10KV系统中性点的运行方式和消弧线圈
10kV小电阻接地系统配电网的接地故障分析

10kV小电阻接地系统配电网的接地故障分析摘要:以电缆为主体的10kV城市电网,由于电缆线路的对地电容较大,随着线路长度的增加,单相接地电容电流也会增大。
现行经消弧线圈接地的配电网中,为补偿越来越大的接地电容电流,消弧线圈增容改造成本逐渐增大,加上消弧线圈小电流选线困难、过电压水平高等缺点,为保障人身和设备安全,供电局城市配电网开始逐步推广使用小电阻接地系统,其相比于消弧线圈接地系统更加适用。
关键词:小电阻;接地系统;运行方式1中性点接地方式对比分析1.1经消弧线圈接地变电站主变压器10kV侧多为三角形接线方式,当10kV配电网发生单相接地故障时,由于不构成回路,流过故障点的是线路对地电容形成的容性电流,每相对中性点电压及相间的线电压保持不变,整个系统带故障维持运行2h。
系统中性点消弧线圈通过产生电感电流补偿对地的电容电流的方式,使流经故障点的电流保持在10A以下,起到消除接地点电弧的作用,有效提高瞬时接地故障时的供电可靠性。
1.2经小电阻接地系统中性点经小电阻接地,发生单相接地故障时,中性点接地电阻与对地电容会构成并联回路,流经故障线路零序电流很大,通过线路自身零序保护就能快速动作切除故障,不存在选线问题。
由于能快速隔离故障,故障线路相电压升高的时间很短,减少了人身触电风险,绝缘要求也有所下降。
小电阻接地方式中,10kV出线的零序电流互感器只需接入自身线路保护,依靠线路保护自身配置的零序过流或限时速断保护就对线路接地故障有较好的灵敏度,不用配置额外的选线控制器及连接回路。
同时电阻为耗能元件,也是电容电荷释放元件和谐振的阻压元件,可有效消除由于各种原因引起的谐振过电压和间歇性接地电弧过电压。
但需要注意的是,中性点采用小电阻接地方式时,故障点的接地电流十分大,故障点附近的跨步电压高达几千伏,如果保护装置没有快速切除故障,容易击穿接地点附近设备的绝缘,引起相间故障或人身事故。
同时,对于瞬时性或永久性的单相接地故障,线路保护均会动作跳闸,跳闸次数会增多,从而影响用户的正常供电。
10kV系统中性点接地方式

10kV系统中性点接地可分为:
中性点不接地系统(中性点非有效接地系统)(包括中性点不接地系统、经消弧线圈接地系统、高电阻接地系统);
中性点接地系统(中性点有效接地系统)(中性点直接接地系统或经低电阻接地系统)。
1.10kV系统中性点不接地系统
(பைடு நூலகம்)接地故障特点
配电系统在正常运行时,三相基本平衡电压作用下,各相对地电容电流ICL1、ICL2、ICL3相等,分别超前相电压90°,ICL1=ICL2=ICL3=UΦωC,其ICL1+ICL2+ICL3=0,系统中性点与地有相同电位。
过补偿方式,接地故障残余电流Id较大,不利于接地故障点电弧自熄,但它不易产生串联谐振过电压。实际运行中,过补偿方式常被采用。
系统在运行中,经常接通或切除部分回路,系统中分布电容电流有较大的变化,满足脱谐度的要求,消弧线圈的电感也相应改变,需人工改变消弧线圈的抽头位置,接地故障残余电流Id小于5A~10A以下,系统出现谐振过电压可能性降低。发生接地故障时,非故障相对地电压升高 倍。
IC——接地电容电流(单位:A)。
上述电容电流的计算值只能用于某些对准确度要求不很高的场合.
