高铁电力系统中性点接地方式探讨
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电力系统中性点接地方式浅析电力系统中性点接地方式浅析摘要:中性点接地方式对于电力系统来说是一个综合性问题,一方面涉及电网的平安可靠性,以及选择过电压的绝缘水平,另一方面干扰通讯、危害人身平安。
通常情况下,中性点接地方式都有一定的适用范围和使用条件。
当前,我国城乡电网正处在建设与改造阶段,对于电网开展来说,中性点接地方式是一项重要的技术问题,需要引起高度关注和重视。
目前,中性点不接地、中性点经电阻或经消弧线圈接地,以及中性点直接接地,这四种接地方式共同构成供配电系统中接地方式。
本文重点研究四种接地方式的优缺点,进而在一定程度上为电力系统选择接地方式提供依据。
关键词:接地方式中性点在电力系统中,为了确保电力设备正常运转,需要选择科学合理的接地方式。
所谓接地方式,是指发电机或变压器的中性点与大地之间的连接方式。
在当前的电力系统中,大接地电流系统和小接地电流系统是主要的接地方式。
①大接地电流系统,通常情况下,这种接地方式是指中性点直接与地相连,②小接地电流系统,通常情况下,这种接地方式分为:中性点不接地、中性点经消弧线圈接或电阻接地。
中性点的接地方式涉及技术、经济、平安等方面,在技术水平、技术条件以及运行经验等方面各国之间存在一定差异。
因此,在处理接地方式时会存在一定的差异。
所以掌握电力系统的接地方式,对于学习电力系统知识以及从事电力行业的工作人员来说,具有重要的意义。
1 小接地电流系统在电力系统中,发电机和变压器的中性点不接地,或者经过电阻或消弧线圈与地相连,进而构成小电流接地系统。
1.1 中性点不接地处于电力系统中的发电机和变压器,其中性点不做接地处理,也就是说,中性点与地之间是绝缘的。
在电力系统中,中性点不接地方式结构简单、不需附加设备,运行比拟方便。
在辐射形或树状形的供电网络中,中性点不接地系统广泛应用在10kV架空线路中。
中性点不接地系统的优点主要表现为:在发生单相接地故障时,产生的接地电流比拟小,如果产生的故障是瞬时故障,会自动熄弧,非故障相电压通常情况下升高不大,系统的对称性不会被破坏。
高铁电力系统中性点接地方式分析林阳(高铁供电车间)摘要:武广高铁10KV电力供电系统中,中性点接地方式有两种,一部分为中性点不接地,一部分为中性点经小电阻接地.在全线路采用电缆敷设的中性点不接地系统中,一旦发生接地故障时,极有可能扩大故障影响范围,危及供电安全。
本文通过分析这部分中性点不接地系统对高铁供电可靠性的影响,提出在保护设置,电缆敷设等方面进行防治,以提高高铁供电安全可靠性.关键词:高铁电力系统中性点接地方式可靠性在武广高铁地区10KV电力系统中,包括边山220/1OKV变电所,浏阳河10KV配电所,10KV 电力开闭所,及1-4#,动车所1—3#,浏阳河隧道南,隧道内,隧道北共计10个10/0。
4 KV变电所,边山-浏阳河区间还有部分箱变,它们之间均由电缆相互联系,把武广高铁站区,动车运用所,浏阳河隧道三个地理位置极为重要,供电可靠性要求极高的站区单元联系起来,构成一个结构特殊、负荷复杂的电力网络,为武广高铁的安全有序运行源源不断地输送能源。
比较武广高铁其他站区供电,这部分系统在中性点接地方式,负荷的大小,电缆型号及敷设路径,备用电源方式等方面都有所区别。
运行一年来,虽然确保了这一区域的供电安全,但是在保护的选择性、可靠性等方面也存在一些问题或隐患.下面对这一地区电力系统的中性点接地方式进行一个有针对性的分析与探讨,并提出防治对策或建议。
