消弧線圈與保護(hù)接地課程

消弧線圈與保護(hù)接地課程課件1第1頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六引言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(guò)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(dòng)變電站的高壓饋電線上，必須裝設(shè)有選擇性的動(dòng)作于跳閘的單相接地保護(hù)裝置。2第2頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.1配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式相關(guān)知識(shí)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3第3頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.2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(guò)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。4第4頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.3各種中性點(diǎn)非有效接地方式

中性點(diǎn)不接地5第5頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地6第6頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地7第7頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.4配電網(wǎng)擴(kuò)大帶來(lái)的問(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)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(dòng)(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(guò)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。8第8頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.5中性點(diǎn)接地方式比較序號(hào)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(guò)電壓最高低較高，過(guò)電壓概率小低，過(guò)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(guò)電壓高低過(guò)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9第9頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、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(guó)的鼻德遜提出并研制成功。

傳統(tǒng)的消弧線圈（手動(dòng)式消弧線圈）?？空{(diào)節(jié)線圈的抽頭來(lái)補(bǔ)償電網(wǎng)對(duì)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?，而要改變?cè)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(cè)電網(wǎng)對(duì)地的電容電流值。很不方便。消弧線圈只能運(yùn)行在過(guò)補(bǔ)償方式。殘余電流往往較大。目前配電網(wǎng)大力推廣無(wú)人值班變電站，對(duì)非自動(dòng)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第10頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償?shù)南【€圈調(diào)節(jié)方便，無(wú)須停電。調(diào)節(jié)精度高，殘流小。能自動(dòng)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(wú)人值守及變電站綜合自動(dòng)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(guò)電壓及諧振過(guò)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。11第11頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.3自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈原理匯總自動(dòng)消弧線圈是自動(dòng)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(wú)接地故障情況下，消弧線圈預(yù)先自動(dòng)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(dòng)調(diào)諧到合理補(bǔ)償位置。不需阻尼電阻，但接地瞬間無(wú)法達(dá)到全補(bǔ)償。12第12頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六常用的自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈形式：調(diào)匝式調(diào)氣隙式（動(dòng)鐵式）偏磁式（直流助磁式）磁閥式調(diào)容式調(diào)感式13第13頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.3.1調(diào)匝式

利用有載開(kāi)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(jí)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(kāi)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。14第14頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.3.2調(diào)氣隙式改變磁路中的氣隙長(zhǎng)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(dòng)機(jī)及其機(jī)械傳動(dòng)部件、阻尼電阻箱、開(kāi)關(guān)柜殼體。調(diào)節(jié)方式：無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)、預(yù)調(diào)式。優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)無(wú)級(jí)可調(diào)。缺點(diǎn)：要求采用精密的機(jī)械傳動(dòng)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！15第15頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.3.3偏磁式通過(guò)改變鐵芯磁化段磁路上的直流助磁磁通大小來(lái)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(wú)級(jí)調(diào)節(jié)、隨調(diào)式。優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)無(wú)級(jí)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。16第16頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.3.4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(duì)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(wú)級(jí)調(diào)節(jié)、隨調(diào)式。優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)無(wú)級(jí)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。17第17頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.3.5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(lái)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。18第18頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.3.6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(lái)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(wú)級(jí)調(diào)節(jié)、預(yù)調(diào)節(jié)。優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)無(wú)級(jí)可調(diào)、調(diào)節(jié)精度高。缺點(diǎn)：容量不能超過(guò)80A。19第19頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

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(méi)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(kāi)口三角形，通過(guò)可控硅接通小型電抗器L1、L2。20第20頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

當(dāng)電網(wǎng)正常工作時(shí)：三相電壓對(duì)稱，即消弧線圈中性點(diǎn)沒(méi)有電流入地。電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障：加在三相五柱式消弧線圈上的電壓可分解為正序分量和零序分量。

正序電流流過(guò)三相高壓繞組，由于大小相等，相位互差120度，矢量和為零，不會(huì)流入大地，所產(chǎn)生的正序磁通，也是大小相等，相位互差120度，所以正序磁通在中間三個(gè)柱之間流通，互為通道，不經(jīng)過(guò)邊柱。由于中間三個(gè)柱沒(méi)有氣隙，磁阻很小，正序阻抗很大，正序電流很小，其值相當(dāng)于變壓器的空載電流。

