消弧線圈相關(guān)基礎(chǔ)知識-課件

消弧線圈相關(guān)基礎(chǔ)知識上海思源電氣股份有限公司9/21/20231消弧線圈相關(guān)基礎(chǔ)知識上海思源電氣股份有限公司8/7/2023不接地方式直接接地方式

小電阻接地方式

消弧線圈接地方式

中性點接地方式9/21/20232不接地方式中性點接地方式8/7/20232中性點接地方式

適用范圍：

根據(jù)最佳技術(shù)經(jīng)濟指標要求，110kV以上電力系統(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。

110kV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）。電容電流大時采用諧振接地（補償電容電流）或電阻接地（故障跳閘）。9/21/20233中性點接地方式適用范圍：8/7/20233中性點接地方式

電流接地和小電流接地，這兩種接地方式在我國均有應(yīng)用。其中，在北京、上海、廣州等大城市，由于負荷密、電纜線路多從而電容電流比較大，通過消弧線圈接地不能滿足電網(wǎng)的正常安全運行，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)以內(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根據(jù)我國實際情況使電網(wǎng)更經(jīng)濟、更安全運行的一種選擇。

單相接地是電力系統(tǒng)中最常見的故障形式，約占60%以上。對于中性點不接地電網(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)展會引起相間短路；接地電弧產(chǎn)生間歇性弧光過電壓；電磁式電壓互感器鐵心飽和引起諧振過電壓等，將造成燒保險、避雷器、PT的爆炸、線路的跳閘等事故發(fā)生，其中尤以相間短路和間歇性弧光接地過電壓最為嚴重。9/21/20234中性點接地方式電流接地和小電流接地，這兩種接地方式在中性點接地方式德國/奧地利、芬蘭、意大利、丹麥、比利時及瑞典、獨聯(lián)體及其周邊地區(qū)等許多國家，現(xiàn)在依然采用小電流接地（中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地）方式。法國電力公司（EDF）早在80年代末期決定將運行了近30年的、中性點采用低阻抗接地方式的城鄉(xiāng)中壓電網(wǎng)，在全國范圍內(nèi)分階段地全部改為諧振接地方式運行，現(xiàn)已基本完成；近來英國也正在研究、考慮采用諧振接地方式等。9/21/20235中性點接地方式德國/奧地利、芬蘭、意大利、丹麥、比利時及瑞典中性點接地方式3、美國（AIEE)電工協(xié)會明確承認諧振接地方式的優(yōu)點，過去未采用，是由于技術(shù)原因（美國曾使用空心消弧線圈不當(dāng)發(fā)生嚴重過電壓而形成“慣例”），而現(xiàn)在保持電阻接地主要是經(jīng)濟因素。（美國IEEE143對工業(yè)設(shè)施的接地電流限制為400A）4、日本開始采用諧振接地，戰(zhàn)敗后使用美國電力產(chǎn)品采用大電流接地，但后來又開始推廣諧振接地。將中壓電網(wǎng)的單相接地故障電流，由“大”改“小”將是未來發(fā)展趨勢9/21/20236中性點接地方式3、美國（AIEE)電工協(xié)會明確承認諧振接地方消弧線圈相關(guān)基礎(chǔ)知識_課件消弧線圈相關(guān)基礎(chǔ)知識_課件電容電流電容電流主要由線路的長度、導(dǎo)線的截面面積、介電常數(shù)、距地距離、額定電壓決定，和系統(tǒng)的負荷大小無關(guān)。ABCCCIgCBCAICCICBICAUCUBUA’UAOUB’UN9/21/20239電容電流電容電流主要由線路的長度、導(dǎo)線的截面面積、介電常數(shù)、電容電流的測量一、電容電流測試儀二、母線外掛電容法三、金屬接地法四、中性點外加電容法電容電流9/21/202310電容電流的測量電容電流8/7/202310中性點接地等效圖以消弧接地為例9/21/202311中性點接地等效圖以消弧接地為例8/7/202311中性點不接地6－66kV配網(wǎng)，電容電流較小的系統(tǒng)，由于發(fā)生單相接地故障時，接地電弧能夠自動熄滅，系統(tǒng)可帶故障運行2h，提高了供電可靠性。缺點：1、當(dāng)系統(tǒng)電容電流過大時，接地電弧無法自動熄滅，將導(dǎo)致故障擴大。2、容易導(dǎo)致PT鐵芯飽和，引發(fā)鐵磁諧振過電壓。9/21/202312中性點不接地6－66kV配網(wǎng)，電容電流較小的系統(tǒng)，由小電阻接地方式1、有利于降低系統(tǒng)絕緣水平。2、故障選線較準確。3、跳閘停電次數(shù)較多。4、短路電流大：A、電流沖擊對電纜絕緣造成的損傷較大，B、對電子通訊設(shè)備的電磁干擾比較嚴重，C、較大的跨步電壓威脅人身安全，D、若故障不能及時跳開，電弧有可能連帶燒毀同一電纜溝里的其它相鄰電纜,擴大事故,造成火災(zāi)。9/21/202313小電阻接地方式1、有利于降低系統(tǒng)絕緣水平。8/7/20231消弧線圈接地方式IgILIc1、自動消弧，避免弧光過電壓的產(chǎn)生，抑制鐵磁諧振的發(fā)生。2、大大降低了對通訊設(shè)備的干擾和對人身安全的威脅。3、允許系統(tǒng)帶故障運行兩小時，保障了供電可靠性。4、傳統(tǒng)的選線理論不再成立，使選線成為長期困擾電力系統(tǒng)的難題。9/21/202314消弧線圈接地方式IgILIc1、自動消弧，避免弧光過電壓的產(chǎn)消弧線圈接地方式脫諧度：ε＝（IL－IC）/IC殘流：在單相接地故障時，流經(jīng)故障點電流。

