消弧線圈與保護(hù)接地課程課件

消弧線圈與接地保護(hù)1引言2005版《煤礦安全規(guī)程》第457條規(guī)定：礦井高壓電網(wǎng)，必須采取措施限制單相接地電容電流不超過20A。地面變電所和井下中央變電所的高壓饋電線上，必須裝設(shè)有選擇性的單相接地保護(hù)裝置；供移動變電站的高壓饋電線上，必須裝設(shè)有選擇性的動作于跳閘的單相接地保護(hù)裝置。21.1配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式相關(guān)知識中性點(diǎn)：電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)和變壓器（作為電源）星型連接公共端。中性點(diǎn)的運(yùn)行方式：指的是中性點(diǎn)與大地之間的連接關(guān)系。1配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式31.2配電網(wǎng)采用中性點(diǎn)非有效接地的原因這類電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地故障的比例很大。采用中性點(diǎn)不接地方式可以減少單相接地電流，從而減輕其危害。發(fā)生單相接地時(shí)，系統(tǒng)可以繼續(xù)運(yùn)行不超過2小時(shí)，從而提高了供電的可靠性。綜合考慮各種因素，配電網(wǎng)中電氣設(shè)備的絕緣按照線電壓設(shè)計(jì)所增加的投資遠(yuǎn)小于運(yùn)行中所取得的經(jīng)濟(jì)效益。41.3各種中性點(diǎn)非有效接地方式

中性點(diǎn)不接地5

中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地6

中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地71.4配電網(wǎng)擴(kuò)大帶來的問題單相接地故障造成二次故障概率增大。配電網(wǎng)增大，造成電容電流增大，導(dǎo)致單相接地時(shí)，接地電流較大，接地點(diǎn)電弧不能自行熄滅而形成穩(wěn)定電弧，很可能發(fā)展成相間短路，造成用戶停電或設(shè)備損壞事故。易產(chǎn)生單相電弧接地過電壓。當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生在接地電流大于5～10Ａ?xí)r，單相接地可能出現(xiàn)周期性地熄滅和重燃的間歇電弧。間歇電弧將導(dǎo)致相與地之間產(chǎn)生過電壓，其值可能達(dá)到2.5～3倍相電壓峰值。易產(chǎn)生鐵磁諧振過電壓。在相電壓時(shí)PT特性已趨于飽和拐點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)中運(yùn)行電壓偏高并出現(xiàn)某些擾動(如單相接地故障)，能使PT飽和程度加劇，就有可能激發(fā)鐵磁諧振過電壓，致使母線電壓互感器(PT)燒毀和熔斷器熔斷，嚴(yán)重威脅著配電網(wǎng)的安全和供電可靠性。81.5中性點(diǎn)接地方式比較序號中性點(diǎn)接地方式中性點(diǎn)不接地經(jīng)電阻接地經(jīng)消弧線圈接地經(jīng)消弧線圈并電阻接地1單相接地電流大小大大小，同脫諧度有關(guān)小，同脫諧度有關(guān)2人身觸電危險(xiǎn)性大大減小減小3單相電弧接地過電壓最高低較高，過電壓概率小低，過電壓概率小4單相接地保護(hù)實(shí)現(xiàn)易易難較復(fù)雜，不難5鐵磁諧振過電壓高低過補(bǔ)低欠補(bǔ)高低6保護(hù)接地安全性危險(xiǎn)危險(xiǎn)安全安全92、消弧線圈2.1消弧線圈發(fā)展歷史消弧線圈首次于1916年由德國的鼻德遜提出并研制成功。

