，节约了导线材料，比较经济。但由于 PEN 线中有电流通过，可对接 PEN 线的某些 设备产生电磁干扰，因此此种系统不适于对电磁干扰要求高的场所。此外，如果 PEN 线断线，可使接 PEN 线的设备外露可导电部分带电而造成人身触电危险，因此 TN—C 系统也不适于安全要求高的场所。PEN 线上不得装设开关和熔断器，以免 PEN 线断开 造成事故。 （2）TN—S 系统（见图）由于 PE 线与 N 线分开，PE 线中没有电流通过，因此不会 对设备产生电磁干扰，所以这种系统适合于对抗电磁干扰要求高的数据处理、电磁检测 等实验场所。当 PE 线断线时不会使接 PE 线的设备外露可导电部分带电，因此比较安
全,所以这种系统也适合于安全要求较高的场所 (3)TNCS系统(见图)此 A 系统比较灵活,对安全要求较高及对电 抗电磁干扰要求较高的场所,采用 PEN TN-S系统,而其他情况下则采用 INC系统。因此TNCS系统 三相设备 单相设备 兼有TN-C系统和TNS系统的优越性,经济实用。这种系统在现代企业中应用日益 2)TT系统(见图) 这种系统适于对抗电磁干扰要求较高的场所。但这种系统若有设备因绝缘不良或损 坏使其外露可导电部分带电时,由于 其漏电电流一般很小往往不足以使电源 线路的过电流保护装置动作,从而增 加了 触电危险,因此为保障人身安全,此 种系统中必须装设灵敏的漏电保护 三相设备 单相设备 装置。 3)IT系统(见图) PEN 此系统各设备之间也不会发生电磁 干扰,而且在发生一相接地时,设 备仍可继续运行,但需装设单相 接地保护,以便在发生一相接地电源 故障时发出报警信号。此种IT 系统主要用于对连续供电要求 较高及有易燃易爆的场所,如矿 三相设备 单相设备 山、井下等地
全，所以这种系统也适合于安全要求较高的场所。 （3）TN—C—S 系统（见图）此 系统比较灵活，对安全要求较高及对 抗电磁干扰要求较高的场所，采用 TN—S 系统，而其他情况下则采用 TN—C 系统。因此 TN—C—S 系统 兼有 TN—C 系统和 TN—S 系统的优越性，经济实用。这种系统在现代企业中应用日益 广泛。 2) TT 系统（见图） 这种系统适于对抗电磁干扰要求较高的场所。但这种系统若有设备因绝缘不良或损 坏使其外露可导电部分带电时，由于 其漏电电流一般很小往往不足以使 线路的过电流保护装置动作，从而增 加了 触电危险，因此为保障人身安全，此 种系统中必须装设灵敏的漏电保护 装置。 3) IT 系统（见图） 此系统各设备之间也不会发生电磁 干扰，而且在发生一相接地时，设 备仍可继续运行，但需装设单相 接地保护，以便在发生一相接地 故障时发出报警信号。此种 IT 系统主要用于对连续供电要求 较高及有易燃易爆的场所，如矿 山、井下等地
三相设备冂PE单相设备门P 第三节供电质量要求及用电企业供配电电压的选择 、供电质量概述 供电质量包括电能质量和供电可靠性两方面。 电能质量是指电压、频率和波形的质量。电能质量的主要指标有:频率偏差、电压 偏差、电压波动和闪变、高次谐波(电压波形畸变)及三相电压不平衡度等 供电可靠性可用供电企业对用户全年供电小时数与全年总小时数(8760h)的百分 比来衡量,也可用全年的停电次数及停电持续时间来衡量。《供电营业规则》规定:供 电企业应不断改善供电可靠性,减少设备检修和电力系统事故对用户的停电次数及每次 停电持续时间。供电设备计划检修时,对35KV及以上电压供电的用户的停电次数,每 年不应超过1次;对10KV供电的用户,每年不应超过3次。 供电频率、频率偏差及其改善措施 (一)供电频率及其允许偏差 《供电营业规则》规定:供电企业供电的额定频率为交流50HZ。 在电力系统正常状况下,供电频率的允许偏差为:电网装机容量在300万千瓦及 以上的,为+0.2HZ;电网装机容量在300万千瓦以下的,为+0.5HZ。 在电力系统非正常状况下,供电频率的允许偏差不应超过+10HZ。 (二)频率偏差的影响及其改善措施 电力设备只有在额定频率下运行才能获得最佳的经济效果。若频率偏差过大,还 会影响广播、通信、电视和自动装置的正常运行,使音像质量下降或发生错误动作, 改善供电频率偏差可采取以下措施 1)加速电力建设,增加系统的装机容量和调节负荷高峰的能力。 2)做好计划用电工作,搞好负荷调整,移峰填谷,并采取技术措施来减少冲击性 负荷的影响
第三节 供电质量要求及用电企业供配电电压的选择 一、供电质量概述 供电质量包括电能质量和供电可靠性两方面。 电能质量是指电压、频率和波形的质量。电能质量的主要指标有：频率偏差、电压 偏差、电压波动和闪变、高次谐波（电压波形畸变）及三相电压不平衡度等。 供电可靠性可用供电企业对用户全年供电小时数与全年总小时数（8760h）的百分 比来衡量，也可用全年的停电次数及停电持续时间来衡量。《供电营业规则》规定：供 电企业应不断改善供电可靠性，减少设备检修和电力系统事故对用户的停电次数及每次 停电持续时间。供电设备计划检修时，对 35KV 及以上电压供电的用户的停电次数，每 年不应超过 1 次；对 10KV 供电的用户，每年不应超过 3 次。 二、供电频率、频率偏差及其改善措施 （一）供电频率及其允许偏差 《供电营业规则》规定：供电企业供电的额定频率为交流 50HZ。 在电力系统正常状况下，供电频率的允许偏差为：电网装机容量在 300 万千瓦及 以上的，为+0.2HZ；电网装机容量在 300 万千瓦以下的，为+0.5HZ。 在电力系统非正常状况下，供电频率的允许偏差不应超过+1.0HZ。 （二）频率偏差的影响及其改善措施 电力设备只有在额定频率下运行才能获得最佳的经济效果。若频率偏差过大，还 会影响广播、通信、电视和自动装置的正常运行，使音像质量下降或发生错误动作。 改善供电频率偏差可采取以下措施： 1）加速电力建设，增加系统的装机容量和调节负荷高峰的能力。 2）做好计划用电工作，搞好负荷调整，移峰填谷，并采取技术措施来减少冲击性 负荷的影响