通过上述估算,可知道系统的总的零序电流,然后进行电流互感器的选择,电流互感器选择的基本原则是:线路发生单相故障时,安装在该线路的零序电流电流互感器二次侧能提供大于10mA ,且小于800mA的零序电流。
零序电流的检测,架空出线是采用三相电流组成滤过器来检测零序电流,接线如图14.2-5所示;电缆出线是采用零序电流互感器,电缆穿过零序电流互感器内孔,电缆头的接地线务必穿过零序电流互感器后再接地,接线如图14.2-6所示。
10kV经低电阻接地系统中,发生接地故障时的故障电压虽时间不长,但幅值很高。低压采用TN系统供电时,应采取以下措施:变电所内设置两组接地极;采用主等电位联结措施;在主等电位联结范围外供电时,采用局部TT系统供电。低压采用TT系统供电时,变电所的外露可导电部分的接地电阻不超过1Ω或带有已接地的合适的有金属护层的高压电缆和低压电缆总长度超过1km。
高速与普速铁路10kV电力贯通线路中性点接地方式及其运行方式差异化分析

高速与普速铁路10kV电力贯通线路中性点接地方式及其运行方式差异化分析[摘要]本文详细论述了高速与普速铁路10kV电力贯通线路各自的构成方式、负荷特点,以及由此引发的系统中性点接地方式的差异。
近而对目前高速铁路10kV电力贯通线路两种不同接地方式对供电系统的安全性、可靠性、经济性等进行了综合分析,得出了高铁贯通线路建设的较优方案。
通过比对中性点接方式的不同带来的运行方式的变化,为高铁贯通线路的技术管理积累经验。
【关键字】10kV贯通线路;中性点接地方式;消弧线圈铁路10kV电力系统由外部电源、变配电所、沿铁路线架设的电力贯通线路组成,主要为铁路沿线行车信号及各种自动化装备等负荷提供电源,保证铁路行车的安全正点。
为了保证供电的可靠性,变配电所一般引入两路外部电源,采用单母线母联分段运行方式,经1:1调压器向贯通线路供电,贯通线路一般具有两端变配电所互供的条件。
随着列车运行速度的提高,列车开行对行车自动控制设备的依赖程度越来越高,因此,为行车信号及自动控制设备供电的铁路电力系统已成为保障运输的关键设备,建设标准逐步提高,在目前的高速铁路工程建设中,贯通线路已由普速的以架空线路为主提高为以电缆为主或全电缆方式,路径采用专用电缆沟敷设,大大减少了受外界影响,提高了供电的可靠性。
由于大量电缆的使用,系统容性电流显著增大,中性点接地方式也随之相应改变,与既有的普速铁路存在较大的差异。
1.高速铁路与普速铁路10kV电力贯通线路的不同普速铁路沿铁路线架设的10kV电力线路称为自闭线路和贯通线路,根据铁路线路对供电的需求设单回路或双回路。
自闭、贯通10kV电力线路通过沿铁路线相邻40~60km的变配电所形成互供,一般以架空线路为主,个别区段受地形限制改为电缆线路。
自闭线路多采用LGJ—50mm2架空线路,主供铁路信号、通信、5T系统等一级负荷用电;贯通系统多采用LGJ—70mm2架空线路,备供铁路信号、通信、5T系统等一级负荷用电,同时向区间及各站生产生活等设施供电。
电力系统中性点运行方式

电力系统中性点运行方式电力系统中性点的运行方式正确与否,对电力系统的安全运行有很大的意义。
它关系到绝缘水平、通信干扰、继电保护及自动装置的正确动作等方面。
下面从电力系统运行的角度说明中性点的运行方式及所对应的电压等级。
一、电力系统中性点的运行方式发电机和变压器星形连接的结点称之为电力系统的中性点。
中性点的运行方式对电力系统的运行十分重要,是涉及到电力系统许多方面的综合性问题。
我国电力系统中性点运行方式有3种,直接接地(有效接地),不接地(中性点绝缘)和从属于不接地方式的经消弧线圈接地(非有效接地)。
二、中性点不接地系统对 中性点不接地系统,当一相发生故障接地时,不能构成短路回路,系统中点没有短路电流,系统仍可继续运行。
正常情况下三相对称,线间和相对地组成的等值电容 相等,中性点为地电位。
如果中性点与地向连,连线中没有电流,A相、B相、C相对地都是相电压,各相对地电容电流超前各相电压90°,通常树值不大。