零序電流流入三相高壓繞組，由于大小相等，方向一致，所產(chǎn)生的零序磁通也必然是大小相等，方向相同，通過(guò)氣隙，與兩個(gè)邊柱構(gòu)成通道。由于零序磁路有氣隙，磁阻較大，故零序電流較大?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整磁路氣隙的大小，改變零序電感值，進(jìn)而改變消弧線圈的零序電感電流。21第21頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

低壓繞組接成開(kāi)口三角形，取出二次零序電壓，并通過(guò)可控硅調(diào)節(jié)低壓電抗器L1、L2，的導(dǎo)通角，即可調(diào)節(jié)付邊電感電流的大小，從而改變?cè)叺牧阈螂姼须娏?，?shí)現(xiàn)消弧線圈電感電流對(duì)電網(wǎng)對(duì)地電容電流的自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償。在二次線圈上還經(jīng)過(guò)交流接觸器的接點(diǎn)KM接通一電阻R，以增加電網(wǎng)的阻尼率，限制諧振過(guò)電壓。22第22頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

3.2 XBSG系列消弧線圈特點(diǎn)整套裝置由三相五柱干式消弧線圈、電抗器、阻尼電阻箱、控制器及其附件、高壓開(kāi)關(guān)柜殼體及附件等構(gòu)成；主體消弧線圈采用三相五柱干式結(jié)構(gòu)，將消弧線圈和接地變壓器合二為一，占用空間小，可實(shí)現(xiàn)變電所內(nèi)單柜一體化安裝，對(duì)GG1A、KGN等柜型可節(jié)省一臺(tái)投切高壓開(kāi)關(guān)柜。通過(guò)可控硅調(diào)節(jié)電感電流，自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償電網(wǎng)對(duì)地電容電流，無(wú)須人為干預(yù)，無(wú)機(jī)械傳動(dòng)部分，響應(yīng)速度快（0毫秒）。具有日歷時(shí)鐘顯示、電網(wǎng)電容電流值顯示、補(bǔ)償脫諧度設(shè)定和顯示、電網(wǎng)電壓值顯示、電網(wǎng)零序電壓值顯示、自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償狀態(tài)指示、故障追憶、補(bǔ)償追憶以及通道精度整定等功能，可以選擇自動(dòng)或手動(dòng)運(yùn)行、可以多臺(tái)聯(lián)機(jī)運(yùn)行。具有RS232、RS485通信接口，便于接入變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。具備完善的零序過(guò)壓、過(guò)流、短路、閉鎖等保護(hù)功能，能充分保證消弧線圈的可靠運(yùn)行。23第23頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六KGN柜型24第24頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六KYN28柜型定制柜型25第25頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六4小電流接地選線原理4.1小電流接地系統(tǒng)常用的選線原理零序過(guò)電流原理零序無(wú)功功率方向型原理五次諧波原理零序有功功率方向型原理注入法原理首半波原理26第26頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六零序過(guò)電流原理：利用單相接地時(shí)故障線路的零序電流幅值大于非故障線路，為其它非故障線路之和，而非故障線路零序電流幅值為它本身的電容電流的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。適用于中性點(diǎn)不接地且各支路單相接地電容電流均勻的系統(tǒng)。該原理選擇性差，基本已經(jīng)淘汰。27第27頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六零序無(wú)功功率方向型原理

利用接地故障支路零序無(wú)功電流同正常支路方向相反實(shí)現(xiàn)選擇性。僅適用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。該原理為基波原理，在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)得到廣泛使用，但在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)失效。28第28頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六五次諧波原理

利用電網(wǎng)包含的5次諧波分量，在消弧線圈接地系統(tǒng)，由于消弧線圈對(duì)5次諧波呈現(xiàn)的感抗為基波的5倍，而線路容抗為基波的1/5，因此5次諧波感性電流可以忽略，系統(tǒng)單相接地時(shí)，5次諧波容性電流分布與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中基波容性電流幾乎相同，據(jù)此進(jìn)行接地選線。適用于各種接地系統(tǒng)，但其靈敏度受電網(wǎng)五次諧波含量影響較大。

在煤礦電網(wǎng)使用效果不理想。29第29頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六零序有功功率方向型原理

