10kV中性点不接地系统.doc
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关于中性点不接地系统中 10kV 配电线路的单相接地故障研究摘要:油田电网系统中常运用中性点不接地架设方式进行配电线路的安装架设,能够让配电线路在发生单相接地时短时间稳定油田电网系统的电压,不影响短暂的持续性供电,保障日常生产工作的持续开展。
本文旨在研究油田在使用中性点不接地电网系统后发生单相接地故障会产生的原因及措施应对。
关键词:中性点不接地系统;10kV配电线路;单相接地故障油田电网系统的正常运行影响着油田提取原油资源的效率和安全性,在油田电网架设中采用中性点不接地系统能有效保障电网稳定供电。
中性点不接地系统的优点就是在配电线路发生单项接地故障时能够让系统内的电压保持一定的平衡,能够带故障运行不超过两小时,适用于网点众多、面积较为广泛的区域。
1.中性点不接地系统单相接地的危害电力系统通常是三相电,在正常的电网运行过程中容易出现单相接地或者多相短路等故障情况,其中以单相接地故障出现概率最高。
利用中性点不接地进行线路架设能在配电线路出现单相接地故障后,使线电压保持不变,配电线路能维持供电状态最多2小时。
但是长时间的运行会使没有出现故障的线路电压逐渐升高,当其升到一定电压时,就很有可能造成没有出现故障线路的绝缘子性能较差的部位被电流击穿,使两根裸线瞬间接触从而短路,既损坏了配电线路,又容易烧毁设备,严重影响到人员的生命和财产安全。
除此之外,如果单相接地故障时电容电流会增大,继而在接触地面的位置形成电弧,高温状态下的电弧会损毁设备,而间歇式的电弧产生会导致电压异常升高,严重威胁电力系统的正常运行供电[1]。
2.中性点不接地系统单相接地故障当10kV配电线路中其中一条线路完全接触地面后,出现故障的线路电压会降为零,而没有出现故障线路的电压则升高到380V;如果是线路未能完全接触地面,出现故障线路电压会持续降低,但不为零,没有出现故障的线路电压会升高但不会达到380V。
油田运用中性点不接地线路系统时发生线路单相接地故障的话,接触地面的故障点位移电流较小,所形成的电弧也能自己熄灭,让10kV配电线路能暂时进行负载供电。
10kV中性点非直接接地系统避雷器的选择李 哲(济南供电局济南电力设计院 250011) 摘 要 通过各种避雷器(包括保护间隙、管式避雷器、普通阀式避雷器、磁吹阀式避雷器和氧化锌避雷器)的技术参数比较,氧化锌避雷器是最为可靠的过电压保护设备。
关键词 中性点 非直接接地系统 避雷器 方案对比分析1 引言避雷器是一种保护电器,用来限制电器设备绝缘上承受的过电压。
避雷器除限制雷电过电压外,还能限制一部分操作过电压。
避雷器有下面几种类型:保护间隙、管式避雷器、普通阀式避雷器、磁吹避雷器及氧化锌避雷器。
对于10kV中性点非直接接地系统,当发生单相接地故障时,可带故障持续运行2h,故障对地电压可达1115kV,且易发生时间长、倍数高的铁磁谐振过电压,工作条件很差。
在现有运行设备中,10kV避雷器大多选用FS普通阀式避雷器,对于能否使用其他避雷器,一直有争议。
现从各种避雷器的技术参数上进行分析,以选择保护水平较高的避雷器,保护电气设备安全可靠地运行。
2 性能比较211 保护间隙最原始最简单的避雷器是保护间隙。
在中性点不接地系统中,一相保护间隙动作时,能自行灭弧,因被切断的是电容电流,数值较小;但当二相或三相保护间隙同时动作时,则因间隙电弧不能自行熄灭而引起断路器跳闸,同时由于保护间隙不能切断雷电流之后的工频短路电流,所以现在很少使用。