一.高铁电力系统中性点接地的方式电力系统中,变压器中性点的接地方式主要包含:中性点不接地系统,中性点直接接地系统,中性点经消弧线圈接地,中性点经电阻接地等几种方式。
它对于供电系统的可靠性、设备的绝缘水平、高压电器(如断路器)的选择、继电保护的设置、通信干扰、系统的稳定性等多方面都会产生不同程度影响。
在铁路的10KV配电网中,过去多以架空线路为主,接地故障电容电流较小,故采用不接地系统,发生一相接地故障时,允许运行2个小时。
目前,高铁的一些配电网络则几乎全部采用电缆代替架空线路,电缆的电容电流较大,一般是架空线路的30倍以上,使得故障点的接地电流也较大,电弧将不能自动熄灭,还会产生过电压威胁设备运行安全,因而,对于电缆线路,一般采用了中性点经电阻或消弧线圈接地的方式。
浅谈电力系统中性点接地方式与供电安全摘要:电力系统中性点接地方式就是电力系统当中,变压器或者发电机中性点和地之间所采用的连接方式。
通过大量的实践发现,选用恰当的中性点接地方式非常重要,不但对电力系统的电流起到一定的抑制作用,还可以对过电压的水平进行有效的控制。
本文主要探讨电力系统中性点接地方式与供电安全。
关键词:电力系统中性点接地方式供电安全现今社会电力系统的安全运行对国家,对企业,乃至对个人来说都是十分重要的。
中性点接地方法是电力系统中一个复杂的问题,涉及电力系统的各个方面,影响电力使用,传输等各个方面。
它是电力系统安全经济运行的技术基础。
电力系统的中性点接地方法应充分考虑其安全性。
一、中性点接地方式对供电网络安全性影响1.中性点不接地中性点不接地方法也称为中性点绝缘接地。
它的设计结构简单,易于操作不需要额外的设备和相对较低的投资成本。
架空线路较长的树状电力网络的理想选择。
如果电源系统始终保持接地状态运行,很可能会破坏绝缘的薄弱点,并损坏电气设备。
因此,在没有中性点的电源系统中,必须安装专用的监控设备,以便工作人员及时观察接地情况,然后采取有效措施进行处理,杜绝接地故障。
在未在中性点接地的供电系统中,接地电流过大,接地位置会产生不会自行熄灭的电弧。
由于电源系统是由电感器和电容器组成的振荡电路,因此很容易引起故障并引起两相接地短路。
当电力系统中性点不接地系统发生单相接地故障的时候,中性点的电压将会升高,并且升至相电压,所以对中性点的绝缘水平将有新的要求,此时的绝缘水平必须达到线电压的标准。
然而,通过调查发现,大部分服役期的电网主变都是分级绝缘变压器,这就必然会对中性点不接地系统的普遍应用产生一定的干扰作用。
通过上述分析,中性点不接地系统的运用是受到一定局限的。
对于三相供电系统和线路比较短的配电网来说,更加适合采用中性点接地系统;对于低压供电系统或者爆炸危险场所来说,更加适合采用中性点不接地系统。
电力系统中性点接地方式研究1. 引言电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施之一。
而电力系统的接地方式在保障系统安全稳定运行中起着重要作用。
其中,中性点接地方式是一种常用的接地方式。
本文将围绕电力系统中性点接地方式展开研究,并讨论其优缺点以及适用场景。
2. 中性点接地方式的定义和原理中性点接地方式是指将电力系统的中性点连接到地面成为接地点。
在电力系统中,中性点是指电源系统的零线或者中间点。
中性点接地方式通过将电力系统的中性点与地之间建立导通来保证系统的安全可靠运行。
中性点接地方式的原理是基于电力系统中存在不对称故障电流以及系统的短路电流。
中性点接地方式可将故障电流引入接地系统中从而达到减小故障电流和系统损伤的目的。
中性点接地方式一般包括直接接地方式、绝缘中性点接地方式和阻抗中性点接地方式。