利用消弧線圈在實(shí)現(xiàn)全補(bǔ)償時(shí)需要并聯(lián)或串聯(lián)的阻尼抑制諧振，該阻尼在接地時(shí)產(chǎn)生的有功電流僅流過(guò)接地支路來(lái)實(shí)現(xiàn)選線，使用基波分量利于選線。僅適用于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈并或串電阻接地的系統(tǒng)。目前在消弧線圈接地系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，但受互感器角度特性影響較大。30第30頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六注入法原理

通過(guò)運(yùn)行中的電壓互感器向接地線注入信號(hào)，利用信號(hào)尋蹤原理，實(shí)現(xiàn)接地選線。適用于各種接地系統(tǒng)，但需在電網(wǎng)中注入信號(hào)且受電網(wǎng)出線均勻程度和諧波含量影響。

31第31頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六首半波原理

利用單相接地瞬間，故障線路暫態(tài)零序電流第1個(gè)周期的首半波與非故障線路相反的特點(diǎn)構(gòu)成。可適用于各種接地系統(tǒng)，但其靈敏度受接地故障過(guò)渡電阻影響較大。處于理論研究階段，產(chǎn)品大都不成熟。32第32頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六4.2WLD系列小電流接地系統(tǒng)微機(jī)選線

WLD系列小電流接地系統(tǒng)微機(jī)選線裝置采用基波選線原理，在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)采用無(wú)功功率方向型原理，群體比幅選線方案；在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈并或串電阻接地系統(tǒng)，選用有功功率方向型原理，群體比幅選線方案。為保證選線的準(zhǔn)確率，該裝置配套使用了專利產(chǎn)品FLH0-2型零序電流互感器，從信號(hào)取樣來(lái)保證原理實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確性，由于基波信號(hào)強(qiáng)，其選線的靈敏度也較高。33第33頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六4.3WLD-5型微機(jī)選線高壓漏電保護(hù)裝置

裝置能同時(shí)監(jiān)測(cè)兩段（或一段）母線、16路出線，裝置輸出具有聲光報(bào)警功能。具有根據(jù)電網(wǎng)母線分列、并列運(yùn)行情況的自動(dòng)判斷功能；自檢功能；手動(dòng)、自動(dòng)復(fù)位功能；記憶功能。操作、調(diào)試簡(jiǎn)單，維護(hù)量小，自動(dòng)選擇顯示。適用范圍廣：適用于不接地系統(tǒng)，消弧線圈接地系統(tǒng)，電阻接地系統(tǒng)；長(zhǎng)短線路不限，并聯(lián)運(yùn)行的出線數(shù)不限。選線準(zhǔn)確，動(dòng)作速度快。可選裝跳閘板，實(shí)現(xiàn)漏電跳閘保護(hù)。34第34頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六35第35頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六4.4WLD-6型小電流接地系統(tǒng)微機(jī)選線裝置

裝置能同時(shí)監(jiān)測(cè)兩段（或一段）母線、32路出線，裝置輸出具有聲光報(bào)警、打印功能。適用范圍廣：適用于不接地系統(tǒng)，消弧線圈接地系統(tǒng)，電阻接地系統(tǒng)；長(zhǎng)短線路不限，并聯(lián)運(yùn)行的出線數(shù)不限。具有根據(jù)電網(wǎng)母線分列、并列運(yùn)行情況的自動(dòng)判斷、互感器自檢、手動(dòng)或自動(dòng)復(fù)位等功能。采用大屏幕液晶漢字顯示，輕觸鍵盤(pán)菜單操作，維護(hù)量小，可實(shí)現(xiàn)柜號(hào)現(xiàn)場(chǎng)整定。具有接地（漏電）故障起始時(shí)刻及故障累計(jì)時(shí)間記錄功能；故障追憶功能。具有RS232、RS485串行通信接口，便于接入變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。裝置采用標(biāo)準(zhǔn)19英寸4U機(jī)箱，可方便地與其它變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備一起在主控室組屏安裝。36第36頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六37第37頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六38第38頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六消弧線圈與接地保護(hù)39第39頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六引言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(guò)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(dòng)變電站的高壓饋電線上，必須裝設(shè)有選擇性的動(dòng)作于跳閘的單相接地保護(hù)裝置。40第40頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.1配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式相關(guān)知識(shí)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41第41頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.2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(guò)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。42第42頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.3各種中性點(diǎn)非有效接地方式