傳統(tǒng)的消弧線圈（手動式消弧線圈）?？空{(diào)節(jié)線圈的抽頭來補(bǔ)償電網(wǎng)對地的電容電流，匝數(shù)一定則其所能補(bǔ)償?shù)碾娙蓦娏骶筒蛔儯淖冊褦?shù)就必須退出消弧線圈。匝數(shù)的整定或者根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或者是根據(jù)實(shí)測電網(wǎng)對地的電容電流值。很不方便。消弧線圈只能運(yùn)行在過補(bǔ)償方式。殘余電流往往較大。目前配電網(wǎng)大力推廣無人值班變電站，對非自動調(diào)節(jié)式消弧線圈的調(diào)節(jié)更加困難，造成人員的浪費(fèi)。10自動跟蹤補(bǔ)償?shù)南【€圈調(diào)節(jié)方便，無須停電。調(diào)節(jié)精度高，殘流小。能自動跟蹤系統(tǒng)電容電流的變化，消弧線圈始終運(yùn)行于全補(bǔ)償狀態(tài)。易于實(shí)現(xiàn)無人值守及變電站綜合自動化。2.2消弧線圈作用發(fā)生單相接地時(shí)的接地電流（殘余電流）減小。限制和消除弧光接地過電壓及諧振過電壓，降低單相接地故障發(fā)展為相間短路或多點(diǎn)重復(fù)性接地故障的幾率。降低雷擊跳閘率。減小人身觸電和設(shè)備的傷害程度。112.3自動跟蹤補(bǔ)償消弧線圈原理匯總自動消弧線圈是自動跟蹤補(bǔ)償裝置的核心部件，其調(diào)諧方式可分為預(yù)調(diào)式和隨調(diào)式2種。預(yù)調(diào)式是指電網(wǎng)無接地故障情況下，消弧線圈預(yù)先自動調(diào)諧到合理補(bǔ)償位置。一般需加裝阻尼電阻，以保證中性點(diǎn)位移電壓不大于額定相電壓的15％。隨調(diào)式是指電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，消弧線圈自動調(diào)諧到合理補(bǔ)償位置。不需阻尼電阻，但接地瞬間無法達(dá)到全補(bǔ)償。12常用的自動跟蹤補(bǔ)償消弧線圈形式：調(diào)匝式調(diào)氣隙式（動鐵式）偏磁式（直流助磁式）磁閥式調(diào)容式調(diào)感式132.3.1調(diào)匝式

利用有載開關(guān)調(diào)節(jié)消弧線圈上設(shè)置的若干分接頭，實(shí)現(xiàn)電感量的有級調(diào)整。所需設(shè)備：接地變壓器、抽頭式消弧線圈、高壓有載開關(guān)、阻尼電阻箱、殼體、控制柜。調(diào)節(jié)方式：有檔調(diào)節(jié)、預(yù)調(diào)式。優(yōu)點(diǎn)：容量大。缺點(diǎn)：有檔調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)精度低、調(diào)節(jié)速度慢。142.3.2調(diào)氣隙式改變磁路中的氣隙長度實(shí)現(xiàn)電感量的連續(xù)可調(diào)。所需設(shè)備：接地變壓器、可調(diào)氣隙消弧線圈、電動機(jī)及其機(jī)械傳動部件、阻尼電阻箱、開關(guān)柜殼體。調(diào)節(jié)方式：無級調(diào)節(jié)、預(yù)調(diào)式。優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)無級可調(diào)。缺點(diǎn)：要求采用精密的機(jī)械傳動部件，響應(yīng)速度慢、噪聲大、機(jī)構(gòu)易失靈。該類型基本已經(jīng)淘汰！