若发生C相接地,C相自然成为地电位,C相与地之间形成的回路中的电压方程为U’c= Uc+Uo=0此时中性点对地电压Uo= -Uc其他两相对地电压Ua ,Ub为U’a= Ua+Uo= Ua-Uc=1.732 Uc∠-150°U’b= Ub+Uo= Ua-Uc=1.732 Uc∠150可以看出,当C相发生接地时,中性点对地电压升高为相电压,而非故障相对地电压升高为线电压;但三相线电压不变。
因此,只要各相对地绝缘能承受线电压,发生 单相接地时对三相用电设备的运行没有影响。
这是中性点不接地系统的一大优点。
按规程规定,在此情况下电网仍可运行2h。
但此时应发出单相接地的预告信号, 告之值班员并采取相应的措施。
在正常运行条件下,三相对地电容对称,三相电容电流之和为零。
发生单相接地的情况下,如C相接地,流过接地点的接地电流应为A、B两相对地电容电流之和,即Id= -(Ica+Icb)= -(jωCUa+jωCUb )Id=j3ωCUc可见Id在相位上超前向量Uc90°,为容性电流,是正常时一相电容电流的3倍。
10kV系统中性点经消弧线圈接地方式分析

10kV系统中性点经消弧线圈接地方式分析摘要:针对10kV配电网系统规模的不断扩大及电缆馈线回路的增加,单相接地电容电流也在不断的增大,改造电网中性点接地方式、合理选择电网中性点接地方式,已是关系到电网运行可靠性关键的技术问题,文中就10kV电网的中性点经消弧线圈接地方式进行分析和探讨。
关键词:10kV配电网中性点接地;消弧线圈前言:在选择电力网中性点接地方式是一个综合性问题,需要考虑以下几方面:①供电可靠性;②与设备制造和建设投资息息相关的电网绝缘水平与绝缘配合;③对继电保护和自动装置等的影响;④对通讯和信号系统的干扰;⑤对系统稳定的影响。
电力系统中实际采用的中性点接地方式,按主要运行特性划分,可分为有效接地系统和非有效接地系统两大类。
有效接地系统也称大电流接地系统,其划分标准是系统的零序电抗X0 和正序电抗X1 的比值X0/X1≤3,且零序电阻R0 和正序电阻R1 的比值R0/R1≤1。
这类接地系统的优点是内部过电压较低和可以降低设备的绝缘水平,从而大幅度节约投资,在110kV 及以上电压系统得到普遍应用。
非有效接地系统也称小电流接地系统,其划分标准是系统的零序电抗X0 和正序电抗X1 的比值X0/X1>3,且零序电阻R0 和正序电阻R1 的比值R0/R1>1。
这类接地系统的优点是供电可靠性较高,在绝缘投资所占比重不大的110kV 以下配电网中普遍采用。
此类接地系统,包括中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地及中性点经高电阻接地等方式。
一、概述我国10kV电压等级配电网多为中性点不接地系统,在电网发生单相接地时,不会跳闸,仅有不大的容性电流流过,允许继续运行一段时间。
但是随着电网的发展,特别是采用电缆线路的用户日益增加,使得系统单相接地时容性电流不断增加,接地弧光不易自动熄灭,容易产生间隙弧光过电压,进而造成相间短路,导致电网内单相接地故障扩展为事故。
我国电力行业标准DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定;3~10 kV架空线路构成的系统和所有35 kV、66 kV电网,当单相接地故障电流大于10 A时,中性点应装设消弧线圈,3~10 kV电缆线路构成的系统,当单相接地故障电流大于30 A时,中性点应装设消弧线圈。
电力系统中性点运行方式

电力系统中性点运行方式电力系统中性点接地方式有两大类:一类是中性点直接接地或经过低阻抗接地,称为大接地电流系统;另一类是中性点不接地,经过消弧线圈或高阻抗接地,称为小接地电流系统。
其中采用最广泛的是中性点接地、中性点经过消弧线圈接地和中性点直接接地等三种方式。