中性點(diǎn)不接地43第43頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地44第44頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地45第45頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.4配電網(wǎng)擴(kuò)大帶來(lái)的問(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)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(dòng)(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(guò)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。46第46頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.5中性點(diǎn)接地方式比較序號(hào)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(guò)電壓最高低較高，過(guò)電壓概率小低，過(guò)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(guò)電壓高低過(guò)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47第47頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、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(guó)的鼻德遜提出并研制成功。

傳統(tǒng)的消弧線圈（手動(dòng)式消弧線圈）?？空{(diào)節(jié)線圈的抽頭來(lái)補(bǔ)償電網(wǎng)對(duì)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?，而要改變?cè)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(cè)電網(wǎng)對(duì)地的電容電流值。很不方便。消弧線圈只能運(yùn)行在過(guò)補(bǔ)償方式。殘余電流往往較大。目前配電網(wǎng)大力推廣無(wú)人值班變電站，對(duì)非自動(dòng)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)。48第48頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償?shù)南【€圈調(diào)節(jié)方便，無(wú)須停電。調(diào)節(jié)精度高，殘流小。能自動(dòng)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(wú)人值守及變電站綜合自動(dòng)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(guò)電壓及諧振過(guò)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。49第49頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.3自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈原理匯總自動(dòng)消弧線圈是自動(dòng)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(wú)接地故障情況下，消弧線圈預(yù)先自動(dòng)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(dòng)調(diào)諧到合理補(bǔ)償位置。不需阻尼電阻，但接地瞬間無(wú)法達(dá)到全補(bǔ)償。50第50頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六常用的自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈形式：調(diào)匝式調(diào)氣隙式（動(dòng)鐵式）偏磁式（直流助磁式）磁閥式調(diào)容式調(diào)感式51第51頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.3.1調(diào)匝式

利用有載開(kāi)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(jí)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(kāi)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。52第52頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.3.2調(diào)氣隙式改變磁路中的氣隙長(zhǎng)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(dòng)機(jī)及其機(jī)械傳動(dòng)部件、阻尼電阻箱、開(kāi)關(guān)柜殼體。調(diào)節(jié)方式：無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)、預(yù)調(diào)式。優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)無(wú)級(jí)可調(diào)。缺點(diǎn)：要求采用精密的機(jī)械傳動(dòng)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！53第53頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.3.3偏磁式通過(guò)改變鐵芯磁化段磁路上的直流助磁磁通大小來(lái)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(wú)級(jí)調(diào)節(jié)、隨調(diào)式。優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)無(wú)級(jí)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。54第54頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.3.4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(duì)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(wú)級(jí)調(diào)節(jié)、隨調(diào)式。優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)無(wú)級(jí)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。55第55頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.3.5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(lái)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。56第56頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.3.6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(lái)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(wú)級(jí)調(diào)節(jié)、預(yù)調(diào)節(jié)。優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)無(wú)級(jí)可調(diào)、調(diào)節(jié)精度高。缺點(diǎn)：容量不能超過(guò)80A。57第57頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

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(méi)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(kāi)口三角形，通過(guò)可控硅接通小型電抗器L1、L2。58第58頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

當(dāng)電網(wǎng)正常工作時(shí)：三相電壓對(duì)稱，即消弧線圈中性點(diǎn)沒(méi)有電流入地。電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障：加在三相五柱式消弧線圈上的電壓可分解為正序分量和零序分量。

正序電流流過(guò)三相高壓繞組，由于大小相等，相位互差120度，矢量和為零，不會(huì)流入大地，所產(chǎn)生的正序磁通，也是大小相等，相位互差120度，所以正序磁通在中間三個(gè)柱之間流通，互為通道，不經(jīng)過(guò)邊柱。由于中間三個(gè)柱沒(méi)有氣隙，磁阻很小，正序阻抗很大，正序電流很小，其值相當(dāng)于變壓器的空載電流。

零序電流流入三相高壓繞組，由于大小相等，方向一致，所產(chǎn)生的零序磁通也必然是大小相等，方向相同，通過(guò)氣隙，與兩個(gè)邊柱構(gòu)成通道。由于零序磁路有氣隙，磁阻較大，故零序電流較大?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整磁路氣隙的大小，改變零序電感值，進(jìn)而改變消弧線圈的零序電感電流。59第59頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