Ig=IL－IC電弧熄滅原理1。補償電容電流，減少殘流，電弧易于熄滅。2。殘流過零熄弧后，降低恢復(fù)電壓初速度，避免電弧重燃。9/21/202315消弧線圈接地方式脫諧度：ε＝（IL－IC）/IC電弧熄滅原理規(guī)程規(guī)定

電力行業(yè)標準DL/T620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》中明確規(guī)定：

3～10kV架空線路構(gòu)成的系統(tǒng)和所有35kV、66kV電網(wǎng)，當(dāng)單相接地故障電流大于10A時，中性點應(yīng)裝設(shè)消弧線圈；

3～10kV電纜線路構(gòu)成的系統(tǒng)，當(dāng)單相接地故障電流大于30A時，中性點應(yīng)裝設(shè)消弧線圈。9/21/202316規(guī)程規(guī)定電力行業(yè)標準DL/T620-1997《交流消弧線圈分類按消弧線圈的運行及補償方式可分為：預(yù)調(diào)式隨調(diào)式9/21/202317消弧線圈分類按消弧線圈的運行及補償方式8/7/20231消弧線圈的運行特性RXLXCU00XLUnXCRd正常運行時，避免串聯(lián)諧振：

1、消弧線圈靠近諧振點運行，加裝阻尼電阻，防止諧振（預(yù)調(diào)）

2、不加阻尼電阻，消弧線圈遠離諧振點運行（隨調(diào)）

單相接地故障時，利用并聯(lián)諧振：

1、消弧線圈靠近諧振點運行，使殘流滿足要求9/21/202318消弧線圈的運行特性RXLXCU00XLUnXCRd正常運行時消弧線圈的運行特性如PT突然合閘、單相接地突然消失、外界對系統(tǒng)的干擾或系統(tǒng)操作產(chǎn)生的過電壓等，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，會激發(fā)產(chǎn)生持續(xù)的較高幅值的鐵磁諧振過電壓9/21/202319消弧線圈的運行特性如PT突然合閘、單相接地突然消失、外界對系消弧線圈的運行特性中性點不接地系統(tǒng)中鐵磁諧振最常見的激發(fā)方式：基頻諧振、分頻諧振和高頻諧振9/21/202320消弧線圈的運行特性中性點不接地系統(tǒng)中鐵磁諧振最常見的激發(fā)方式

預(yù)調(diào)式和隨調(diào)式比較

預(yù)調(diào)式：系統(tǒng)正常運行時，消弧線圈始終靠近諧振點運行；單相接地故障時，消弧線圈零延時進行補償，無需調(diào)節(jié)。

問題：阻尼電阻的保護

隨調(diào)式：系統(tǒng)正常運行時，消弧線圈遠離諧振點；發(fā)生單相接地故障后，調(diào)節(jié)消弧線圈靠近諧振點；故障恢復(fù)后，再調(diào)節(jié)消弧線圈遠離諧振點。

問題：補償滯后，補償電流到位時間大于60ms

補償電流到位時間

=控制器故障響應(yīng)時間＋補償電流穩(wěn)定時間消弧線圈的分類9/21/202321預(yù)調(diào)式和隨調(diào)式比較

預(yù)調(diào)式：系統(tǒng)正常運行時阻尼電阻保護問題的提出預(yù)調(diào)式消弧線圈為了防止正常運行時的諧振必須要有阻尼電阻

可靠保護阻尼電阻，成為關(guān)鍵問題9/21/202322阻尼電阻保護問題的提出預(yù)調(diào)式消弧線圈為了防止正常運阻尼電阻的作用1、防止電容電流計算時，可能發(fā)生的系統(tǒng)諧振。