212 管式避雷器为了克服保护间隙不能熄灭短路电流电弧的缺点,产生了将间隙安放在用充气材料制成的管内的避雷器,即管式避雷器。
但管式避雷器的伏2秒特性曲线陡、放电分散性大,动作时会产生截波。
因此,一般不能用管式避雷器来保护高压电气设备的绝缘,只能用作线路弱绝缘保护和变电站进线保护。
213 普通阀式避雷器普通阀式避雷器的主要部件是间隙和阀片。
阀片是用碳化硅制成的非线性电阻片,其作用是限制工频续流,使间隙可以切断工频续流。
阀式避雷器动作后的过电压波形与管式避雷器动作后的波形比较如图1所示。
10kV电网中性点接地方式分析与探讨摘要:在电力系统中中性点的接地方式综合性与技术性比较强,其是避免系统发生事故的关键技术,和系统接地装置、供电的可靠性与设备安全息息相关。
本文就中性点的接地方式分类进行分析,探讨10kV电网中性点的接地方式,以期提高电网运行经济性和可靠性。
关键词:10kV电网;中性点;接地方式1.前言在选择中性点的接地方式时,需要充分考虑到电网异常与正常运行的两种情况,保障供电的可靠性。
此外,还要重视故障发生时对供电设备的影响,不断加强继电保护的技术与设计技术,确保10kV电网供电的安全性与及时性。
2.中性点的接地方式分类2.1中性点的不接地方式中性点的不接地电网主要指中性点和大地间没有设置任何连接,但实际的系统中三相电和大地间存在着电容的分布。
通常在电网正常运行的过程中,中性点不会对大地产生电压,一旦产生单相接地的故障,电流与电容就会经过故障点,保证掉闸现象不会发生,还可以保证系统带故障运行两个小时。
中性点不接地方式主要优势就是能够连续供电,存在较低跨步电压与接触电压,在某种程度能减小弱电设备损坏率,可保证设备安全性与可靠性。
2.2中性点通过电阻接地电网中性点通过电阻来接地的方式,主要指中性点与大地间接入值,与标准阻值相符合的电阻。
和中性点通过消弧线圈来接地方式相比,中性点通过电阻进行接地的方式能够成功避开因间歇弧光接地或者是谐振的过电压,而且一旦系统产生单相的接地故障时,相关接地电阻能够产生感应的电流,从而启动零序的电压对系统进行保护,同时将故障线路切断,也就不会产生故障相电压大幅度上升的现象。
如果出现单相接地的故障,不管这种故障是不是永久性的故障,该段线路都会出现跳闸,使系统供电可靠性降低[1]。
2.3中性点通过消弧线圈进行接地电网中性点通过消弧线圈进行接地,一般指在中性点与大地间设置了电感的线圈,以此来保护电网。
一旦出现单相接地的故障,电网中就会出现零序电压,而电感线圈会提供感应电流来补偿电容电流,减小故障点的残余电流值,进而达到灭弧效果,彻底消除故障。
10kV中心点不接地系统单相接地故障分析及处理文章结合宝钢冷轧薄板厂的相关经验,综述了中性点不接地系统发生单相接地短路故障的原因、影响,从管理及技术两方面总结了预防、处理小电流接地系统发生单相接地短路故障的措施、步骤和办法。
标签:不接地系统;单相接地;小电流接地宝钢冷轧薄板厂10kV系统属于中性点不接地的系统,也成为小电流接地的系统。
这种系统的最大的优点是:采用中性点不接地的,“三相三线”的供电方式,大大地提高了供电的可靠性,减少了线路损耗,降低了跳闸发生率,增强了线路的绝缘。
当电网发生单相接地故障时,暂时不会影响用户的用电,电网可以带故障运行1-2小时。
然而当发生单相接地故障后,非故障相对地电压将抬升至接近线电压,对地电容电流亦将增大。
如此极易导致电网非故障相的绝缘的薄弱处发生对地绝缘的击穿,造成两相或者三相短路,事故范围扩大。
