消弧線(xiàn)圈相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)

1、2022-5-1812022-5-182 中性點(diǎn)接地方式2022-5-183中性點(diǎn)接地方式 適用范圍適用范圍：根據(jù)最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求，根據(jù)最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求，110kV110kV以上電力以上電力系統(tǒng)主要矛盾為降低絕緣水平。采用直接接地。系統(tǒng)主要矛盾為降低絕緣水平。采用直接接地。中低壓電力系統(tǒng)主要降低單相接地故障電流中低壓電力系統(tǒng)主要降低單相接地故障電流的危害，提高系統(tǒng)供電可靠性、保證人身與設(shè)備的危害，提高系統(tǒng)供電可靠性、保證人身與設(shè)備安全、降低通訊干擾等安全、降低通訊干擾等。110kV110kV以下系統(tǒng)，小電容電流電網(wǎng)采用不接地以下系統(tǒng)，小電容電流電網(wǎng)采用不接地系統(tǒng)（以電弧能自行熄滅為前提

2、）。電容電流大系統(tǒng)（以電弧能自行熄滅為前提）。電容電流大時(shí)采用諧振接地（補(bǔ)償電容電流）或電阻接地時(shí)采用諧振接地（補(bǔ)償電容電流）或電阻接地（故障跳閘）。（故障跳閘）。2022-5-184中性點(diǎn)接地方式 電流接地和小電流接地，這兩種接地方式在我國(guó)均有應(yīng)用。其中，在北京、上海、廣州等大城市，由于負(fù)荷密、電纜線(xiàn)路多從而電容電流比較大，通過(guò)消弧線(xiàn)圈接地不能滿(mǎn)足電網(wǎng)的正常安全運(yùn)行，在這種情況下，就采用小電阻接地即大電流接地，比如北京規(guī)定四環(huán)以?xún)?nèi)均采用大電流接地方式。因此，在中、小城市及農(nóng)村地區(qū)采用小電流接地方式是電力部門(mén)根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況使電網(wǎng)更經(jīng)濟(jì)、更安全運(yùn)行的一種選擇。單相接地是電力系統(tǒng)中最常見(jiàn)的故障形

3、式，約占60%以上。對(duì)于中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)，由于電容電流的存在，在接地瞬間形成接地電弧，而接地電弧不易熄滅，電弧的發(fā)展會(huì)引起相間短路；接地電弧產(chǎn)生間歇性弧光過(guò)電壓；電磁式電壓互感器鐵心飽和引起諧振過(guò)電壓等，將造成燒保險(xiǎn)、避雷器、PT的爆炸、線(xiàn)路的跳閘等事故發(fā)生，其中尤以相間短路和間歇性弧光接地過(guò)電壓最為嚴(yán)重。2022-5-185中性點(diǎn)接地方式1.德國(guó)/奧地利、芬蘭、意大利、丹麥、比利時(shí)及瑞典、獨(dú)聯(lián)體及其周邊地區(qū)等許多國(guó)家，現(xiàn)在依然采用小電流接地（中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地）方式。2.法國(guó)電力公司（EDF）早在80年代末期決定將運(yùn)行了近30年的、中性點(diǎn)采用低阻抗接地方式的城鄉(xiāng)中壓電網(wǎng)，在全國(guó)范圍

4、內(nèi)分階段地全部改為諧振接地方式運(yùn)行，現(xiàn)已基本完成；近來(lái)英國(guó)也正在研究、考慮采用諧振接地方式等。2022-5-186中性點(diǎn)接地方式3、美國(guó)（AIEE)電工協(xié)會(huì)明確承認(rèn)諧振接地方式的優(yōu)點(diǎn)，過(guò)去未采用，是由于技術(shù)原因（美國(guó)曾使用空心消弧線(xiàn)圈不當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重過(guò)電壓而形成“慣例” ），而現(xiàn)在保持電阻接地主要是經(jīng)濟(jì)因素。（ 美國(guó)IEEE143對(duì)工業(yè)設(shè)施的接地電流限制為400A）4、日本開(kāi)始采用諧振接地，戰(zhàn)敗后使用美國(guó)電力產(chǎn)品采用大電流接地，但后來(lái)又開(kāi)始推廣諧振接地。將中壓電網(wǎng)的單相接地故障電流，由“大”改“小”將是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)2022-5-187 副作用2022-5-188 副作用 2022-5-189電容電

