消弧及选线介绍V4资料教学文稿.ppt
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1、消弧及选线介绍V4资料中性点:电力系统中发电机和变压器(作为电源)中性点:电力系统中发电机和变压器(作为电源)中性点:电力系统中发电机和变压器(作为电源)中性点:电力系统中发电机和变压器(作为电源)星型连接公共端。星型连接公共端。星型连接公共端。星型连接公共端。中性点的运行方式:指的是中性点与大地之间的中性点的运行方式:指的是中性点与大地之间的中性点的运行方式:指的是中性点与大地之间的中性点的运行方式:指的是中性点与大地之间的连接关系。连接关系。连接关系。连接关系。l l中性点非有效接地(不接地、经消弧线圈接地、中性点非有效接地(不接地、经消弧线圈接地、中性点非有效接地(不接地、经消弧线圈接地
2、、中性点非有效接地(不接地、经消弧线圈接地、经高阻接地),属于小电流接地系统。经高阻接地),属于小电流接地系统。经高阻接地),属于小电流接地系统。经高阻接地),属于小电流接地系统。l l中性点有效接地(直接接地、经低阻接地),中性点有效接地(直接接地、经低阻接地),中性点有效接地(直接接地、经低阻接地),中性点有效接地(直接接地、经低阻接地),属于大电流接地系统。属于大电流接地系统。属于大电流接地系统。属于大电流接地系统。中国、苏联、西德等国配电网采用中性点不接地中国、苏联、西德等国配电网采用中性点不接地中国、苏联、西德等国配电网采用中性点不接地中国、苏联、西德等国配电网采用中性点不接地系统,
3、英国采用中性点经高电阻接地的系统;其系统,英国采用中性点经高电阻接地的系统;其系统,英国采用中性点经高电阻接地的系统;其系统,英国采用中性点经高电阻接地的系统;其它国家,如日本采用中性点直接接地系统。它国家,如日本采用中性点直接接地系统。它国家,如日本采用中性点直接接地系统。它国家,如日本采用中性点直接接地系统。一、配电网中性点接地方式一、配电网中性点接地方式配电网采用中性点非有效接地的原因配电网采用中性点非有效接地的原因配电网中,发生单相接地故障的比例很大。采用中配电网中,发生单相接地故障的比例很大。采用中配电网中,发生单相接地故障的比例很大。采用中配电网中,发生单相接地故障的比例很大。采用
4、中性点不接地方式可以减少单相接地电流,从而减轻性点不接地方式可以减少单相接地电流,从而减轻性点不接地方式可以减少单相接地电流,从而减轻性点不接地方式可以减少单相接地电流,从而减轻其危害。其危害。其危害。其危害。发生单相接地时,系统可以继续运行不超过发生单相接地时,系统可以继续运行不超过发生单相接地时,系统可以继续运行不超过发生单相接地时,系统可以继续运行不超过2 2小时,小时,小时,小时,从而提高了供电的可靠性。从而提高了供电的可靠性。从而提高了供电的可靠性。从而提高了供电的可靠性。综合考虑各种因素,配电网中电气设备的绝缘按照综合考虑各种因素,配电网中电气设备的绝缘按照综合考虑各种因素,配电网
5、中电气设备的绝缘按照综合考虑各种因素,配电网中电气设备的绝缘按照线电压设计所增加的投资远小于运行中所取得的经线电压设计所增加的投资远小于运行中所取得的经线电压设计所增加的投资远小于运行中所取得的经线电压设计所增加的投资远小于运行中所取得的经济效益。济效益。济效益。济效益。二、中性点不接地方式二、中性点不接地方式-单相接地电流单相接地电流电网模型:假设电网三相对称,忽略电网对地绝缘电阻,电网模型:假设电网三相对称,忽略电网对地绝缘电阻,只考虑电网对地电容。只考虑电网对地电容。电网正常时:三相电压对称,三相经对地电容流入大地的电网正常时:三相电压对称,三相经对地电容流入大地的电流相量和为零,即没有
6、电流在地中流动。各相对地电压电流相量和为零,即没有电流在地中流动。各相对地电压等于相电压。等于相电压。发生单相接地时,接地相对地电压为零,而非故障相对地发生单相接地时,接地相对地电压为零,而非故障相对地电压变为线电压。因而容易造成两相短路。电压变为线电压。因而容易造成两相短路。单相接地电流与电网电压和电网对地电容有关。单相接地电流与电网电压和电网对地电容有关。三、配电网单相接地故障特点三、配电网单相接地故障特点电压与电流特点电压与电流特点电压与电流特点电压与电流特点当发生金属性接地时,接地故障相对地电压为零。当发生金属性接地时,接地故障相对地电压为零。中性点对地的电压上升到相电压,且与接地相的