急剧增加的电容电流极容易造成接地弧光,而且难以自动熄灭,还会产生间隙弧光性过电压,损坏设备,破坏电网的稳定性。
因此,如果系统发生单相接地故障,必须在最短的时间内查到故障点,并及时处理。
1 中性点不接地系统单相接地原理中性点不接地电网在正常运行时,三相对地电压呈对称性,中性点对地电压为零,无零序电压。
由于各相对地电容均相同,故各相电容电流相等,并超前于各相电压90度。
可得出下列结论[1]:(1)中性点不接地电网发生单相接地后,中性点电压UN上升为相压电(-EA),A、B、C三相对地电压:冷轧薄板厂发生此类故障后,读取各相相电压,故障相相电压平均在0.6kV,其余两相相电压平均在9.8kV。
各相相电压情况也是我厂单相接地故障报警是否真是的最终判断标准,即为电网线电压。
同时电网出现零序电压:(2)所有线路都出现零序电流,故障线路的接地电容电流等于所有其他线路的接地电容电流的总和。
根据历史统计,冷轧薄板厂单相接地电流一般在40至60安培之间。
(3)故障线路零序电流相位滞后零序电压90度,非故障线路的零序电流相位超前零序电压90度两者之间相差180度。
中性点不接地系统单相接地时10kV电压互感器损坏原因分析摘要:本文研究单相接地时互感器损坏的原因。
对于中性点不接地系统,通常采用单相接地方式进行保护。
然而,若单相接地处于高电压状态,可能导致电力系统中的电压互感器损坏。
因此,本文在分析损坏原因的基础上,提出了相应的预防措施,旨在保障电力系统的稳定运行。
关键词:中性点不接地系统、单相接地、互感器、损坏原因、预防措施正文:一、背景在中性点不接地系统中,为了避免电流泄漏,通常采用单相接地方式进行保护。
然而,单相接地可能会导致互感器损坏,影响电力系统的稳定性。
因此,分析单相接地时互感器损坏的原因是十分必要的。
二、互感器损坏原因1. 高电压冲击在单相接地状态下,系统中的电压互感器形成了感性耦合。
当系统中有一个相地短路时,导致该相电压降为零,同时另外两相的电压会上升到高于系统额定电压的水平。
这将导致电压互感器在瞬时高电压冲击下损坏。
2. 频繁的过电压单相接地时,由于系统中只有一个相是接地的,使得电容电流的大小比三相接地状态下要大得多。
这将导致系统极容易产生过电压。
尤其是在系统发生地闪时,瞬间的过电压更容易对电压互感器造成损坏。
3. 外界因素干扰除了内部因素导致的损坏外,外界因素也可能对电压互感器造成影响,如雷电等自然因素。
高温、潮湿等气象条件也可能影响电压互感器的正常运行。
三、预防措施1. 合理选型为保障电力系统的正常运行,电压互感器的选型应当符合系统的额定电压、频率等参数要求,并考虑到预防冲击、振荡等问题。
2. 定期检测为了确保电压互感器的正常运行,应进行定期检测。
检测内容包括外观、内部连接、接头连接、绝缘阻值、局部放电等。
3. 有效的接地对于单相接地系统,有效的接地可以降低系统中的电位差,减小因过电压引起的损伤。
因此,应对系统的接地运行进行规范,确保接地良好。
4. 防雷措施在雷电等自然灾害的条件下,应采取有效措施,如避雷针、防雷接地等,以保障电力系统的稳定运行。
浅谈10kV电力系统中性点不接地和中性点经小电阻接地的优劣作者:曾毅成来源:《大科技·D版》2018年第08期摘要:本文根据供电安全,过电压保护,信号干扰,可靠性等因素,对配电网中性点不同接地方式进行综合比较,并对电弧应注意的问题,进一步分析了抑制线圈接地系统,并提出了今后中性点接地方法的发展方向的建议。
关键词:10kV配电网;中性点;接地方式中图分类号:TM864 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)24-0067-02清远一半以上的地域都在山区。