3. 直接接地方式直接接地方式是指将电力系统的中性点直接与地面连接。
该方式对系统的故障电流有较好的限制作用。
当电力系统出现故障时,故障电流将通过接地导线流入地面,从而避免了故障电流在系统中流动导致系统的破坏。
这种方式具有简单可行、成本较低的优点。
然而,直接接地方式容易造成电流过大,可能引发火灾和电击等安全问题。
4. 绝缘中性点接地方式绝缘中性点接地方式是指电力系统的中性点通过绝缘设备与地电网分离,以避免故障电流通过接地导线流入地面。
该方式主要采用绝缘变压器或绝缘连接器来实现。
绝缘中性点接地方式可以有效降低故障电流的产生,从而减少系统的故障率。
但是,绝缘中性点接地方式需要采用额外的绝缘设备,增加了系统的复杂性和成本。
5. 阻抗中性点接地方式阻抗中性点接地方式是指将电力系统的中性点通过接入阻抗设备与地接地。
阻抗中性点接地方式能够有效地限制故障电流的大小,从而减小故障带来的影响。
该方式具有较低的接地电流和较好的安全性能。
然而,阻抗中性点接地方式需要考虑接地设备的阻抗数值及其选择,需要经过详细的计算和设计。
6. 不同接地方式的比较和选择不同的中性点接地方式在实际应用中具有各自的优缺点。
供电系统中性点接地方式的探讨[摘要]介绍钢铁企业供电系统中性点接地方式,对不同中性点接地方式的利弊进行分析;针对弧光接地过电压的产生及危害和对如何限制弧光接地过电压进行探讨。
[关键词]中性点接地方式电容电流弧光接地过电压限制措施一、概述国家规程规定,在1kV及以上的高压系统中,单相接地电流或同点两相接地时入地电流大于500A的称为太接地短路电流系统。
500A及以下的称为小接地短路电流系统。
一般来说,中性点直接接地或者经过低电阻接地的电网属于大接地短路电流系统;中性点不接地、经过消弧线圈或者高、中电阻(简称电阻)等接地,属于小接地短路电流系统。
目前国内钢铁企业电压等级在66kv及以下的供电系统中,中性点接地方式一般为不接地方式、消弧线圈接地方式和电阻接地方式等。
电力系统中性点接地方式选择原则为:1、保证供电可靠性。
2、电力系统过电压与绝缘配合。
3、满足继电保护要求。
4、减少对信息系统的干扰影响。
二、中性点不接地方式在大多数钢铁企业中,电网发展初期,供电系统单相接地电容电流较小,电网结构薄弱,一般采用中性点不接地方式运行。
这种接地方式投资省:对于20~35kV系统单相接地故障电流10A以下、6~10kV系统单相接地故障电流30A以下,单相接地后允许带接地故障继续运行1~2h,具有供电连续性好等优点。
但是随着企业的发展,供配电系统的扩建,特别是具有固体绝缘的电缆线路逐渐取代架空线路,使电网对地电容电流增加。
当系统发生单相接地时,过大的电容电流形成的电弧接地故障难以自动消除,极可能演化成间歇性弧光接地,此时产生的弧光接地过电压和由此激发的铁磁谐振过电压将严重威胁电网安全运行,有时继而发展为二相短路故障(攀钢1号板坯连铸LF炉35kV电源电缆曾发生过类似故障)等。
这些都是中性点不接地系统难以克服的缺点。
三、中性点消弧线圈接地方式为了解决中性点不接地系统存在的问题,在《电力设备过电压保护设计技术规程》中规定,当单相接地故障电流(电容电流)大于下列数值时,应装设消弧线圈进行补偿:3~10kV电力网,30A;20kV及以上电力网,10A。
电网中性点接地方式浅析摘要:电力系统的中性点运行方式的选择会直接影响到电网的造价、供配电系统的安全性与可靠性,文章主要介绍了中性点接地方式的特点,并对不同的方式从经济、技术、运行等方面进行了分析,总结它们各自的优缺点及适用范围。
