论文部分内容阅读
摘要：电力系统的中性点运行方式涉及系统接线、电压等级、绝缘水平、通信干扰、接地保护方式等方面，是一个重要且复杂的问题。为了能够在选择接地方式之前对可能遇到的问题进行提前分析，而不是依靠经验做法，或是纯粹的理论分析，使用了电力系统仿真软件PSCAD，针对电力系统中性点接地方式，建立了仿真模型，进行三种方式下的仿真并分析结果，得出了有意义的结论。
关键词：电力系统；中性点接地；PSCAD仿真
中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）27-0126-03
电力系统的中性点一般指星形连接的变压器或发电机的中性点。电力系统的中性点运行方式涉及系统接线、电压等级、绝缘水平、通信干扰、接地保护方式等方面，是一个重要且复杂的问题。我国电力系统中性点目前所采用的接地方式主要有三种，即直接接地、经消弧线圈接地以及不接地。[1]
电力系统在正常运行工况下，由于电源电压以及对地电容电流均为三相对称，即系统中性点相当于和大地有相同的电位，所以，对于电能传输，中性点接地与否对电网基本无影响。因此，三种中性点接地方式的区别就在于发生故障时。而据统计[2]，在电力系统发生的各种短路故障中，单相接地的故障发生率最高，所以，本文主要针对单相接地故障时的中性点接地方式进行研究。
为了能够在选择接地方式之前对电力系统可能遇到的问题进行提前分析，而不是依靠经验做法，或是纯粹的理论上的分析，本文使用仿真的方法进行分析研究。电力系统仿真软件为此带来极大的便利。在本文的研究中，采用电力行业认可度较高的PSCAD软件，根据研究需要建立相应的系统模型，然后利用仿真工具模拟实际电力系统的运行情况。运行结果可以以波形图、矢量图、数据表格等方式输出，比传统的计算更加直观，也更方便进行继电保护等后续问题的研究。[3-5]
PSCAD（Power System Computer Aided Design）完整专业的元件模型、规模庞大的计算容量库、稳定高效的计算内核、友好的人机界面以及良好的兼容和开放性等特点，已经广泛被国际上很多研究机构、高校和电气工程师所采用。
一、PSCAD软件简介[6]
PSCAD的元件模型都存放在库工程中。软件打开后，工作窗口会自动加载库文件。所有元件都按类分成18组。
本文中电力仿真用到下列几种模块：
1.三相电压源模块
该模块提供三相直流电压，其源阻抗可以设定为理想值。源参数可以设定为固定值或通过内部参数和外部可变参数对其进行控制。
2.三相双绕组变压器模块
这个组件模型是基于经典建模方法的三相双绕组变压器，为用户提供了磁化分支选项和电流注入程序的模型磁化特点。
在对变压器的组别连接方式设置时，本次仿真采用的是原边为星形连结，副边为三角形连结的（△-Y型）接法。
3.相量计模块
为了用户观察输出结果的方便，软件特别提供了一个矢量合成元件，可以简单地将数据输入到相量计，让分析问题变得更加直观、高效。本文分别对三相电压和电流进行了相量的显示。
4.故障模块
通过数据标签吧Fault信号引出来，对Timede Fault Logic进行参数设置，设定故障开始时间了0.2s，故障持续时间为0.1s。
5.断路器模块
本次仿真设置短路开始时间为0.2s时刻。
二、中性点接地方式的仿真实例分析
1.中性点不接地的仿真及其结果分析
（1）中性点不接地的仿真。
3.中性点直接接地的仿真及其结果分析
类似地，在PSCAD软件平台上搭建中性点直接接地的电力系统模型。由仿真结果可知，当线路某点发生单相短路故障时，故障点与中性点形成短路回路，故障点将会流过很大的短路电流，使继电保护装置迅速动作，有效防止单相接地时可能产生的弧光过电压。非故障相对地电压几乎不变，仍可看成是相电压，因此，可以降低系统对绝缘水平的要求，提高经济效益。
三、结论
电力系统的中性点运行方式涉及系统接线、电压等级、绝缘水平、通信干扰、接地保护方式等方面，是一个重要且复杂的问题。为了能够在选择接地方式之前对可能遇到的问题进行提前分析，而不是依靠经验做法，或是纯粹的理论分析，本文使用了电力系统仿真软件PSCAD，针对电力系统中性点接地方式，建立了仿真模型，进行三种方式下的仿真并分析结果，得出了有意义的结论。
仿真结果通过矢量图的形式可以更直观地检验其合理性。因此，利用这样的方法是设计优质电网的快捷高效的途径之一。
参考文献：
[1]杨淑英.电力系统概论[M].北京：中国电力出版社，2007.
[2]张保会，尹项根.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，
2005.
[3]郭增为.中性点非有效性接地系统故障选线的研究[J].中国电力教育，2011，（24）.
[4]张肇斐.电力系统中性点接地方式的探讨[J].电气技术，
2007，（10）.