低壓繞組接成開(kāi)口三角形，取出二次零序電壓，并通過(guò)可控硅調(diào)節(jié)低壓電抗器L1、L2，的導(dǎo)通角，即可調(diào)節(jié)付邊電感電流的大小，從而改變?cè)叺牧阈螂姼须娏?，?shí)現(xiàn)消弧線圈電感電流對(duì)電網(wǎng)對(duì)地電容電流的自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償。在二次線圈上還經(jīng)過(guò)交流接觸器的接點(diǎn)KM接通一電阻R，以增加電網(wǎng)的阻尼率，限制諧振過(guò)電壓。60第60頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

3.2 XBSG系列消弧線圈特點(diǎn)整套裝置由三相五柱干式消弧線圈、電抗器、阻尼電阻箱、控制器及其附件、高壓開(kāi)關(guān)柜殼體及附件等構(gòu)成；主體消弧線圈采用三相五柱干式結(jié)構(gòu)，將消弧線圈和接地變壓器合二為一，占用空間小，可實(shí)現(xiàn)變電所內(nèi)單柜一體化安裝，對(duì)GG1A、KGN等柜型可節(jié)省一臺(tái)投切高壓開(kāi)關(guān)柜。通過(guò)可控硅調(diào)節(jié)電感電流，自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償電網(wǎng)對(duì)地電容電流，無(wú)須人為干預(yù)，無(wú)機(jī)械傳動(dòng)部分，響應(yīng)速度快（0毫秒）。具有日歷時(shí)鐘顯示、電網(wǎng)電容電流值顯示、補(bǔ)償脫諧度設(shè)定和顯示、電網(wǎng)電壓值顯示、電網(wǎng)零序電壓值顯示、自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償狀態(tài)指示、故障追憶、補(bǔ)償追憶以及通道精度整定等功能，可以選擇自動(dòng)或手動(dòng)運(yùn)行、可以多臺(tái)聯(lián)機(jī)運(yùn)行。具有RS232、RS485通信接口，便于接入變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。具備完善的零序過(guò)壓、過(guò)流、短路、閉鎖等保護(hù)功能，能充分保證消弧線圈的可靠運(yùn)行。61第61頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六KGN柜型62第62頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六KYN28柜型定制柜型63第63頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六4小電流接地選線原理4.1小電流接地系統(tǒng)常用的選線原理零序過(guò)電流原理零序無(wú)功功率方向型原理五次諧波原理零序有功功率方向型原理注入法原理首半波原理64第64頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六零序過(guò)電流原理：利用單相接地時(shí)故障線路的零序電流幅值大于非故障線路，為其它非故障線路之和，而非故障線路零序電流幅值為它本身的電容電流的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。適用于中性點(diǎn)不接地且各支路單相接地電容電流均勻的系統(tǒng)。該原理選擇性差，基本已經(jīng)淘汰。65第65頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六零序無(wú)功功率方向型原理

利用接地故障支路零序無(wú)功電流同正常支路方向相反實(shí)現(xiàn)選擇性。僅適用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。該原理為基波原理，在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)得到廣泛使用，但在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)失效。66第66頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六五次諧波原理

利用電網(wǎng)包含的5次諧波分量，在消弧線圈接地系統(tǒng)，由于消弧線圈對(duì)5次諧波呈現(xiàn)的感抗為基波的5倍，而線路容抗為基波的1/5，因此5次諧波感性電流可以忽略，系統(tǒng)單相接地時(shí)，5次諧波容性電流分布與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中基波容性電流幾乎相同，據(jù)此進(jìn)行接地選線。適用于各種接地系統(tǒng)，但其靈敏度受電網(wǎng)五次諧波含量影響較大。

在煤礦電網(wǎng)使用效果不理想。67第67頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期六零序有功功率方向型原理

利用消弧線圈在實(shí)現(xiàn)全補(bǔ)償時(shí)需要并聯(lián)或串聯(lián)的阻尼抑制諧振，該阻尼在接地時(shí)產(chǎn)生的有功電流僅流過(guò)接地支路來(lái)實(shí)現(xiàn)選線