关键词:中性点接地系统;中性点不接地系统;电容电流接地方式0引言中性点接地方式是电力系统发展中的重要部分,也是电力系统可靠运行的关键之一。
中性点接地涉及到短路电流大小、供电可靠性、过电压大小等多方面的问题。
随着我国变电站规模的增大,有关中性点接地方式的研究也越来越多。
但在中性点接地系统中,中性点接地数目的不同,对短路电流、避雷器、断路器及继电保护等社会的影响也不同,文章就这一问题展开研究,同时提出解决对策。
2中性点有效接地系统特点2.1中性点直接接地中性点接地的优势明显,整个系统的过电压水平和输变电设备对绝缘水平要求不高。
系统的动态电压升高程度不会超过额定电压的80%,如果在高压电网中使用这种接地方式,可以有效降低线路和设备的成本,经研究,中性点接地系统的绝缘水平与中性点不接地的绝缘水平可降低20%左右的造价,其经济效益值得肯定。
但该系统的缺点是,如果发生单相接地故障,其单相接地的电流大,容易引起线路跳闸,供电连续性和可持续性不高。
此外,单相接地电流有时会超过三相短路电流,直接影响到断路器遮断能力的选择,还会干扰到通信线路。
2.2中性点经低电阻接地由电缆线路构成的6-35 kV送、配电网络,单相接地发生故障时电流量大,应采用低电阻接地方式,电阻值控制在10~20Ω,故障电流为100-1000 A。
低电阻接地能快速阻断故障,如果过电压水平低,可以使用绝缘水平较低的电缆和设备。
但还应认真考虑其可靠性,故障对电压、电流以及电气设备、通信的影响。
该接地方式主要适用于电缆线路,这样就不容易发生瞬时性单相接地故障,其电容电流还可以为城市配电网、发电厂厂用电系统及工矿企业配电系统服务。
电力系统中性点接地方式概述在电力系统中,中性点接地方式是指将电力系统中的中性点直接接地或通过特定的接地装置接地。
中性点接地方式的选择对电力系统的平安运行和人身平安至关重要。
本文将介绍电力系统中性点接地方式的常见类型和其特点。
直接接地方式直接接地方式是最常见的中性点接地方式之一。
它通过将电力系统中的中性点直接接地,使中性点与地之间形成低阻抗的电气连接。
直接接地方式有以下特点:1.简单:直接接地方式的接地装置相对简单,仅需将中性点与地之间连接即可。
2.易于检测故障:由于中性点直接接地,当系统中发生接地故障时,电流会通过接地装置流入地,形成接地电流,容易被检测到。
3.易产生大地电流:直接接地方式容易导致大地电流的产生,对于电力系统的线路和设备会产生一定的烧毁和损坏风险。
4.容易产生人身伤害:直接接地方式下,接地电阻较低,因此会产生较大的接触电压,存在人身触电的风险。
直接接地方式适用于施工本钱低、电力系统规模较小、对电网故障检测要求较高的场景。
绝缘中性点接地方式绝缘中性点接地方式是在电力系统中采用绝缘装置将中性点与地之间隔离,以实现中性点接地的方式。
绝缘中性点接地方式有以下特点:1.较低的接触电阻:绝缘中性点接地方式中,中性点与地之间存在绝缘装置,可以降低接地电阻,减小接触电压。
2.减少地电流:由于绝缘装置的隔离作用,绝缘中性点接地方式可以降低地电流的产生,减小对电力系统的烧毁和损坏风险。
3.难以检测故障:由于中性点与地之间的隔离,当系统发生接地故障时,可能无法轻易检测到接地电流,增加了故障诊断的难度。
绝缘中性点接地方式适用于电力系统规模较大、对地电流要求较低、对接触电压要求较高的场景。
高阻中性点接地方式高阻中性点接地方式是在电力系统中采用高阻抗装置将中性点与地之间接地的方式。
高阻中性点接地方式有以下特点:1.高接地电阻:高阻中性点接地方式中,通过引入高阻抗装置,使中性点与地之间形成高阻抗连接,有效提高了接地电阻。