地形从西北向东南倾斜,以山脉和丘陵为主要区域。
该平原主要位于北江两岸的南部地区。
独特的地理位置与独特的地貌这就造就了十分奇妙的景观,如高山峡谷,河流湖泊与原始森林等等。
对于10kV配电网的中性点选择法而言是电力系统多方面综合的课题。
它与电压电平,绝缘等级,继电保护,电源的可靠性,甚至与电磁干扰有关。
同时,人们对于防止电力体系出现故障主要采用中性点接地的方式,同时这也是能够保证电力体系能否安全运转的桥梁。
因此,有必要将理论与实践有机地结合起来。
伴随着10kV的配电网络的快速突破,特别是电缆广泛应用,电力系统的电流大大增强,电弧的接地或与过电压造成的事故十分多。
我国配电网络的中性点接地问题十分突显。
尤其是,电容器的继电保护等一系列的问题解决困难。
所以对于10kV配电网,选择能够抑制过电压并确保电源可靠性和人身安全的中性接地方法是很有必要的。
10kV的配电系统是中性点未能够接地的,对于架空线路的10kV配电网络十分有利。
对于整个电网的电容器电流会大大的超过10kV中性点接地系统的额定值值。
假如在这样的电力网络中,会发生单相接地错误,电弧会很难熄灭甚至有可能会造成事故的发生。
与此同时,单相接地出现问题时,断路器并不会不能使用而是继续保持运行的状态。
会使电击造成个人伤害进而会造成的更加严重的损失。
因此,在一些地区,特别是近郊区和郊区,在10kV的电网中,中性点不接地的情况主要会改为中性点接地低电阻体系,不仅能够减小单相接地瞬态电压,控制无故障。
(一)中性点不接地的电力系统 1、正常运行 (1)电压情况:如三相导线经过完善换位,各相对地电容相等,即:C 1=C 2=C 3=C ,则Y 1=Y 2=Y 3=Y 。
所以:注意以上公式都是向量公式。
图1 正常运行时中性点不接地的电力系统(a ) 电路图; (b ) 相量图可见正常运行中,电源中性点对地电压为零,即中性点对地电位相等。
各相对地电压为: 第1相:11,1U U U U n••••=+=;第2相: 22,2U U U U n••••=+=;第3相:33,3U UU U n••••=+=;03321=++-=••••U U U U nY Y Y YU Y UY U Un321332211++++-=••••结论:正常运行时,各向对地电压为相电压,中性点对地电压为零.(2)电流情况:由于各相对地电压为电源各相的相电压。
所以电容电流大小I C1、I C2、I C3相等,相位差为1200。
它们之和仍为零I 3=I C1+I C2+I C3=0,所以没有电容电流流过大地.当各相对地电容不等时,不为零,发生中性点位移现象。
在中性点不接地系统中,正常运行时中性点所产生的位移电压较小,可忽略。
2、发生单相接地故障时 (1)电压情况:图2为第3相发生完全接地的情况,完全接地即是金属性接地,接地电阻很小,容易看出,这时中性点对地的电压:3U U n-=。
各相对地电压为: 第1相:131'1U U U U n ••••=+=; 第2相: 232'2U U U U n ••••=+=; 第3相:0'3=•U;图2生单相接地故障时的中性点不接地系统n U •结论:故障相对地电压为零,中性点对地电压为相电压,非故障相对地电压升高为线电压.因此,这类系统设备的对地的绝缘要按线电压来考虑. (2)电流情况:由于输电线路和电机电器的导电部分对地存在分布电容,所以发生单相接地故障时,故障点存在接地电容电流。