(一)中性点不接地系统当中性点不接地的系统中发生一相接地时,接在相间电压上的受电器的供电并未遭到破坏,它们可以继续运行,但是这种电网长期在一相接地的状态下运行,也是不能允许的,因为这时非故障相电压升高,绝缘薄弱点很可能被击穿,而引起两相接地短路,将严重地损坏电气设备。
所以,在中性点不接地电网中,必须设专门的监察装置,以便使运行人员及时地发现一相接地故障,从而切除电网中的故障部分。
在中性点不接地系统中,当接地的电容电流较大时,在接地处引起的电弧就很难自行熄灭。
在接地处还可能出现所谓间隙电弧,即周期地熄灭与重燃的电弧。
由于电网是一个具有电感和电容的振荡回路,间歇电弧将引起相对地的过电压,其数值可达(2.5〜3)Ux。
这种过电压会传输到与接地点有直接电连接的整个电网上,更容易引起另一相对地击穿,而形成两相接地短路。
在电压为3-10kV的电力网中,一相接地时的电容电流不允许大于30A,否则,电弧不能自行熄灭。
在20〜60kV 电压级的电力网中,间歇电弧所引起的过电压,数值更大,对于设备绝缘更为危险,而且由于电压较高,电弧更难自行熄灭。
因此,在这些电网中,规定一相接地电流不得大于10A。
(二)中性点经消弧线圈接地系统当一相接地电容电流超过了上述的允许值时,可以用中性点经消弧线圈接地的方法来解决,该系统即称为中性点经消弧线圈接地系统。
消弧线圈主要有带气隙的铁芯和套在铁芯上的绕组组成,它们被放在充满变压器油的油箱内。
绕组的电阻很小,电抗很大。
消弧线圈的电感,可用改变接入绕组的匝数加以调节。
显然,在正常的运行状态下,由于系统中性点的电压三相不对称电压,数值很小,所以通过消弧线圈的电流也很小。
电力系统中性点的运行方式
消弧线圈的结构与型号
消弧线圈装有铁芯,可调、电阻小、电抗很大, 外形跟小容量变压器相似,装在发电机或变压器 的中性点与大地之间。为调节线圈匝数,通常有 5~9个分接头可选用,用来改变补偿程度,国产 型号为XDJL。其中X—消弧线圈;D—单相; J—油浸式;L—铝线。
一般认为:中性点直接接地系统对通信干扰影响 最大;中性点经消弧线圈接地系统对通信的干扰最 小。
5.系统稳定性
在大接地电流系统中发生单相接地时,由 于接地电流很大,电压的剧烈下降、线路 的突然切除可能导致系统稳定的破坏。如 果采用小接地电流系统,则流过接地点的 电流很小,不存在引起失步的可能。因此, 从系统稳定的角度看,中性点直接接地系 统是不利的。
4.对通信的干扰 单相接地产生干扰对通信的影响是不可忽视的,
在某种情况下,它甚至还是选择中性点接地方式的 决定因素。
单相接地产生干扰的途径有两种,一种是静电感 应,另一种是电磁感应。
在小接地电流系统中,起主要作用的是静电感应, 可以用较简单的方法加以限制。在大接地电流系统 接地故障时,大的接地电流对临近的通信线路干扰 大,感应电压可能危及工作人员安全或引起信号装 置误动作,因此,电力线和通信线间必须保持一定 的距离。
P313 Jd1F5052
电力系统中性点的运行方式不同,其技 术特性和工作条件也不同,还与故障分析、 继电保护配置、绝缘配合等均密切相关。 采用哪一种中性点运行方式,直接影响到 电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连 续性、电网的造价以及对通信线路的干扰 程度。
一、 中性点不接地系统
正常运行情况:
2.过电压与绝缘水平
对于电力系统的绝缘水平,大接地电流系 统按相电压考虑,小接地电流系统则需按线 电压考虑。大接地电流系统比小接地电流系 统绝缘水平大约可降低20%左右,在选用避 雷器时,前者用80%避雷器,后者用100%避 雷器。
电力系统中性点运行方式
电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式即中性点接地方式,是指电力系统中发电机或变压器的中性点的接地方式,是一种工作接地。
目前,我国电力系统中性点接地方式分为中性点直接接地与非直接接地两大类,具体有;中性点不接地、经电阻接地、经电抗接地、经消弧线圈接地和直接接地等。