5、流電容電流主要由線(xiàn)路的長(zhǎng)度、導(dǎo)線(xiàn)的截面面積、介電常數(shù)、距地距離、額定電壓決定，和系統(tǒng)的負(fù)荷大小無(wú)關(guān)。ABCCCIgCBCAICCICBICAUCUBUA UAOUB UN2022-5-1810電容電流的測(cè)量電容電流的測(cè)量一、電容電流測(cè)試儀二、母線(xiàn)外掛電容法三、金屬接地法四、中性點(diǎn)外加電容法電容電流2022-5-1811中性點(diǎn)接地等效圖2022-5-1812中性點(diǎn)不接地2022-5-1813小電阻接地方式2022-5-1814消弧線(xiàn)圈接地方式1、自動(dòng)消弧，避免弧光過(guò)電壓的產(chǎn)生，抑制鐵磁諧振的 發(fā)生。2、大大降低了對(duì)通訊設(shè)備的干擾和對(duì)人身安全的威脅。3、允許系統(tǒng)帶故障運(yùn)行兩小時(shí)，保障了供電可靠性。

6、4、傳統(tǒng)的選線(xiàn)理論不再成立，使選線(xiàn)成為長(zhǎng)期困擾電力 系統(tǒng)的難題。2022-5-1815消弧線(xiàn)圈接地方式n脫諧度：脫諧度：（ILIC）/ICn殘流：在單相接地故障時(shí)，流經(jīng)殘流：在單相接地故障時(shí)，流經(jīng)故障點(diǎn)電流。故障點(diǎn)電流。 Ig= IL IC電弧熄滅原理電弧熄滅原理1 1。補(bǔ)償電容電流，減少殘流，電弧。補(bǔ)償電容電流，減少殘流，電弧易于熄滅。易于熄滅。2 2。殘流過(guò)零熄弧后，降低恢復(fù)電壓。殘流過(guò)零熄弧后，降低恢復(fù)電壓初速度，避免電弧重燃。初速度，避免電弧重燃。2022-5-1816規(guī)程規(guī)定2022-5-1817消弧線(xiàn)圈分類(lèi)|預(yù)調(diào)式|隨調(diào)式2022-5-1818消弧線(xiàn)圈的運(yùn)行特性RXLXCU00XL

7、UnXCRd正常運(yùn)行時(shí)，避免串聯(lián)諧振正常運(yùn)行時(shí)，避免串聯(lián)諧振： 1、消弧線(xiàn)圈靠近諧振點(diǎn)運(yùn)行，加裝阻尼電阻，防止諧振（預(yù)調(diào)） 2、不加阻尼電阻，消弧線(xiàn)圈遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)運(yùn)行（隨調(diào)）單相單相接地故障時(shí)，利用并聯(lián)諧振接地故障時(shí)，利用并聯(lián)諧振： 1、消弧線(xiàn)圈靠近諧振點(diǎn)運(yùn)行，使殘流滿(mǎn)足要求2022-5-1819消弧線(xiàn)圈的運(yùn)行特性n如PT突然合閘、單相接地突然消失、外界對(duì)系統(tǒng)的干擾或系統(tǒng)操作產(chǎn)生的過(guò)電壓等，由于變壓器、電壓互感器等設(shè)備鐵心電感的磁路飽和作用，會(huì)激發(fā)產(chǎn)生持續(xù)的較高幅值的鐵磁諧振過(guò)電壓 2022-5-1820消弧線(xiàn)圈的運(yùn)行特性n中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中鐵磁諧振最常見(jiàn)的激發(fā)方式：基頻諧振、分頻諧振和高頻諧振

8、 2022-5-1821 預(yù)調(diào)預(yù)調(diào)式和隨調(diào)式比較式和隨調(diào)式比較預(yù)調(diào)預(yù)調(diào)式：式：系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，消弧線(xiàn)圈始終靠近諧振點(diǎn)運(yùn)行；單相接地故障時(shí)，消弧線(xiàn)圈零延時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償，無(wú)需調(diào)節(jié)。 問(wèn)題： 阻尼電阻的保護(hù)隨調(diào)式：隨調(diào)式：系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，消弧線(xiàn)圈遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)；發(fā)生單相接地故障后，調(diào)節(jié)消弧線(xiàn)圈靠近諧振點(diǎn)；故障恢復(fù)后，再調(diào)節(jié)消弧線(xiàn)圈遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)。 問(wèn)題：補(bǔ)償滯后，補(bǔ)償電流到位時(shí)間大于60ms 補(bǔ)償電流到位時(shí)間 = 控制器故障響應(yīng)時(shí)間補(bǔ)償電流穩(wěn)定時(shí)間消弧線(xiàn)圈的分類(lèi)2022-5-1822阻尼電阻保護(hù)問(wèn)題的提出阻尼電阻保護(hù)問(wèn)題的提出 預(yù)調(diào)式消弧線(xiàn)圈為了防止正常運(yùn)行時(shí)的諧振必須要有阻尼電阻 可靠保護(hù)阻尼電阻，成為關(guān)鍵問(wèn)