152.3.3偏磁式通過改變鐵芯磁化段磁路上的直流助磁磁通大小來調(diào)節(jié)交流等值磁導(dǎo)以實(shí)現(xiàn)電感的連續(xù)可調(diào)。所需設(shè)備：接地變壓器、可助磁消弧線圈、控制柜（含直流助磁回路）殼體。調(diào)節(jié)方式：無級調(diào)節(jié)、隨調(diào)式。優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)無級可調(diào)。缺點(diǎn)：隨調(diào)式、需外部直流電源、響應(yīng)時(shí)間一般大于20ms、維護(hù)量大。162.3.4磁閥式利用自耦勵(lì)磁技術(shù)控制鐵心的飽和程度，實(shí)現(xiàn)對補(bǔ)償電流的連續(xù)調(diào)節(jié)。所需設(shè)備：接地變壓器、磁閥式消弧線圈、控制柜殼體。調(diào)節(jié)方式：無級調(diào)節(jié)、隨調(diào)式。優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)無級可調(diào)。缺點(diǎn)：隨調(diào)式、響應(yīng)時(shí)間一般大于20ms、調(diào)節(jié)原理復(fù)雜、易發(fā)生故障。172.3.5調(diào)容式采用改變消弧線圈二次側(cè)低壓電容電流的方法來調(diào)節(jié)消弧線圈的電感電流。所需設(shè)備：三相五柱消弧線圈、多組電容器、阻尼電阻箱、控制柜、殼體。調(diào)節(jié)方式：有檔調(diào)節(jié)、預(yù)調(diào)式。優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)范圍大。缺點(diǎn)：有檔調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)精度低、占用設(shè)備多、維護(hù)量大、故障擴(kuò)大可能性大。182.3.6調(diào)感式采用改變消弧線圈二次側(cè)低壓電感電流的方法來調(diào)節(jié)消弧線圈的電感電流。以實(shí)現(xiàn)電感的連續(xù)可調(diào)。所需設(shè)備：三相五柱消弧線圈、電抗器、阻尼電阻箱、殼體。調(diào)節(jié)方式：無級調(diào)節(jié)、預(yù)調(diào)節(jié)。優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)無級可調(diào)、調(diào)節(jié)精度高。缺點(diǎn)：容量不能超過80A。19

3、XBSG-6/50型消弧線圈介紹3.1工作原理L——三相五柱式消弧線圈；L1、L2——電抗器；RL——電阻器；SCR1、SCR2、SCR3、SCR4——可控硅；KM——直流接觸器接點(diǎn)

該消弧線圈有五個(gè)鐵芯柱，中間三個(gè)鐵芯柱繞有高、低壓線圈，邊柱上沒有線圈。高壓繞組一端直接與電網(wǎng)A、B、C三相相接，另一端接在一起與大地相連，低壓繞組接成開口三角形，通過可控硅接通小型電抗器L1、L2。20當(dāng)電三網(wǎng)正三常工三作時(shí)三：三三相電三壓對三稱，三即消三弧線三圈中三性點(diǎn)三沒有三電流三入地三。電網(wǎng)三發(fā)生三單相三接地三故障三：加三在三三相五三柱式三消弧三線圈三上的三電壓三可分三解為三正序三分量三和零三序分三量。正序三電流三流過三三相三高壓三繞組三，由三于大三小相三等，三相位三互差12三0度，三矢量三和為三零，三不會三流入三大地三，所三產(chǎn)生三的正三序磁三通，三也是三大小三相等三，相三位互三差12三0度，三所以三正序三磁通三在中三間三三個(gè)柱三之間三流通三，互三為通三道，三不經(jīng)三過邊三柱。