7、电源中性点对地的电压上升到相电压,且与接地相的电源电压相位相反。电压相位相反。非故障相对地电压由相电压升高为线电压。非故障相对地电压由相电压升高为线电压。三相的线电压仍保持对称且大小不变,对电力用户接三相的线电压仍保持对称且大小不变,对电力用户接于线电压的设备的工作并无影响,无须立即中断对用于线电压的设备的工作并无影响,无须立即中断对用户供电。户供电。单相接地电流,等于正常运行时一相对地电容电流的单相接地电流,等于正常运行时一相对地电容电流的三倍,为容性电流。三倍,为容性电流。易造成二次故障易造成二次故障易造成二次故障易造成二次故障 配电网越大,电容电流越大,单相接地时接地电流越配电网越大,电
8、容电流越大,单相接地时接地电流越配电网越大,电容电流越大,单相接地时接地电流越配电网越大,电容电流越大,单相接地时接地电流越大。接地点电弧不能自行熄灭,易形成稳定电弧,易发展大。接地点电弧不能自行熄灭,易形成稳定电弧,易发展大。接地点电弧不能自行熄灭,易形成稳定电弧,易发展大。接地点电弧不能自行熄灭,易形成稳定电弧,易发展成相间短路(电缆放炮),造成停电或设备损坏事故。成相间短路(电缆放炮),造成停电或设备损坏事故。成相间短路(电缆放炮),造成停电或设备损坏事故。成相间短路(电缆放炮),造成停电或设备损坏事故。易产生单相电弧接地过电压易产生单相电弧接地过电压易产生单相电弧接地过电压易产生单相电
9、弧接地过电压 当配电网接地电流大于当配电网接地电流大于当配电网接地电流大于当配电网接地电流大于5 51010时,单相接地故障时可时,单相接地故障时可时,单相接地故障时可时,单相接地故障时可能出现周期性熄灭和重燃的间歇电弧。间歇电弧将导致相能出现周期性熄灭和重燃的间歇电弧。间歇电弧将导致相能出现周期性熄灭和重燃的间歇电弧。间歇电弧将导致相能出现周期性熄灭和重燃的间歇电弧。间歇电弧将导致相与地之间产生过电压,其值可能达到与地之间产生过电压,其值可能达到与地之间产生过电压,其值可能达到与地之间产生过电压,其值可能达到2.52.53 3倍的相电压峰倍的相电压峰倍的相电压峰倍的相电压峰值。值。值。值。易
10、产生铁磁谐振过电压易产生铁磁谐振过电压易产生铁磁谐振过电压易产生铁磁谐振过电压 在相电压时在相电压时在相电压时在相电压时PTPT特性已趋于饱和拐点,当系统中运行电特性已趋于饱和拐点,当系统中运行电特性已趋于饱和拐点,当系统中运行电特性已趋于饱和拐点,当系统中运行电压偏高并出现某些扰动压偏高并出现某些扰动压偏高并出现某些扰动压偏高并出现某些扰动(如单相接地故障如单相接地故障如单相接地故障如单相接地故障),能使,能使,能使,能使PTPT饱和程饱和程饱和程饱和程度加剧,就有可能激发铁磁谐振过电压,致使母线电压互度加剧,就有可能激发铁磁谐振过电压,致使母线电压互度加剧,就有可能激发铁磁谐振过电压,致使
11、母线电压互度加剧,就有可能激发铁磁谐振过电压,致使母线电压互感器感器感器感器(PT)(PT)烧毁和熔断器熔断,严重威胁着配电网的安全和烧毁和熔断器熔断,严重威胁着配电网的安全和烧毁和熔断器熔断,严重威胁着配电网的安全和烧毁和熔断器熔断,严重威胁着配电网的安全和供电可靠性。供电可靠性。供电可靠性。供电可靠性。四、关于煤矿电网中性点运行方式的规定四、关于煤矿电网中性点运行方式的规定煤矿安全规程煤矿安全规程第第443条规定:条规定:严禁严禁井下配电变压器中性点直接接地。井下配电变压器中性点直接接地。严禁严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。机直接向
12、井下供电。我国煤矿地面变电所一般采用我国煤矿地面变电所一般采用中性点不中性点不接地系统接地系统或或中性点经消弧线圈接地的系统中性点经消弧线圈接地的系统。煤矿安全规程煤矿安全规程第第457条规定:条规定:矿井高压电网,必须采取措施限制矿井高压电网,必须采取措施限制单相接地电容电流不超过单相接地电容电流不超过20A20A。地面变电所和井下中央变电所的高地面变电所和井下中央变电所的高压馈电线上,必须装设有选择性的单相压馈电线上,必须装设有选择性的单相接地保护装置;供移动变电站的高压馈接地保护装置;供移动变电站的高压馈电线上,必须装设有选择性的动作于跳电线上,必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护