10KV中性点不接地系统中电压互感器烧毁原因分析1.过载:过载是电压互感器烧毁的常见原因之一、当系统负荷超过电压互感器设计的额定负荷能力时,电流会导致互感器内部的线圈过热,从而引起烧毁。
2.短路:当系统中出现短路故障时,电流会迅速增大,造成互感器内部的线圈瞬时电流过大,超出互感器的额定负荷能力,导致线圈烧坏。
3.绕组短路:互感器内部的绕组与绕组之间相隔很近,如果发生绕组之间的短路,会引起电压互感器过载,造成内部线圈的过热,最终导致烧毁。
4.失压:在中性点不接地系统中,由于系统运行时可能存在失压现象,即相线断开,导致电压互感器未能获得适当的额定电压,而在运行条件下工作,大电流通过互感器导致线圈过热,引起互感器烧毁。
5.内部断线:互感器内部线圈可能由于制造错误或质量问题造成断线,导致无法正常工作。
当互感器输出端口短路时,会导致电压互感器输出端口电流过大,引起线圈烧毁。
6.动作延迟:在发生故障时,电压互感器的动作时间应该迅速,以保证系统的保护可靠性。
然而,如果电压互感器的动作时间延迟,可能会导致系统无法及时采取保护措施,此时互感器内部线圈可能因为电流过大而烧毁。
7.湿度和污秽:在特定的环境条件下,例如高湿度和强烈的污染环境中,互感器的绝缘性能可能会受到损害,导致漏电和电路短路,从而引起互感器烧毁。
8.超过使用寿命:电压互感器有一定的使用寿命,超过使用寿命后,互感器内部的部件可能会老化或损坏,导致互感器不能正常工作,最终烧毁。
为避免电压互感器烧毁,应重视互感器的选择、安装和维护,根据实际情况合理布置互感器,保持互感器的正常运行环境,并定期检查和检测互感器的性能,及时替换老化和损坏的互感器。
此外,还需严格控制系统的负荷,频繁检查和维护互感器连接线路的状态,确保互感器和系统的工作安全可靠。
1 10kV 中性点不接地系统的特点选择电网中性点接地方式是一个要考虑许多因素的问题,它与电压等级、单相接地短路电流数值、过电压水平、保护配置等有关。
并直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的安全运行以及对通信线路的干扰。
10kV 中性点不接地系统 ( 小电流接地系统 ) 具有如下特点:当一相发生金属性接地故障时,接地相对地电位为零,其它两相对地电位比接地前升高√3倍,一般情况下,当发生单相金属性接地故障时,流过故障点的短路电流仅为全部线路接地电容电流之和其值并不大,发出接地信号,值班人员一般在 2 小时内选择和排除接地故障,保证连续不间断供电。
2系统对地电容电流超标的危害实践表明中性点不接地系统 ( 小电流接地系统 ) 也存在许多问题,随着电缆出线增多, 10kV 配电网络中单相接地电容电流将急剧增加,当系统电容电流大于 10A 后,将带来一系列危害,具体表现如下:3.1 当发生间歇弧光接地时,可能引起高达3.5 倍相电压( 见参考文献1) 的弧光过电压,引起多处绝缘薄弱的地方放电击穿和设备瞬间损坏,使小电流供电系统的可靠性这一优点大受影响。
3.2 配电网的铁磁谐振过电压现象比较普遍,时常发生电压互感器烧毁事故和熔断器的频繁熔断,严重威胁着配电网的安全可靠性。
3.3 当有人误触带电部位时,由于受到大电流的烧灼,加重了对触电人员的伤害,甚至伤亡。
3.4 当配电网发生单相接地时,电弧不能自灭,很可能破坏周围的绝缘,发展成相间短路,造成停电或损坏设备的事故;因小动物造成单相接地而引起相间故障致使停电的事故也时有发生。
3.5 配电网对地电容电流增大后,对架空线路来说,树线矛盾比较突出,尤其是雷雨季节,因单相接地引起的短路跳闸事故占很大比例。