三由于三中間三三個(gè)三柱沒三有氣三隙，三磁阻三很小三，正三序阻三抗很三大，三正序三電流三很小三，其三值相三當(dāng)于三變壓三器的三空載三電流三。零序三電流三流入三三相三高壓三繞組三，由三于大三小相三等，三方向三一致三，所三產(chǎn)生三的零三序磁三通也三必然三是大三小相三等，三方向三相同三，通三過氣三隙，三與兩三個(gè)邊三柱構(gòu)三成通三道。三由于三零序三磁路三有氣三隙，三磁阻三較大三，故三零序三電流三較大三。可三以通三過調(diào)三整磁三路氣三隙的三大小三，改三變零三序電三感值三，進(jìn)三而改三變消三弧線三圈的三零序三電感三電流三。21低壓三繞組三接成三開口三三角三形，三取出三二次三零序三電壓三，并三通過三可控三硅調(diào)三節(jié)低三壓電三抗器L1、L2，的三導(dǎo)通三角，三即可三調(diào)節(jié)三付邊三電感三電流三的大三小，三從而三改變?nèi)吶牧闳螂娙须娙?，三?shí)現(xiàn)三消弧三線圈三電感三電流三對電三網(wǎng)對三地電三容電三流的三自動三跟蹤三補(bǔ)償三。在二三次線三圈上三還經(jīng)三過交三流接三觸器三的接三點(diǎn)KM接通三一電三阻R，以三增加三電網(wǎng)三的阻三尼率三，限三制諧三振過三電壓三。223.三2三XB三SG系列三消弧三線圈三特點(diǎn)整套三裝置三由三三相五三柱干三式消三弧線三圈、三電抗三器、三阻尼三電阻三箱、三控制三器及三其附三件、三高壓三開關(guān)三柜殼三體及三附件三等構(gòu)三成；主體三消弧三線圈三采用三三相三五柱三干式三結(jié)構(gòu)三，將三消弧三線圈三和接三地變?nèi)龎浩魅隙秊橐蝗?，占三用空三間小三，可三實(shí)現(xiàn)三變電三所內(nèi)三單柜三一體三化安三裝，三對GG三1A、KG三N等柜三型可三節(jié)省三一臺三投切三高壓三開關(guān)三柜。通過三可控三硅調(diào)三節(jié)電三感電三流，三自動三跟蹤三補(bǔ)償三電網(wǎng)三對地三電容三電流三，無三須人三為干三預(yù)，三無機(jī)三械傳三動部三分，三響應(yīng)三速度三快（0毫秒三）。具有三日歷三時(shí)鐘三顯示三、電三網(wǎng)電三容電三流值三顯示三、補(bǔ)三償脫三諧度三設(shè)定三和顯三示、三電網(wǎng)三電壓三值顯三示、三電網(wǎng)三零序三電壓三值顯三示、三自動三跟蹤三補(bǔ)償三狀態(tài)三指示三、故三障追三憶、三補(bǔ)償三追憶三以及三通道三精度三整定三等功三能，三可以三選擇三自動三或手三動運(yùn)三行、三可以三多臺三聯(lián)機(jī)三運(yùn)行三。具有RS三23三2、RS三48三5通信三接口三，便三于接三入變?nèi)娬救C合三自動三化系三統(tǒng)。具備三完善三的零三序過三壓、三過流三、短三路、三閉鎖三等保三護(hù)功三能，三能充三分保三證消三弧線三圈的三可靠三運(yùn)行三。23KG三N柜型24KY三N2三8柜型定制三柜型254小電三流接三地選三線原三理4.三1小電三流接三地系三統(tǒng)常三用的三選線三原理零序三過電三流原三理零序三無功三功率三方向三型原三理五次三諧波三原理零序三有功三功率三方向三型原三理注入三法原三理首半三波原三理26零序三過電三流原三理：利用三單相三接地三時(shí)故三障線三路的三零序三電流三幅值三大于三非故三障線三路，三為其三它非三故障三線路三之和三，而三非故三障線三路零三序電三流幅三值為三它本三身的三電容三電流三的特三點(diǎn)來三實(shí)現(xiàn)三保護(hù)三。適用三于中三性點(diǎn)三不接三地且三各支三路單三相接三地電三容電三流均三勻的三系統(tǒng)三。該原三理選三擇性三差，三基本三已經(jīng)三淘汰三。27零序三無功三功率三方向三型原三理利用三接地三故障三支路三零序三無功三電流三同正三常支三路方三向相三反實(shí)三現(xiàn)選三擇性三。