13、装置。闸的单相接地保护装置。457457条规定的含义:条规定的含义:条规定的含义:条规定的含义:中性点不接地的高压电网,接地电流主要成分为电中性点不接地的高压电网,接地电流主要成分为电中性点不接地的高压电网,接地电流主要成分为电中性点不接地的高压电网,接地电流主要成分为电容电流,而矿井电网供电主要采用电缆线路,其对容电流,而矿井电网供电主要采用电缆线路,其对容电流,而矿井电网供电主要采用电缆线路,其对容电流,而矿井电网供电主要采用电缆线路,其对地电容大,造成单相接地电流大。地电容大,造成单相接地电流大。地电容大,造成单相接地电流大。地电容大,造成单相接地电流大。单相接地电流过大可能引起电气火灾
14、和电雷管超前单相接地电流过大可能引起电气火灾和电雷管超前单相接地电流过大可能引起电气火灾和电雷管超前单相接地电流过大可能引起电气火灾和电雷管超前引爆等事故;引爆等事故;引爆等事故;引爆等事故;规程规定接地网上任一保护接地点的接地电阻值不规程规定接地网上任一保护接地点的接地电阻值不规程规定接地网上任一保护接地点的接地电阻值不规程规定接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过得超过得超过得超过2 2欧姆,为保证在发生单相接地故障时产生欧姆,为保证在发生单相接地故障时产生欧姆,为保证在发生单相接地故障时产生欧姆,为保证在发生单相接地故障时产生的接地电压不超过安全电压系列的最高值的接地电压不超过安全电
15、压系列的最高值的接地电压不超过安全电压系列的最高值的接地电压不超过安全电压系列的最高值42V42V,则,则,则,则单相接地电流应限制在单相接地电流应限制在单相接地电流应限制在单相接地电流应限制在21A21A以下,故规程规定高压以下,故规程规定高压以下,故规程规定高压以下,故规程规定高压电网的单相接地电容电流不超过电网的单相接地电容电流不超过电网的单相接地电容电流不超过电网的单相接地电容电流不超过20A20A;五、配电网中性点接地方式比较五、配电网中性点接地方式比较序序号号中性点接地中性点接地比较项目比较项目 方方式式不接地不接地 经电阻经电阻接地接地经全补偿消弧线圈接地经全补偿消弧线圈接地随调
16、式随调式预调式预调式1单相接地电流大单相接地电流大小小大大大大接地初期大,接地初期大,补偿跟踪后小补偿跟踪后小小小2人身触电危险性人身触电危险性大大大大减小(与补偿减小(与补偿速度有关)速度有关)减小减小3单相电弧接地过单相电弧接地过电压电压最高最高低低较高,过电压较高,过电压概率小概率小低,过电压概低,过电压概率小率小4单相接地保护实单相接地保护实现现易易易易难难难难5铁磁谐振过电压铁磁谐振过电压高高低低初期高初期高跟踪后低跟踪后低低低6保护接地安全性保护接地安全性危险危险危险危险安全安全安全安全六、单相接地电容电流的治理六、单相接地电容电流的治理改变系统运行方式改变系统运行方式缩小系统规模
17、缩小系统规模采用接地分流消弧消谐装置采用接地分流消弧消谐装置中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地 目前,国内以改变中性点接地方式为中性目前,国内以改变中性点接地方式为中性点经消弧线圈接地为主要电容电流治理方点经消弧线圈接地为主要电容电流治理方法。法。1、改变系统运行方式:、改变系统运行方式:该方法一般将系统运行方式由并列运该方法一般将系统运行方式由并列运行改为分列运行,相当于将行改为分列运行,相当于将635kV大系大系统分为统分为2个或多个小系统,一般适用于电网个或多个小系统,一般适用于电网规模不大,且从经济上考虑具备分列运行规模不大,且从经济上考虑具备分列运行条件的系统。条件的系统。2、
18、缩小系统规模:、缩小系统规模:该方法采用该方法采用6kV隔离变压器,将隔离变压器,将635kV大系统从根本上分隔为多个接地小系大系统从根本上分隔为多个接地小系统,该方法因为采用隔离变压器,造价较统,该方法因为采用隔离变压器,造价较高,损耗加大,且系统的运行方式不灵活,高,损耗加大,且系统的运行方式不灵活,同时会造成系统构造复杂化。同时会造成系统构造复杂化。3 3、采用接地分流消弧消谐装置:、采用接地分流消弧消谐装置:、采用接地分流消弧消谐装置:、采用接地分流消弧消谐装置:原理:原理:原理:原理:在发生在发生在发生在发生单相电弧接地单相电弧接地单相电弧接地单相电弧接地时,时,时,时,通过在接地相