3单相接地电容电流的计算4.1空载电缆电容电流的计算方法有以下两种:( 1)根据单相对地电容,计算电容电流( 见参考文献 2) 。
Ic= √3×U P×ω×C×103(4-1)式中 : U P━电网线电压 (kV)C ━单相对地电容 (F)一般电缆单位电容为200-400 pF/m 左右(可查电缆厂家样本)。
1 10kV中性点不接地系统的特点选择电网中性点接地方式是一个要考虑许多因素的问题,它与电压等级、单相接地短路电流数值、过电压水平、保护配置等有关。
并直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的安全运行以及对通信线路的干扰。
10kV中性点不接地系统(小电流接地系统)具有如下特点:当一相发生金属性接地故障时,接地相对地电位为零,其它两相对地电位比接地前升高√3倍,一般情况下,当发生单相金属性接地故障时,流过故障点的短路电流仅为全部线路接地电容电流之和其值并不大,发出接地信号,值班人员一般在2小时内选择和排除接地故障,保证连续不间断供电。
2 系统对地电容电流超标的危害实践表明中性点不接地系统(小电流接地系统)也存在许多问题,随着电缆出线增多,10kV配电网络中单相接地电容电流将急剧增加,当系统电容电流大于10A后,将带来一系列危害,具体表现如下:3.1当发生间歇弧光接地时,可能引起高达3.5倍相电压(见参考文献1)的弧光过电压,引起多处绝缘薄弱的地方放电击穿和设备瞬间损坏,使小电流供电系统的可靠性这一优点大受影响。
3.2 配电网的铁磁谐振过电压现象比较普遍,时常发生电压互感器烧毁事故和熔断器的频繁熔断,严重威胁着配电网的安全可靠性。
3.3 当有人误触带电部位时,由于受到大电流的烧灼,加重了对触电人员的伤害,甚至伤亡。
3.4 当配电网发生单相接地时,电弧不能自灭,很可能破坏周围的绝缘,发展成相间短路,造成停电或损坏设备的事故;因小动物造成单相接地而引起相间故障致使停电的事故也时有发生。
3.5 配电网对地电容电流增大后,对架空线路来说,树线矛盾比较突出,尤其是雷雨季节,因单相接地引起的短路跳闸事故占很大比例。
3单相接地电容电流的计算4.1 空载电缆电容电流的计算方法有以下两种:(1)根据单相对地电容,计算电容电流(见参考文献2)。
×ω×C×103Ic=√3×UP(4-1)式中: U━电网线电压(kV)PC ━单相对地电容(F)一般电缆单位电容为200-400 pF/m左右(可查电缆厂家样本)。
(2)根据经验公式,计算电容电流(见参考文献3) 。
Ic=0.1×UP×L (4-2) ━电网线电压(kV)式中: UPL ━电缆长度(km)4.2 架空线电容电流的计算有以下两种:(1)根据单相对地电容,计算电容电流(见参考文献2)。
×ω×C×103 (4 Ic=√3×UP-3)式中: U━电网线电压(kV)PC ━单相对地电容(F)一般架空线单位电容为5-6 pF/m。
(2)根据经验公式,计算电容电流(见参考文献3)。
Ic=(2.7~3.3)×U×L×10-3(4-4)P━电网线电压(kV)式中: UPL ━架空线长度(km)2.7━系数,适用于无架空地线的线路3.3━系数,适用于有架空地线的线路=(1.3~1.6)Ic (1.3-同杆双回架空线电容电流(见参考文献3) :Ic2对应10KV线路,1.6-对应35KV线路, Ic-单回线路电容电流)4.3 变电所增加电容电流的计算(见参考文献3)通过4-2和4-4比较得出电缆线路的接地电容电流是同等长度架空线路的37倍左右,所以在城区变电站中,由于电缆线路的日益增多,配电系统的单相接地电容电流值是相当可观的,又由于接地电流和正常时的相电压相差90°,在接地电流过零时加在弧隙两端的电压为最大值,造成故障点的电弧不易熄灭,常常形成熄灭和重燃交替的间隙性和稳定性电弧,间隙性弧光接地能导致危险的过电压,而稳定性弧光接地会发展成相间短路,危及电网的安全运行。