1.中性点直接接地方式中性点直接接地是指电力系统中至少有一个中性点直接与接地设施相连接,如图1-2中的N点接地,通常应用于500kV、330kV、220kV、110kV电网。
中性点直接接地系统保持接地中性点零电位,发生单相接地故障时如图1-2所示,非故障相对地电压数值变化较小。
由于高压、尤其是超高压电力变压器中性点的绝缘水平、电气设备的绝缘水平都相对较低,采用中性点直接接地方式,对保证变压器及其电气设备的安全尤其重要。
但由于中性点直接接地,与短路点构成直接短路通路,故障相电流很大,造成接于故障相的电气设备过电流。
为此,需要通过继电保护和断路器动作,切断短路电流。
2.中性点不接地方式中性点不接地系统指电力系统中性点不接地。
中性点不接地系统发生单相接地故障时如图1-3所示,中性点电压发生位移,但是三相之间的线电压仍然对称,且数值不变;由于没有直接的短路通路,接地故障电流由线路和设备对地分布电容回路提供,是容性电流,通常数值不大,一般不需要立即停电,可以带故障运行一段时间(一般不超过2h);但非故障相对地电压升高,数值最大为额定相电压的3倍,因此用电设备的绝缘水平需要按线电压考虑。
中性点不接地方式具有跳闸次数少的优点,因此普遍应用于接地电容电流不大的系统,例如66kV、35kV电网。
“一低两高三不变”当中性点不接地系统发生一相接地情况时,该相的对地电压变低,甚至为零,此为一低;此时其它两相的对地电压升高,最大可为系统线电压.此为两高;由于中性点没有接地,此时接地相没有形成电流通路,接地时三相对地电流基本不变(先前有每相的对地电容电流,一般很小)当为三不变了.正因如此,线电压是肯定不变的了。
kv、10kv系统消弧线圈、小电阻接地、接地变压器的选择及计算
35kV、10kV系统消弧线圈、小电阻接地、接地变压器的选择及计算我国电力系统中,10kV、35kV电网中一般都采用中性点不接地的运行方式。
电网中主变压器配电电压侧一般为三角形接法,没有可供接地的中性点。
当中性点不接地系统发生单相接地故障时,线电压三角形保持对称,对用户继续工作影响不大,并且电容电流比较小(小于10A《一次设计手册》P81页)时,一些瞬时性接地故障能够自行消失,这对提高供电可靠性,减少停电事故是非常有效的。
由于该运行方式简单、投资少,所以在我国电网初期阶段一直采用这种运行方式,并起到了很好的作用。
但是随着电力事业日益的壮大和发展,这中简单的方式已不在满足现在的需求,现在城市电网中电缆电路的增多,电容电流越来越大(超过10A),此时接地电弧不能可靠熄灭,就会产生以下后果:1)单相接地电弧发生间歇性的熄灭与重燃,会产生弧光接地过电压,其幅值可达4U(U 为正常相电压峰值)或者更高,持续时间长,会对电气设备的绝缘造成极大的危害,在绝缘薄弱处形成击穿;造成重大损失。
2)持续电弧造成空气的离解,拨坏了周围空气的绝缘,容易发生相间短路;3)产生铁磁谐振过电压,容易烧坏电压互感器并引起避雷器的损坏甚至可能使避雷器爆炸;这些后果将严重威胁电网设备的绝缘,危及电网的安全运行。
为了防止上述事故的发生,为系统提供足够的零序电流和零序电压,使接地保护可靠动作,需人为建立一个中性点,以便在中性点接入接地电阻。
为了解决这样的办法。
接地变压器(简称接地变)就这样的情况下产生了。
接地变压器就是人为制造了一个中性点接地电阻,它的接地电阻一般很小。
另外接地变压器有电磁特性,对正序负序电流呈高阻抗,绕组中只流过很小的励磁电流。
由于每个铁心柱上两段绕组绕向相反,同心柱上两绕组流过相等的零序电流呈现低阻抗,零序电流在绕组上的压降很小。
也既当系统发生接地故障时,在绕组中将流过正序、负序和零序电流。
该绕组对正序和负序电流呈现高阻抗,而对零序电流来说,由于在同一相的两绕组反极性串联,其感应电动势大小相等,方向相反,正好相互抵消,因此呈低阻抗。
电力系统中性点不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地、直接接地大全!