浅述地铁供电系统中性点接地方式摘要:我国地铁供电系统近年来多采用自建独立的主变电所方式向沿线牵引和降压变电所供电。
东北地区一般采用66KV/35KV的变电方式。
其它地区各城市一般采用110KV/35KV变电方式。
变压器均采用星形/三角形接法,中性点绝缘(中性点不接地)。
当地铁35KV供电系统中发生单相或两相短路接地故障时,将引起不平衡故障影响系统正常运行。
及时地检测到该接地故障并用相应的继电保护装置加以保护是必要的。
关键字:供电系统中性点接地方式城市轨道交通供电系统是为城市轨道交通运营提供所需电能的系统,它不仅为城市轨道交通电动列车提供牵引用电,而且还为城市轨道交通运营服务的其他设施提供电能,如照明、通风、空调、给水排水、通信、信号、防灾报警、自动扶梯等。
在城市轨道交通的运营中,供电一旦中断不仅会造成城市轨道交通运输的瘫痪,而且还会危及乘客生命安全和造成财产的损失。
因此,高度安全、可靠而又经济合理的电力供给是城市轨道交通正常运营的重要保证和前提。
一、地铁供电系统的组成形式1、地铁供电系统的组成地铁供电电源通常取自城市电网,通过城市电网一次电力系统和地铁供电系统实现输送或变换,然后以适当的电压等级供给地铁各类设备。
根据用电性质的不同,地铁供电系统可分为两部分:由牵引变电所为主组成的牵引供电系统和以降压变电所为主组成的动力照明供电系统。
牵引供电系统主要由主变电所、牵引变电所、接触网、电力监控、供电缆网等组成。
提供地铁车辆的牵引动力电源。
动力照明供电系统主要由降压变电所、低压母线排、配电设备、线缆、用电设备等组成。
提供地铁机电设备动力电源和照明电源。
此外,还应设置地铁应急电源系统,如小型发电机、EPS电源、UPS电源等。
2、地铁供电方式地铁的供电电源要求安全可靠,通常由城市电网供给。
目前,国内各城市对地铁及城市轨道交通的供电一般有三种方式,即分散供电方式、集中供电方式、分散与集中相结合的混合供电方式。
消弧线圈中性点接地方式在铁路电力系统中的应用摘要:随着社会经济快速发展,我国的高速铁路建设如火如荼。
高速铁路10kV贯通线系统的建设取得了很大成就。
本文针对当下铁路10kV贯通线系统的中性点接地方式所存在的问题进行了深入的探讨,本文提出了高速铁路电力信号系统益采用相控式消弧线圈接地方式。
关键词:高速铁路;10kV贯通线;中性点接地方式;相控式消弧线圈引言铁路电力系统主要是指铁路的10kV信号供电系统。
该系统电源一般引自地方变电站引入两路10kV电源。
高速铁路每个区间内部每隔3km左右分布一处负荷点,从铁路系统的电力变配电所送出的2条10 kV电力线路,向高速铁路区间的所有负荷点供电。
铁路10kV贯通线运行的安全性和可靠性,关系着高速铁路的安全稳定性。
电力系统的安全可靠性,依赖于电力系统中性点接地方式,中性点接地方式对系统运行的安全可靠性和经济性有着重大影响。
1高速铁路电力系统分析高速铁路沿铁路线敷设一级贯通线路及综合贯通线路双回路。
为了减少产生的干扰,铁路贯通线在建设时将标准提高为全电缆形式。
考虑到三芯电缆长度限制,并结合高速铁路沿线每3km左右一处远动箱变的现状,将三芯电缆改为单芯电缆,避免了中间接头的数量。
根据贯通线的全电缆线路的设计方式,若贯通线的中性点采用不接地的方式运行,此时如果发生单相接地,电容电流将显著增大。
按照供电臂60km的长度计算,正常投入单方向供电臂运行方式,依据经验公式:现状,将三芯电缆改为单芯电缆,避免了中间接头的数量。
根据贯通线的全电缆线路的设计方式,若贯通线的中性点采用不接地的方式运行,此时如果发生单相接地,电容电流将显著增大。