4传统消弧线圈存在的问题当3—66KV系统的单相接地故障电容电流超过10A时,应采用消弧线圈接地方式,通过计算电网当前脱谐度(ε = (IL - IC)/IC·100%)与设定值的比较,决定是否调节消弧圈的分接头,过去选用的传统消弧线圈必须停电调节档位,在运行中暴露出许多问题和隐患,具体表现如下:5.1 由于传统消弧线圈没有自动测量系统,不能实时测量电网对地电容电流和位移电压,当电网运行方式或电网参数变化后靠人工估算电容电流,误差很大,不能及时有效地控制残流和抑制弧光过电压,不易达到最佳补偿。
5.2 传统消弧线圈按电压等级的不同、电网对地电容电流大小的不同,采用的调节级数也不同,一般分五级或九级,级数少、级差电流大,补偿精度很低。
5.3 调谐需要停电、退出消弧线圈,失去了消弧补偿的连续性,响应速度太慢,隐患较大,只能适应正常线路的投切。
如果遇到系统异常或事故情况下,如系统故障低周低压减载切除线路等,来不及进行调整,易造成失控。
若此时正碰上电网单相接地,残流大,正需要补偿而跟不上,容易产生过电压而损坏电力系统绝缘薄弱的电器设备,引起事故扩大、雪上加霜。
5.4由于消弧线圈抑制过电压的效果与脱谐度大小相关,实践表明:只有脱谐度不超过±5%时,才能把过电压的水平限制在2.6倍的相电压以下(见参考文献1),传统消弧线圈则很难做到这一点。
5.5运行中的消弧线圈不少容量不足,只能长期在欠补偿下运行。
传统消弧线圈大多数没有阻尼电阻,其与电网对地电容构成串联谐振回路,欠补偿时遇电网断线故障易进入全补偿状态(即电压谐振状态),这种过电压对电力系统绝缘所表现的危害性比由电弧接地过电压所产生的危害更大。
既要控制残流量小,易于熄弧;又要控制脱谐度保证位移电压(U0=0.8U/√d2+ε2 (见参考文献3)不超标,这对矛盾很难解决。
鉴于上述因素,只好采用过补偿方式运行,补偿方式不灵活,脱谐度一般达到15%—25%,甚至更大,这样消弧线圈抑制弧光过电压效果很差,几乎与不装消弧线圈一样。
5.6单相接地时,由于补偿方式、残流大小不明确,用于选择接地回路的微机选线装置更加难以工作。
此时不能根据残流大小和方向或采用及时改变补偿方式或调档变更残流的方法来准确选线。
该装置只能依靠含量极低的高次谐波(小于5%)的大小和方向来判别,准确率很低,这也是过去小电流选线装置存在的问题之一。
5.7 为了提高我国电网技术和装备水平,国家正在大力推行电网通讯自动化和变电站综合自动化的科技方针,实现四遥(遥信、遥测、遥调、遥控),进而实现无人值班,传统消弧线圈根本不具备这个条件。
5自动跟踪消弧线圈补偿技术根据供配电网小电流接地系统对地电容电流超标所产生的影响和投运传统消弧线圈存在问题的分析,应采用自动跟踪消弧线圈补偿技术和配套的单相接地微机选线技术。
泰兴供电局采用的接地变为上海思源电气有限公司生产的DKSC系列的,消弧线圈为该厂生产的XHDC系列的,自动调谐和选线装置为该厂生产的XHK系列,全套装置包括:中性点隔离开关G、Z型接地变压器B(系统有中性点可不用)、有载调节消弧线圈L、中性点氧化锌避雷器MOA、中性点电压互感器PT、中性点电流互感器CT、阻尼限压电阻箱R和自动调谐和选线装置XHK-II。
该项技术的设备组成示意图见附图。