[5]王新丽.电力系统中性点接地方式的选择[J].电工技术，
2008，（9）.
[6]梁越明，钱玉娟，韩平平.基于PSCAD/EMTDC的电力系统中性点接地方式研究[J].电源世界，2012，（7）.
（责任编辑：王祝萍）
关键词：电力系统；中性点接地；PSCAD仿真
中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）27-0126-03
电力系统的中性点一般指星形连接的变压器或发电机的中性点。电力系统的中性点运行方式涉及系统接线、电压等级、绝缘水平、通信干扰、接地保护方式等方面，是一个重要且复杂的问题。我国电力系统中性点目前所采用的接地方式主要有三种，即直接接地、经消弧线圈接地以及不接地。[1]
电力系统在正常运行工况下，由于电源电压以及对地电容电流均为三相对称，即系统中性点相当于和大地有相同的电位，所以，对于电能传输，中性点接地与否对电网基本无影响。因此，三种中性点接地方式的区别就在于发生故障时。而据统计[2]，在电力系统发生的各种短路故障中，单相接地的故障发生率最高，所以，本文主要针对单相接地故障时的中性点接地方式进行研究。
为了能够在选择接地方式之前对电力系统可能遇到的问题进行提前分析，而不是依靠经验做法，或是纯粹的理论上的分析，本文使用仿真的方法进行分析研究。电力系统仿真软件为此带来极大的便利。在本文的研究中，采用电力行业认可度较高的PSCAD软件，根据研究需要建立相应的系统模型，然后利用仿真工具模拟实际电力系统的运行情况。运行结果可以以波形图、矢量图、数据表格等方式输出，比传统的计算更加直观，也更方便进行继电保护等后续问题的研究。[3-5]
PSCAD（Power System Computer Aided Design）完整专业的元件模型、规模庞大的计算容量库、稳定高效的计算内核、友好的人机界面以及良好的兼容和开放性等特点，已经广泛被国际上很多研究机构、高校和电气工程师所采用。
一、PSCAD软件简介[6]
PSCAD的元件模型都存放在库工程中。软件打开后，工作窗口会自动加载库文件。所有元件都按类分成18组。
本文中电力仿真用到下列几种模块：
1.三相电压源模块
该模块提供三相直流电压，其源阻抗可以设定为理想值。源参数可以设定为固定值或通过内部参数和外部可变参数对其进行控制。
2.三相双绕组变压器模块
这个组件模型是基于经典建模方法的三相双绕组变压器，为用户提供了磁化分支选项和电流注入程序的模型磁化特点。
在对变压器的组别连接方式设置时，本次仿真采用的是原边为星形连结，副边为三角形连结的（△-Y型）接法。
3.相量计模块
为了用户观察输出结果的方便，软件特别提供了一个矢量合成元件，可以简单地将数据输入到相量计，让分析问题变得更加直观、高效。本文分别对三相电压和电流进行了相量的显示。
4.故障模块
通过数据标签吧Fault信号引出来，对Timede Fault Logic进行参数设置，设定故障开始时间了0.2s，故障持续时间为0.1s。
5.断路器模块
本次仿真设置短路开始时间为0.2s时刻。
二、中性点接地方式的仿真实例分析
1.中性点不接地的仿真及其结果分析
（1）中性点不接地的仿真。
3.中性点直接接地的仿真及其结果分析
类似地，在PSCAD软件平台上搭建中性点直接接地的电力系统模型。由仿真结果可知，当线路某点发生单相短路故障时，故障点与中性点形成短路回路，故障点将会流过很大的短路电流，使继电保护装置迅速动作，有效防止单相接地时可能产生的弧光过电压。非故障相对地电压几乎不变，仍可看成是相电压，因此，可以降低系统对绝缘水平的要求，提高经济效益。
三、结论
电力系统的中性点运行方式涉及系统接线、电压等级、绝缘水平、通信干扰、接地保护方式等方面，是一个重要且复杂的问题。为了能够在选择接地方式之前对可能遇到的问题进行提前分析，而不是依靠经验做法，或是纯粹的理论分析，本文使用了电力系统仿真软件PSCAD，针对电力系统中性点接地方式，建立了仿真模型，进行三种方式下的仿真并分析结果，得出了有意义的结论。
仿真结果通过矢量图的形式可以更直观地检验其合理性。因此，利用这样的方法是设计优质电网的快捷高效的途径之一。
参考文献：
[1]杨淑英.电力系统概论[M].北京：中国电力出版社，2007.
[2]张保会，尹项根.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，
2005.
[3]郭增为.中性点非有效性接地系统故障选线的研究[J].中国电力教育，2011，（24）.
[4]张肇斐.电力系统中性点接地方式的探讨[J].电气技术，
2007，（10）.
[5]王新丽.电力系统中性点接地方式的选择[J].电工技术，
2008，（9）.
[6]梁越明，钱玉娟，韩平平.基于PSCAD/EMTDC的电力系统中性点接地方式研究[J].电源世界，2012，（7）.
（责任编辑：王祝萍）