按照供电臂60km的长度计算,正常投入单方向供电臂运行方式,依据经验公式:此时IC大大超过了10kV系统中性点不接地系统的极限接地电容电流,接地电弧将不能自熄,容易形成间歇性的弧光接地或稳定的弧光接地。
间歇性的弧光接地能导致危险的过电压,稳定的电弧接地会导致相间短路,造成重大事故。
高铁电力系统中性点接地方式分析林阳(高铁供电车间)摘要:武广高铁10KV电力供电系统中,中性点接地方式有两种,一部分为中性点不接地,一部分为中性点经小电阻接地。
在全线路采用电缆敷设的中性点不接地系统中,一旦发生接地故障时,极有可能扩大故障影响范围,危及供电安全。
本文通过分析这部分中性点不接地系统对高铁供电可靠性的影响,提出在保护设置,电缆敷设等方面进行防治,以提高高铁供电安全可靠性。
关键词:高铁电力系统中性点接地方式可靠性在武广高铁地区10KV电力系统中,包括边山220/1OKV变电所,浏阳河10KV配电所,10KV电力开闭所,及1-4#,动车所1-3#,浏阳河隧道南,隧道内,隧道北共计10个10/0.4 KV变电所,边山-浏阳河区间还有部分箱变,它们之间均由电缆相互联系,把武广高铁站区,动车运用所,浏阳河隧道三个地理位置极为重要,供电可靠性要求极高的站区单元联系起来,构成一个结构特殊、负荷复杂的电力网络,为武广高铁的安全有序运行源源不断地输送能源。
比较武广高铁其他站区供电,这部分系统在中性点接地方式,负荷的大小,电缆型号及敷设路径,备用电源方式等方面都有所区别。
运行一年来,虽然确保了这一区域的供电安全,但是在保护的选择性、可靠性等方面也存在一些问题或隐患。
下面对这一地区电力系统的中性点接地方式进行一个有针对性的分析与探讨,并提出防治对策或建议。
一.高铁电力系统中性点接地的方式电力系统中,变压器中性点的接地方式主要包含:中性点不接地系统,中性点直接接地系统,中性点经消弧线圈接地,中性点经电阻接地等几种方式。
它对于供电系统的可靠性、设备的绝缘水平、高压电器(如断路器)的选择、继电保护的设置、通信干扰、系统的稳定性等多方面都会产生不同程度影响。
在铁路的10KV配电网中,过去多以架空线路为主,接地故障电容电流较小,故采用不接地系统,发生一相接地故障时,允许运行2个小时。
目前,高铁的一些配电网络则几乎全部采用电缆代替架空线路,电缆的电容电流较大,一般是架空线路的30倍以上,使得故障点的接地电流也较大,电弧将不能自动熄灭,还会产生过电压威胁设备运行安全,因而,对于电缆线路,一般采用了中性点经电阻或消弧线圈接地的方式。
新的电力规程规定,若接地故障电容电流小于10A,应采用中性点不接地方式,若接地故障电容电流大于10A时,则应采用中性点经电阻或消弧线圈方式.目前,在武广高铁地区10KV供电系统中,所有线路虽然全部采用电缆敷设,却有2种接地方式并存,一种为中性点不接地,一种为中性点经小电阻接地。
边山220KV变电所电力主变5#B和6#B,浏阳河配电所的上级电源水渡河变电站主变,均为中性点不接地,这部分系统的馈出线路包括:站房双电源线路,边山-浏阳河区间一级贯通和综合贯通线路,动车所双电源线路。
而在边山-株洲区间,浏阳河-汨罗区间的一级贯通和综合贯通,其馈出线路都是经过调压变后经小电阻接地,所以这部分线路与武广其他区间一样,采用的是中性点经小电阻接地系统。
武广高铁地区10KV供电系统图(仅画一段母线)如下:二.全电缆中性点不接地系统存在的问题电力系统,尤其是全部电缆线路中,采用不接地系统存在的主要问题是:1.线路的电容电流过大,电弧不能自动熄灭。
由于线路采用电缆代替架空后,线路的电容电流将变大。
在不接地系统中,若某馈出回路单相接地时,故障相接地电流为该母线上所有馈出回路非故障相电容电流的之和。