2、防止單相接地故障恢復(fù)時，可能發(fā)生的系統(tǒng)諧振。

3、使消弧線圈可以始終運行在工頻諧振點附近（預(yù)調(diào)），不僅能夠?qū)崿F(xiàn)消弧線圈的快速補償，而且能夠徹底避免鐵磁諧振。9/21/202323阻尼電阻的作用1、防止電容電流計算時，可能發(fā)生的系統(tǒng)諧振。

各種消弧線圈對比一、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；9/21/202324各種消弧線圈對比一、調(diào)節(jié)方式3、相控式（隨調(diào)）：調(diào)節(jié)可控硅導(dǎo)調(diào)匝式消弧線圈9/21/202325調(diào)匝式消弧線圈8/7/202325相控式消弧線圈9/21/202326相控式消弧線圈8/7/202326相控式消弧線圈9/21/202327相控式消弧線圈8/7/202327調(diào)容式消弧線圈9/21/202328調(diào)容式消弧線圈8/7/202328接地變壓器消弧線圈有載開關(guān)阻尼電阻ＰＴ，ＭＯＡ，隔離刀閘，零序ＣＴ，控制屏并聯(lián)中電阻自動調(diào)諧式消弧線圈經(jīng)過近十年的發(fā)展，計算的準確度不成問題，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9/21/202329接地變壓器消弧系統(tǒng)構(gòu)成8/7/202329接地變，消弧線圈全絕緣的消弧線圈，A、X可以反接；對于66kV和部分35kV的半絕緣消弧線圈AX不能反接。

變壓器并列運行條件：①接線組別相同；②變比差值不得超過±0.5%；③短路電壓值不得超過±10%；④兩臺變壓器容量比不宜超過3：1接地變和消弧線圈應(yīng)定期進行預(yù)防性試驗，試驗項目包括：（1）、繞組的直流電阻測量；（2）、繞組的絕緣電阻測量；（3）、絕緣油的試驗。9/21/202330接地變，消弧線圈全絕緣的消弧線圈，A、X可以反接；對于避雷器發(fā)展歷史及存在問題8.3/19，17/45，10/27、12.7/45中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的避雷器額定電壓=0.72系統(tǒng)最高電壓，0.72*11.5kV=8.28kV）9/21/202331避雷器發(fā)展歷史及存在問題8/7/202331隔離開關(guān)應(yīng)用隔離刀閘可以進行以下各項操作：①可以拉、合閉路開關(guān)的旁路電流；②拉、合電壓互感器和避雷器；③拉、合母線及直接連接在母線上設(shè)備的電容電流；④用室外35千伏帶消弧角的三聯(lián)刀閘。可以拉、合勵磁電流不超過2安培的空載變壓器。⑤拉、合電容電流不超過5安培的空載線路。9/21/202332隔離開關(guān)應(yīng)用隔離刀閘可以進行以下各項操作：8/7/20233有載開關(guān)電壓等級（有AC220V和AC380V），電容作用

雙屏蔽電纜（屏蔽層良好、銅網(wǎng)覆蓋），對于長距離電纜最好電纜線徑粗一些，有載開關(guān)試驗項目包括：（1）、過度電阻的測試（2）、開關(guān)特性試驗（過度電阻的波形）（3）、油浸式：絕緣油的試驗。（4）、空氣有載開關(guān)：觸頭是否氧化，接觸是否良好。（5）、真空開關(guān)：打耐壓,現(xiàn)場手動調(diào)檔以驗證限位閉鎖。9/21/202333有載開關(guān)電壓等級（有AC220V和AC380V），電CT,PT

中性點PT應(yīng)定期進行預(yù)防性試驗，試驗項目包括：（1）、繞組的絕緣電阻測量；（2）、變比測量。(3)、伏安特性PT二次有兩組繞組，另一組為100/3作為開口三角使用，PT不得短路，CT不得開路（備用的PT、CT二次在現(xiàn)場接地，同時CT短路）9/21/202334CT,PT8/7/202334相關(guān)術(shù)語，定義接零保護接地保護脫諧度諧振間隔過電壓9/21/202335相關(guān)術(shù)語，定義接零保護8/7/202335選線必要性小電流接地選線技術(shù)，目前我國處于領(lǐng)先地位，這與許多發(fā)達國家采用大電流接地方式有一定關(guān)系。小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障約占系統(tǒng)總故障率的80％左右。單相接地后其它兩相對地電壓的升高，加劇了對系統(tǒng)絕緣的危害，制約了供電可靠性的提高。因此，如何在較短的時間內(nèi)對發(fā)生單相接地故障的電力線路進行科學(xué)準確的判斷，改變傳統(tǒng)的人工試拉分路選擇的處理方法，把因接地而影響正常供電的范圍壓縮到最低限度，是科研及電力部門亟待解決的課題。9/21/202336選線必要性小電流接地選線技術(shù)，目前我國處于領(lǐng)先地位，這與許多消