6.1 接地变压器接地变压器的作用是在系统为△型接线或Y型接线中性点无法引出时,引出中性点用于加接消弧线圈,该变压器采用Z型接线(或称曲折型接线),与普通变压器的区别是每相线圈分别绕在两个磁柱上,这样连接的好处是零序磁通可沿磁柱流通,而普通变压器的零序磁通是沿着漏磁磁路流通,所以Z型接地变压器的零序阻抗很小(10Ω左右),而普通变压器要大得多。
因此规程规定,用普通变压器带消弧线圈时,其容量不得超过变压器容量的20%,而Z型变压器则可带90% ~100%容量的消弧线圈,接地变除可带消弧圈外,也可带二次负载,可代替所用变,从而节省投资费用。
6.2 有载调节消弧线圈(1)消弧线圈的调流方式:一般分为3种,即:调铁芯气隙方式、调铁芯励磁方式和调匝式消弧线圈。
目前在系统中投运的消弧线圈多为调匝式,它是将绕组按不同的匝数,抽出若干个分接头,将原来的无励磁分接开关改为有载分接开关进行切换,改变接入的匝数,从而改变电感量,消弧线圈的调流范围为额定电流的30~100%,相邻分头间的电流数按等差级数排列,分头数按相邻分头间电流差小于5A来确定。
为了减少残流,增加了分头数,根据容量不同,目前有9档—14档,因而工作可靠,可保证安全运行。
消弧线圈还外附一个电压互感器和一个电流互感器。
(2)消弧线圈的补偿方式:一般分为过补、欠补、最小残流3种方式可供选择。
a. 欠补:指运行中线圈电感电流IL 小于系统电容电流IC的运行方式。
当0<IC -IL≤Id,(Id为消弧线圈相邻档位间的级差电流),即当残流为容性且残流值≤级差电流时,消弧线圈不进行调档。
若对地电容发生变化不满足上述条件时,则消弧线圈将向上或向下调节分头,直至重新满足上述条件为止。
b. 过补:指运行中电容电流IC 小于电感电流IL的运行方式。
当 IC-IL<0,且│IC -IL│≤Id,即在残流为感性且残流值≤级差电流时,消弧线圈不进行调档。
若对地电容发生变化不满足上述条件时,则消弧线圈的分接头将进行调节,直至重新满足上述条件为止。
c. 最小残流:在│IC -IL│≤1/2 Id时,消弧线圈不进行调节;当对地电容变化,上述条件不满足时进行调节,直至满足上述条件。
在这种运行方式下,接地残流可能为容性,也可能为感性,有时甚至为零(即全补),但由于加装了阻尼电阻,中性点电压不会超过15%相电压。
6.3 限压阻尼电阻箱在自动跟踪消弧线圈中,因调节精度高,残流较小,接近谐振(全补)点运行。
为防止产生谐振过电压及适应各种运行方式,在消弧线圈接地回路应串接阻尼电阻箱。
这样在运行中,即使处于全补状态,因电阻的阻尼作用,避免产生谐振,而且中性点电压不会超过15%相电压,满足规程要求,使消弧线圈可以运行于过补、全补或欠补任一种方式。
阻尼电阻可选用片状电阻,根据容量选用不同的阻值。
当系统发生单相接地时,中性点流过很大的电流,这时必须将阻尼电阻采用电压、电流双重保护短接。
6.4 调谐和选线装置自动调谐和选线装置是整套技术的关键部分,所有的计算和控制由它来实现,控制器实时测量出系统对地的电容电流,由此计算出电网当前的脱谐度ε,当脱谐度偏差超出预定范围时,通过控制电路接口驱动有载开关调整消弧线圈分接头,直至脱谐度和残流在预定范围内为止。
系统发生单相接地时,将系统PT二次开口三角处的零序电压及各回路零序电流采集下来进行分析处理,通过视在功率、零序阻抗变化、谐波变化、五次谐波等选线算法来进行选线。
6.5 隔离开关、电压互感器隔离开关安装消弧线圈前,用于投切消弧线圈,由于消弧线圈内的电压互感器不满足测量精度,需另设中性点电压互感器测量中性点电压。