忽略电力设备电容电流的影响,10KV配电网中各回路电缆线路总的对地电容电流I C为I C=35U N L Z/350U N为电网额定线电压L Z为各回路电缆总长度近似计算后,每KM电缆线路将有1A左右的电容电流,由此可预见武广高铁地区电力系统中,边山-浏阳河区间一级贯通电缆(长16公里)某一相接地时,其故障电流将远远大于10A。
即使是距离较短的站房电源电缆(长3.5公里)发生接地,考虑同一母线上其他区间电缆电容的影响,也将远大于10A。
如此,发生一相接地时,故障电流产生的电弧将难以自动熄灭,加之边山所及站附近,区间电缆或站房电源电缆很多部分均同沟敷设,部分4回路12根单芯电缆都同沟,则一旦某电缆接地,而故障点又恰好在电缆较多的地段,不能及时熄灭的电弧完全可能使其他回路电缆也烧损,造成故障范围扩大,严重时可以导致站房电源或动车所电源同时停电,危及高铁运行安全。
实例:2010年7月23日,因边山所附近沪昆客专施工影响,导致浏阳河-边山区间一级贯通电缆单相接地。
10:38分,浏阳河一级贯通南过流一段动作跳闸(一相动作电流1.63A,流互变比100/1),边山所一级贯通北备自投成功。
运行一段时间后,11:16分,边山所一级贯通北过流一段动作跳闸(一相动作电流15.63A),浏阳河所一级贯通南备自投成功,又过了2分钟,11:18分,浏阳河所一级贯通南再跳闸。
边山所再次自投成功。
之后调度接到故障信息后,11:27分手动分开断路器,切除故障点。
分析可见,10:38分浏阳河所第一次跳闸后,由于边山所自投成功,直至11:16分,电缆单相接地并带电运行达38分钟之久。
此间,故障电缆接地产生的电弧并没有熄灭,一直在不断重燃,等到施工人员将情况汇报至变电所值班人员,采取停电措施后,故障相电缆已经完全烧断1米多,同沟直埋敷设的一级贯通和综合贯通电缆外皮都有不同程度的烧损。
2.单相接地时过电压造成危害。
电力系统中,引起过电压原因有很多,其中单相接地产生的过电压概率最大。
10KV不接地系统中,发生单相接地故障,主要的过电压危害有:故障相对地电压降低,非故障相对地电压将升高至线电压;切除故障时会产生操作过电压,超过相电压4倍以上;接地时产生的电弧还会产生弧光重燃过电压,这种间歇性的接地过电压幅值可以达到5倍甚至5倍以上,这些过电压都将造成电器设备的绝缘损坏,或开关柜绝缘闪络,电缆绝缘击穿。
尤其是对于线路上的绝缘弱点,如电缆中间头,柜内电缆连接器等处,因制作工艺或者密封不严等问题存在,相对绝缘较差,接地过电压很容易导致该处的绝缘击穿,会在一定程度上危及高铁电网的运行安全。
三.中性点经小电阻接地的优点1.限制过电压武广高铁10KV电力系统的区间一级贯通和综合贯通,基本采用的是调压变经小电阻接地方式。
因为考虑区间一级贯通和综合贯通全线采用单芯电缆,电容电流较大,故而在一级贯通和综合贯通的调压变中性点通过小电阻接地,相当于在系统对地电容上并接一个电阻R,由于电组是耗能元件,又是电容电荷的释放元件和谐振的阻压元件,破坏了电弧每次起弧或重燃后的高频振荡,从而可以起到抑制谐振过电压和间歇性弧光接地过电压的作用。
在设备选型时,就可以选择绝缘水平较低的设备,提高经济性。
同时,接地时非故障相的电压升高较小,发展成为相间短路的几率也相对较小,可靠性得到提高。
2.快速切除故障中性点小电阻系统中,可以迅速启动零序保护从而快速切除故障线路。
所以在高铁一级贯通和综合贯通馈出的保护设置上,均设置了零序电流保护,直接动作于跳闸,一旦零序电流达到启动值,可以马上切除故障。
一般要求单相接地故障的切除时间不大于1S,这样对防止电缆故障的扩大非常有利。