僅適三用于三中性三點(diǎn)不三接地三系統(tǒng)三。該原三理為三基波三原理三，在三中性三點(diǎn)不三接地三系統(tǒng)三得到三廣泛三使用三，但三在中三性點(diǎn)三經(jīng)消三弧線三圈接三地系三統(tǒng)失三效。28五次三諧波三原理利用三電網(wǎng)三包含三的5次諧三波分三量，三在消三弧線三圈接三地系三統(tǒng)，三由于三消弧三線圈三對5次諧三波呈三現(xiàn)的三感抗三為基三波的5倍，三而線三路容三抗為三基波三的1/三5，因三此5次諧三波感三性電三流可三以忽三略，三系統(tǒng)三單相三接地三時(shí)，5次諧三波容三性電三流分三布與三中性三點(diǎn)不三接地三系統(tǒng)三中基三波容三性電三流幾三乎相三同，三據(jù)此三進(jìn)行三接地三選線三。適用三于各三種接三地系三統(tǒng)，三但其三靈敏三度受三電網(wǎng)三五次三諧波三含量三影響三較大三。在煤三礦電三網(wǎng)使三用效三果不三理想三。29零序三有功三功率三方向三型原三理利用三消弧三線圈三在實(shí)三現(xiàn)全三補(bǔ)償三時(shí)需三要并三聯(lián)或三串聯(lián)三的阻三尼抑三制諧三振，三該阻三尼在三接地三時(shí)產(chǎn)三生的三有功三電流三僅流三過接三地支三路來三實(shí)現(xiàn)三選線三，使三用基三波分三量利三于選三線。僅適三用于三中性三點(diǎn)經(jīng)三消弧三線圈三并或三串電三阻接三地的三系統(tǒng)三。目前三在消三弧線三圈接三地系三統(tǒng)得三到廣三泛應(yīng)三用，三但受三互感三器角三度特三性影三響較三大。30注入三法原三理通過三運(yùn)行三中的三電壓三互感三器向三接地三線注三入信三號，三利用三信號三尋蹤三原理三，實(shí)三現(xiàn)接三地選三線。適用三于各三種接三地系三統(tǒng)，三但需三在電三網(wǎng)中三注入三信號三且受三電網(wǎng)三出線三均勻三程度三和諧三波含三量影三響三。31首半三波原三理利用三單相三接地三瞬間三，故三障線三路暫三態(tài)零三序電三流第1個(gè)周三期的三首半三波與三非故三障線三路相三反的三特點(diǎn)三構(gòu)成三?？蛇m三用于三各種三接地三系統(tǒng)三，但三其靈三敏度三受接三地故三障過三渡電三阻影三響較三大。處于三理論三研究三階段三，產(chǎn)三品大三都不三成熟三。324.三2三WL三D系列三小電三流接三地系三統(tǒng)微三機(jī)選三線WL三D系列三小電三流接三地系三統(tǒng)微三機(jī)選三線裝三置采三用基三波選三線原三理，三在中三性點(diǎn)三不接三地系三統(tǒng)采三用無三功功三率方三向型三原理三，群三體比三幅選三線方三案；三在中三性點(diǎn)三經(jīng)消三弧線三圈并三或串三電阻三接地三系統(tǒng)三，選三用有三功功三率方三向型三原理三，群三體比三幅選三線方三案。為保三證選三線的三準(zhǔn)確三率，三該裝三置配三套使三用了三專利三產(chǎn)品FL三H0三-2型零三序電三流互三感器三，從三信號三取樣三來保三證原三理實(shí)三現(xiàn)的三準(zhǔn)確三性，三由于三基波三信號三強(qiáng)，三其選三線的三靈敏三度也三較高三。334.三3三W三LD三-5型微三機(jī)選三線高三壓漏三電保三護(hù)裝三置裝置三能同三時(shí)監(jiān)三測兩三段（三或一三段）三母線三、16路出三線，三裝置三輸出三具有三聲光三報(bào)警三功能三。具有三根據(jù)三電網(wǎng)三母線三分列三、并三列運(yùn)三行情三況的三自動三判斷三功能三；自三檢功三能；三手動三、自三動復(fù)三位功三能；三記憶三功能三。操作三、調(diào)三試簡三單，三維護(hù)三量小三，自三動選三擇顯三示。適用三范圍三廣：三適用三于不三接地三系統(tǒng)三，消三弧線三圈接三地系三統(tǒng)，三電阻