消弧線圈相關基礎知識-課件

消弧線圈相關基礎知識上海思源電氣股份有限公司9/16/20231消弧線圈相關基礎知識上海思源電氣股份有限公司8/5/2023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9/16/20232不接地方式中性點接地方式8/5/20232中性點接地方式

適用范圍：

根據(jù)最佳技術經濟指標要求，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）。9/16/20233中性點接地方式適用范圍：8/5/20233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)以內均采用大電流接地方式。因此，在中、小城市及農村地區(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。9/16/20234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。9/16/20235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，是由于技術原因（美國曾使用空心消弧線圈不當發(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濟因素。（美國IEEE143對工業(yè)設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9/16/20236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基礎知識_課件消弧線圈相關基礎知識_課件電容電流電容電流主要由線路的長度、導線的截面面積、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。ABCCCIgCBCAICCICBICAUCUBUA’UAOUB’UN9/16/20239電容電流電容電流主要由線路的長度、導線的截面面積、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9/16/202310電容電流的測量電容電流8/5/202310中性點接地等效圖以消弧接地為例9/16/202311中性點接地等效圖以消弧接地為例8/5/202311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、當系統(tǒng)電容電流過大時，接地電弧無法自動熄滅，將導致故障擴大。2、容易導致PT鐵芯飽和，引發(fā)鐵磁諧振過電壓。9/16/202312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。9/16/202313小電阻接地方式1、有利于降低系統(tǒng)絕緣水平。8/5/20231消弧線圈接地方式IgILIc1、自動消弧，避免弧光過電壓的產生，抑制鐵磁諧振的發(fā)生。2、大大降低了對通訊設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。9/16/202314消弧線圈接地方式IgILIc1、自動消弧，避免弧光過電壓的產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，降低恢復電壓初速度，避免電弧重燃。9/16/202315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架空線路構成的系統(tǒng)和所有35kV、66kV電網(wǎng)，當單相接地故障電流大于10A時，中性點應裝設消弧線圈；

3～10kV電纜線路構成的系統(tǒng)，當單相接地故障電流大于30A時，中性點應裝設消弧線圈。9/16/202316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：預調式隨調式9/16/202317消弧線圈分類按消弧線圈的運行及補償方式8/5/20231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（預調）

2、不加阻尼電阻，消弧線圈遠離諧振點運行（隨調）

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9/16/202318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)操作產生的過電壓等，由于變壓器、電壓互感器等設備鐵心電感的磁路飽和作用，會激發(fā)產生持續(xù)的較高幅值的鐵磁諧振過電壓9/16/202319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9/16/202320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

預調式和隨調式比較

預調式：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，無需調節(jié)。

問題：阻尼電阻的保護

隨調式：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，調節(jié)消弧線圈靠近諧振點；故障恢復后，再調節(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

=控制器故障響應時間＋補償電流穩(wěn)定時間消弧線圈的分類9/16/202321預調式和隨調式比較

預調式：系統(tǒng)正常運行時阻尼電阻保護問題的提出預調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，成為關鍵問題9/16/202322阻尼電阻保護問題的提出預調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（預調），不僅能夠實現(xiàn)消弧線圈的快速補償，而且能夠徹底避免鐵磁諧振。9/16/202323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、調節(jié)方式1、調匝式（預調）：抽頭檔位調節(jié)；3、相控式（隨調）：調節(jié)可控硅導通角；4、直流偏磁式（隨調）：調節(jié)鐵心飽和度。2、調容式（預調、隨調）：投切電容器組；9/16/202324各種消弧線圈對比一、調節(jié)方式3、相控式（隨調）：調節(jié)可控硅導調匝式消弧線圈9/16/202325調匝式消弧線圈8/5/202325相控式消弧線圈9/16/202326相控式消弧線圈8/5/202326相控式消弧線圈9/16/202327相控式消弧線圈8/5/202327調容式消弧線圈9/16/202328調容式消弧線圈8/5/202328接地變壓器消弧線圈有載開關阻尼電阻ＰＴ，ＭＯＡ，隔離刀閘，零序ＣＴ，控制屏并聯(lián)中電阻自動調諧式消弧線圈經過近十年的發(fā)展，計算的準確度不成問題，關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)構成9/16/202329接地變壓器消弧系統(tǒng)構成8/5/202329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定期進行預防性試驗，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。9/16/202330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）9/16/202331避雷器發(fā)展歷史及存在問題8/5/202331隔離開關應用隔離刀閘可以進行以下各項操作：①可以拉、合閉路開關的旁路電流；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備的電容電流；④用室外35千伏帶消弧角的三聯(lián)刀閘?？梢岳⒑蟿畲烹娏鞑怀^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。9/16/202332隔離開關應用隔離刀閘可以進行以下各項操作：8/5/20233有載開關電壓等級（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，有載開關試驗項目包括：（1）、過度電阻的測試（2）、開關特性試驗（過度電阻的波形）（3）、油浸式：絕緣油的試驗。（4）、空氣有載開關：觸頭是否氧化，接觸是否良好。（5）、真空開關：打耐壓,現(xiàn)場手動調檔以驗證限位閉鎖。9/16/202333有載開關電壓等級（有AC220V和AC380V），電CT,PT

中性點PT應定期進行預防性試驗，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）9/16/202334CT,PT8/5/202334相關術語，定義接零保護接地保護脫諧度諧振間隔過電壓9/16/202335相關術語，定義接零保護8/5/202335選線必要性小電流接地選線技術，目前我國處于領先地位，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對發(fā)生單相接地故障的電力線路進行科學準確的判斷，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。9/16/202336選線必要性小電流接地選線技術，目前我國處于領先地位，這與許多消