目前,武广高铁的10KV配电所一级与综合贯通馈出的零序电流保护设置时限都设置在0.5S左右,可以有效保护单芯电缆的运行。
从汨罗以北的电缆故障数据来看,零序电流保护的灵敏度很高。
另一方面,由于故障电流较大,故障点的电位较高,可能造成跨步电压超过允许值。
零序保护快速切除故障也有利于消除接地后跨步电压和接触电压对人身的伤害,提高系统的安全水平,降低人身伤害事故。
四.提高全电缆不接地系统可靠性的措施边山所220KV电力主变及浏阳河所上级110KV主变均为Y/D11接线,因此不可能对地区的不接地系统再进行中性点加设电阻的改造。
母线首端加设接地变压器可以解决问题,但是投资改动大,不适宜在既有设备上进行改造,只能在保护设置,电缆敷设等方面进行防治。
通过检查,在浏阳河配电所和边山配电所的不接地系统中的6条馈出回路,其电流保护都是采用过电流一段(或速断)+过电流二段(时限为0.5S)的保护方式。
电缆的接地故障一般是永久性故障,因此必须迅速切除故障点。
但从上次故障表现来看,一相接地后,电弧燃烧时电流不断变化,电流保护可能动作也可能不动作,不能满足迅速切除接地故障的要求。
调阅2010年7月23日浏阳河所的保护监控记录,浏阳河配电所一级贯通南在10:31分就已显示了零序电流告警,告警电流为0.5A,一次零序电流就有50A,由此可见,10:38第一次跳闸之前,电缆已经发生接地。
但是,之前零序电流保护仅设置于告警,没有设置于跳闸,直到10:38分,接地电弧的电流突然上升到过电流一段的整定值时,才保护动作跳闸。
实际上,在交大许继的馈线保护测控装置中包含零序过电流保护和零序过电压保护,不过,运行之初,设计并没有对这部分系统的零序保护设置作出要求,零序电压保护元件没有投入,零序过电流保护即使投入了也仅动作于告警。
因此,我们可以从以下方面进行一些治理,采取有效的预防措施。
1. 投入零序电流保护元件并动作于跳闸为全电缆中性点不接地系统,投入零序电流保护,并设置为跳闸,则在发生接地时,及时切断电弧,不至于使电缆较长时间带故障运行,能有效保护区间其他电缆,避免更大范围地影响供电。
时限可以考虑设置为0.5S甚至更短,这样虽然增加了线路的跳闸次数,但电缆故障一般为永久性的,而且高铁变配电设备均为双电源或者采用环网供电,对于设备用电的影响还是比较小的,可靠性仍然得到保证。
因为接地时故障线路的零序电流大于非故障线路的零序电流,保护设置时,整定的零序电流只需躲开本线路正常运行时的电容电流即可,其数值较小,所以保护的灵敏度比较高。
2. 投入零序电压保护元件并动作于告警零序电压测量是通过母线电压互感器的开口三角形进行测量,单相接地后,将产生零序电压。
零序电压动作值一般整定在15-20V,只动作于报警,及时提示调度和后台维护人员采取措施。
3. 对同沟不同回路的电缆分开敷设或隔离目前,边山所电力线路馈出至武广正线的500多米区间电缆和站房电缆都是同路径直埋敷设,动车所双电源电缆40%为同沟敷设,通过站区附近的几公里长的区间电缆和站房电源电缆也在同一沟内敷设,这些都为高铁电力的安全运行埋下了隐患。
因此,运行中应逐步有条件地进行整改,尽量使不同回路电缆分开敷设,即使不能分开敷设,也应尽可能采取物理隔离措施,提高电缆运行可靠性。
4. 尽力防止过电压造成危害为防止单相接地过电压造成的危害,除了依靠零序电流保护快速切除故障线路外,还需要通过日常检查,在线监测等手段,确保全电缆不接地系统中氧化物避雷器的良好,以及经常对GSM开关柜电缆头、电压互感器、变压器高压熔断器等设备经常进行必要的维护检查,平时注意收集高铁配电所跳闸数据,积累运行经验,并优化预案,做好一些应急措施,尽力减少接地过电压对高铁供电的影响。