电⼒系统中性点不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地、直接接地⼤全!电⼒系统中性点运⾏⽅式有不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地或直接接地等多种。
我国电⼒系统⽬前所采⽤的中性点接地⽅式主要有三种:即不接地、经消弧线圈接地和直接接地。
⼩电阻接地系统在国外应⽤较为⼴泛,我国开始部分应⽤。
1、中性点不接地(绝缘)的三相系统各相对地电容电流的数值相等⽽相位相差120°,其向量和等于零,地中没有电容电流通过,中性点对地电位为零,即中性点与地电位⼀致。
这时中性点接地与否对各相对地电压没有任何影响。
可是,当中性点不接地系统的各相对地电容不相等时,及时在正常运⾏状态下,中性点的对地电位便不再是零,通常此情况称为中性点位移即中性点不再是地电位了。
这种现象的产⽣,多是由于架空线路排列不对称⽽⼜换位不完全的缘故造成的。
在中性点不接地的三相系统中,当⼀相发⽣接地时:⼀是未接地两相的对地电压升⾼到√3倍,即等于线电压,所以,这种系统中,相对地的绝缘⽔平应根据线电压来设计。
⼆是各相间的电压⼤⼩和相位仍然不变,三相系统的平衡没有遭到破坏,因此可继续运⾏⼀段时间,这是这种系统的最⼤优点。
但不许长期接地运⾏,尤其是发电机直接供电的电⼒系统,因为未接地相对地电压升⾼到线电压,⼀相接地运⾏时间过长可能会造成两相短路。
所以在这种系统中,⼀般应装设绝缘监视或接地保护装置。
当发⽣单相接地时能发出信号,使值班⼈员迅速采取措施,尽快消除故障。
⼀相接地系统允许继续运⾏的时间,最长不得超过2h。
三是接地点通过的电流为电容性的,其⼤⼩为原来相对地电容电流的3倍,这种电容电流不容易熄灭,可能会在接地点引起弧光解析,周期性的熄灭和重新发⽣电弧。
弧光接地的持续间歇性电弧较危险,可能会引起线路的谐振现场⽽产⽣过电压,损坏电⽓设备或发展成相间短路。
故在这种系统中,若接地电流⼤于5A时,发电机、变压器和电动机都应装设动作于跳闸的接地保护装置。
2、中性点经消弧线圈接地的三相系统中性点不接地三相系统,在发⽣单相接地故障时虽还可以继续供电,但在单相接地故障电流较⼤,如35kV系统⼤于10A,10kV系统⼤于30A时,就⽆法继续供电。
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10KV系统中性点的运行方式和消弧线圈
【摘要】文章对10KV系统中性点的运行方式及消弧线圈的原理、设计、使用进行了阐述,并根据峰峰矿区供电公司电网运行方式及现有的消弧线圈设备,提出了正确的操作方法和思路。
【关键词】中性点;消弧线圈
一、10KV系统中性点的运行方式介绍
一般情况下,10KV电力系统中性点是不接地的。
这里“中性点”包括变压器的中性点、电压互感器的中性点、电容器的中性点等。
这种系统叫作中性点不接地系统,中性点不接地系统的好处是,当发生单相接地故障时,虽然接地相对地电压等于零,非接地的两相对地电压升高为线电压,但是三相电压之间的关系仍然是对称不变的,系统中的电气设备仍然可以继续运行。
由于系统发生单相接地故障时,非接地相的对地电压升高到线电压,所以不接地系统的电气设备,每相对地绝缘必须按线电压来设计。