9、題2022-5-1823阻尼電阻的作用1、防止電容電流計(jì)算時(shí)，可能發(fā)生的系統(tǒng)諧振。2、防止單相接地故障恢復(fù)時(shí)，可能發(fā)生的系統(tǒng)諧振。3、使消弧線(xiàn)圈可以始終運(yùn)行在工頻諧振點(diǎn)附近（預(yù)調(diào)），不僅能夠?qū)崿F(xiàn)消弧線(xiàn)圈的快速補(bǔ)償，而且能夠徹底避免鐵磁諧振。2022-5-1824各種消弧線(xiàn)圈對(duì)比一、調(diào)節(jié)方式一、調(diào)節(jié)方式1、調(diào)匝式（預(yù)調(diào)）：抽頭檔位調(diào)節(jié)；3、相控式（隨調(diào)）：調(diào)節(jié)可控硅導(dǎo)通角；4、直流偏磁式（隨調(diào)）：調(diào)節(jié)鐵心飽和度。2、調(diào)容式（預(yù)調(diào)、隨調(diào)）：投切電容器組；2022-5-1825調(diào)匝式消弧線(xiàn)圈2022-5-1826相控式消弧線(xiàn)圈2022-5-1827相控式消弧線(xiàn)圈2022-5-1828調(diào)容式消弧線(xiàn)圈2

10、022-5-1829n接地變壓器n消弧線(xiàn)圈n有載開(kāi)關(guān)n阻尼電阻n，隔離刀閘，零序，n控制屏n并聯(lián)中電阻 自動(dòng)調(diào)諧式消弧線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展，計(jì)算的準(zhǔn)確度不成問(wèn)題，關(guān)鍵在于裝置的可靠性和接地故障回路的選擇性消弧系統(tǒng)構(gòu)成2022-5-1830接地變，消弧線(xiàn)圈 全絕緣的消弧線(xiàn)圈，A、X可以反接；對(duì)于66kV和部 分35kV的半絕緣消弧線(xiàn)圈AX不能反接。 變壓器并列運(yùn)行條件：n 接線(xiàn)組別相同；n 變比差值不得超過(guò)0.5%；n 短路電壓值不得超過(guò)10%；n 兩臺(tái)變壓器容量比不宜超過(guò)3：1 n接地變和消弧線(xiàn)圈應(yīng)定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目包括：n（1）、繞組的直流電阻測(cè)量；n（2）、繞組的絕緣電阻測(cè)量；n

11、（3）、絕緣油的試驗(yàn)。2022-5-1831 避雷器n發(fā)展歷史及存在問(wèn)題n8.3/19，17/45，10/27、12.7/45n中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)的避雷器額定電壓=0.72系統(tǒng)最高電壓，0.72*11.5kV=8.28kV） 2022-5-1832隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)用隔離刀閘可以進(jìn)行以下各項(xiàng)操作：n可以拉、合閉路開(kāi)關(guān)的旁路電流；n拉、合電壓互感器和避雷器；n拉、合母線(xiàn)及直接連接在母線(xiàn)上設(shè)備的電容電流；n用室外35千伏帶消弧角的三聯(lián)刀閘?？梢岳⒑蟿?lì)磁電流不超過(guò)2安培的空載變壓器。n拉、合電容電流不超過(guò)5安培的空載線(xiàn)路。2022-5-1833 有載開(kāi)關(guān) 電壓等級(jí)（有AC220V和AC380V），電容作用 雙屏蔽電纜（屏蔽層良好、銅網(wǎng)覆蓋），對(duì)于長(zhǎng)距離電纜最好電纜線(xiàn)徑粗一些，有載開(kāi)關(guān)試驗(yàn)項(xiàng)目包括：n（1）、過(guò)度電阻的測(cè)試n（2）、開(kāi)關(guān)特性試驗(yàn)（過(guò)度電阻的波形）n（3）、油浸式：絕緣油的試驗(yàn)。n（4）、空氣有載開(kāi)關(guān)：觸頭是否氧化，接觸是否良好。n（5）、真空開(kāi)關(guān)：打耐壓,現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)調(diào)檔以驗(yàn)證限位閉鎖。 2022-5-1834CT,PT 中性點(diǎn)PT應(yīng)定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目包括：n（1）、繞組的絕緣電阻測(cè)量；n（2）、變比測(cè)量。n (3) 、伏安特性 PT二次有兩組繞組，另一組為10