当中性点不接地系统中发生单相接地时,虽然系统中的电气设备可继续运行,但是这种电网长期在一直接地状态下运行,也是不允许的,因为这时非故障相电压升高,绝缘薄弱点很可能被击穿,而引起两相接地短路,将严重地损坏电气设备。
所以,在中性点不接地电网中,必须设专门的监察装置,以使运行人员及时发现一相接地故障,从而切除电网中的故障部分。
二、安装消弧线圈的原因和作用
在中性点不接地系统中,当接地的电容电流较大时,在接地处引起电弧就很难自行熄灭。
在接地处还可能出现所谓的间隙电弧,即周期地熄灭与重燃的电弧。
由于电网是一个具有电感和电容的振荡回路,间隙电弧将引起相对地的过电压,其数值可达相电压的(2.5~3)倍。
这种过电压会传输到与接地点有直接电连接的整个电网上,引起电网运行状态的瞬时变化,导致电压互感器电磁能量饱和,产生电磁谐振,产生弧光过电压及铁磁谐振过电压。
弧光接地激发铁磁谐振全导致电压互感器严重冲击,引起互感器熔断管爆炸。
常常同时在同一电网的多个不同地点造成。
这对电力系统的安全运行及供电的可靠性就造成了很大的影响。
在电压为10KV的电力网中,单相接地的电容电流不允许大于30A(新规程为不大于10A)。
电容电流的大小,是由电网的结构决定的。
高压架空线路越长,电缆越长,单相接地电容电流越大。
当单相接地电容电流超过了上述允许值时,可以用中性点经消弧线圈接地的方法来解决(如果该10KV系统主变无有中性点,可以加装接地变,人为造成中性点)、该系统称为中性点经消弧圈接地系统。
三、消弧线圈的原理
消弧圈主要由带气隙的铁芯和套在铁芯上的绕组组成。
绕组的电阻很小,电抗很大。
消弧圈的电感,可以通过改变接入绕组的匝数来加以调节。
在正常运行状态下,由于系统中性点的电压是三相不对称电压,数值很小,所以通过消弧圈的电流也很小。
当发生一相安全接地时,消弧线圈处在相电压之下,通过接地处的电流是接地电容电流和线圈电感电流的相量和。
因为电感电流和电容电流有180°的相位差,所以在接地处它们互相补偿。
如果电感电流等于接地电容电流,就没有电流在接地处通过。
实际上,这种完全补偿的情况是不允许的,因为可能引起谐振,
在电力网中,一般都采用过补偿方式,即单相接地时消弧线圈的电感电流略大于系统一相接地电容电流,使补偿后的剩余电流较小。
采用过补偿方式,即使系统的电容电流突然减少(如某回路切除)也不会引起谐振,而是离谐振点更远。
选择消弧线圈的容量,应考虑电网5~10年的发展规划。
一般按正式计算:
W=1.35IcUn/
式中:W—消弧线圈的容量,KV A
Ic—当前系统单相接地电容电流,A
Un—系统标称电压,KV
目前我公司消弧线圈容量为300KV A
实际运行中,消弧线圈的电感电流是可调的(目前,我公司消弧线圈有15个档位,补偿电流可调范围:10-50A)。
实测最大运行方式下电网的单相接地电容电流,调节消弧线圈的电感电流,使电感电流略大于电容电流。
电感电流补偿电容电流的程度叫作脱谐度。
公式为:
ū=(Ic-Il)/Ic
式中:ū—脱谐度
Ic—电容电流,A
Il—电感电流,A
当消弧线圈运行于过补偿方式时,脱谐度为负值规程要求:脱谐度5%-20% 即调节消弧线圈的电流为电容电流的1.05-1.20倍。
自动调节的消弧线圈,脱谐度可达到5%以下。
消弧线圈补偿以后,流过单相接地点的电流(感性)叫作残流。
自动控制的消弧线圈,残流可小于5A。
另外,在消弧线圈接地点之间串接有电阻箱。
正常运行时电阻的作用是加强系统接地点的对地阻抗。
当系统出现单相接地故障时,并联在电阻两端的可控硅导通,将电阻短接,使消弧线圈正常补偿感性电流。
当单相接地故障消除以后,可控硅自动截止,使消弧线圈仍然通过电阻接地。
四、消弧线圈运行中的注意事项
(一)电压互感器开口三角电压
目前国内均采用电磁式电压互感器开口三角绕组构成的绝缘监测装置来监视系统的绝缘状况,电压互感器通常采用两个二次绕组,其中主二次绕组额定相电压为100/31/2 V,辅助(开口三角)二次绕组额定相电压为100/3V。
电压互感器变比:
开口三角电压:
开口三角电压反映3倍中性点电压(零序电压)。
通常,绝缘监测装置的电压整定值为15~30V(即中性点位移电压为额定相电压的15%~30%)。
若开口三角电压大于该整定值,则使绝缘监测装置发出接地信号。
(二)故障判断
由于绝缘监测装置是根据开口三角电压反应3倍中性点电压(零序电压)的原理工作的,而实际电网中除单相接地外,还有多种原因,如铁磁谐振、PT断线、线路断线等都会使开口三角绕组两端出现零序电压,并可能导致绝缘监测装置动作。
由于此时系统并没有真正接地,而装置却发出了接地信号,这种接地称为“假接地”,只有准确、快速的判断故障,才可能及时、准确的处理故障。
(1)PT断线在某一时刻一般只发生在一个变电站的一段母线;
(2)单相接地时,整个小电流接地系统都将发生相同的电压变化;
(3)线路断线时,其两侧电压有较大区别,线路电流也有明显变化;
(4)铁磁谐振时,其电压变化特征特别突出。
五、我公司消弧线圈装置的操作
(一)目前,我公司变电站一般为两台主变,10KV为双母线或单母线分段,两台消弧线圈装置分别装在两段母线上。
消弧线圈为手动调节式。
每一台消弧线圈根据一段母线的最大单相接地电容电流按过补偿原则来调节。
如果两段母线并列运行时,因故有一台消弧线圈不能投运,必须将投运的那一台消弧线圈按两段母线的最大单相接地电容电流过补偿来调节,以防出现欠补偿。
(二)主变和消弧线圈一起停电时,应先拉开消弧线圈的隔离开关,再停主变压器,送电时相反。
(三)系统中发生单相接地时,禁止操作或手动调节该母线上的消弧线圈,有人值守变电站应监视并记录下列数值:
⑴接地变压器和消弧线圈运行情况;
⑵阻尼电阻箱运行情况;
⑶微机调谐器显示参数:电容电流、残流、脱谐度、中性点电压和、分接开关档位和分接开关动作次数等;
⑷单相接地开始时间和结束时间;
⑸单相接地线路及单相接地原因。
(四)装置参数设定后应做记录,记录设定时间、设定值等,以使分析、查询。
(五)若巡视中发现下列情况时,应向调度和上级主管部门汇报。
⑴消弧线圈运行在过补偿情况下,而脱谐度绝对值小于5%(说明消弧线圈容量裕度很小或没有裕度)。
⑵中性点位移电压大于15%相电压。
⑶消弧线圈、阻尼箱、接地变压器有异常响声。
(六)手动调匝消弧线圈切换分接头位置切换消弧线圈分接头。
⑴按当值调度员下达的分接头位置切换消弧线圈分接头。
⑵切换分接头前,应确认系统中没有接地故障,再用隔离开关断开消弧线圈,装设好接地线后,才可切换分接头,并测量直流电阻。
⑶切换分接头后,应弧线圈导通情况,合格后方可将前弧线圈投入运行。