19、并联接地电阻,根通过在接地相并联接地电阻,根通过在接地相并联接地电阻,根通过在接地相并联接地电阻,根据分流原理将接地点电流引流,据分流原理将接地点电流引流,据分流原理将接地点电流引流,据分流原理将接地点电流引流,将不可控的接地点变为实接地点,将不可控的接地点变为实接地点,将不可控的接地点变为实接地点,将不可控的接地点变为实接地点,使故障接地点的电弧熄灭。同时使故障接地点的电弧熄灭。同时使故障接地点的电弧熄灭。同时使故障接地点的电弧熄灭。同时利用过电压保护器限制接地相电利用过电压保护器限制接地相电利用过电压保护器限制接地相电利用过电压保护器限制接地相电压升高,起到熄弧作用。压升高,起到熄弧作用。
20、压升高,起到熄弧作用。压升高,起到熄弧作用。特点:特点:特点:特点:动作时需要鉴相动作时需要鉴相动作时需要鉴相动作时需要鉴相,动作速度滞后动作速度滞后动作速度滞后动作速度滞后;系统单相接地电流值并未减小;系统单相接地电流值并未减小;系统单相接地电流值并未减小;系统单相接地电流值并未减小;在系统发生在系统发生在系统发生在系统发生金属性接地、稳定电金属性接地、稳定电金属性接地、稳定电金属性接地、稳定电阻性接地阻性接地阻性接地阻性接地时装置不动作,接地点时装置不动作,接地点时装置不动作,接地点时装置不动作,接地点电流没有改变。电流没有改变。电流没有改变。电流没有改变。在系统发生弧光接地时,装置动在系
21、统发生弧光接地时,装置动在系统发生弧光接地时,装置动在系统发生弧光接地时,装置动作引流熄弧。作引流熄弧。作引流熄弧。作引流熄弧。缺点:缺点:缺点:缺点:接地分流装置从严格意义上讲并非一种完善的治理接地分流装置从严格意义上讲并非一种完善的治理接地分流装置从严格意义上讲并非一种完善的治理接地分流装置从严格意义上讲并非一种完善的治理方案。方案。方案。方案。不符合不符合不符合不符合煤炭安全规程煤炭安全规程煤炭安全规程煤炭安全规程457457条的要求,系统单相接地电容条的要求,系统单相接地电容条的要求,系统单相接地电容条的要求,系统单相接地电容电流并未限制在电流并未限制在电流并未限制在电流并未限制在20
22、A20A以内。以内。以内。以内。仅在仅在仅在仅在电弧接地电弧接地电弧接地电弧接地时进行接地分流,起到熄弧作用,对金属性接时进行接地分流,起到熄弧作用,对金属性接时进行接地分流,起到熄弧作用,对金属性接时进行接地分流,起到熄弧作用,对金属性接地和稳定阻性接地不起作用。地和稳定阻性接地不起作用。地和稳定阻性接地不起作用。地和稳定阻性接地不起作用。不能降低人身触电危险性。不能降低人身触电危险性。不能降低人身触电危险性。不能降低人身触电危险性。装置动作时,造成接地保护实现困难。装置动作时,造成接地保护实现困难。装置动作时,造成接地保护实现困难。装置动作时,造成接地保护实现困难。会使非故障相电压无论在发
23、生何种接地故障时都上升为线电会使非故障相电压无论在发生何种接地故障时都上升为线电会使非故障相电压无论在发生何种接地故障时都上升为线电会使非故障相电压无论在发生何种接地故障时都上升为线电压,对电缆绝缘构成威胁。压,对电缆绝缘构成威胁。压,对电缆绝缘构成威胁。压,对电缆绝缘构成威胁。不能有效降低电缆由单相接地发展为短路(放炮)的几率。不能有效降低电缆由单相接地发展为短路(放炮)的几率。不能有效降低电缆由单相接地发展为短路(放炮)的几率。不能有效降低电缆由单相接地发展为短路(放炮)的几率。接地分流装置鉴相错误时,容易造成事故扩大接地分流装置鉴相错误时,容易造成事故扩大接地分流装置鉴相错误时,容易造成
24、事故扩大接地分流装置鉴相错误时,容易造成事故扩大 。4、中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地原理:原理:单相接地电流主要是电容电流。如果能够在发生单相单相接地电流主要是电容电流。如果能够在发生单相接地时用电感电流部分或全部抵消掉电容电流,则单相接地接地时用电感电流部分或全部抵消掉电容电流,则单相接地电流将大减小。电流将大减小。消弧线圈:消弧线圈:消弧线圈是一个可调电感线圈,线圈的电阻很小消弧线圈是一个可调电感线圈,线圈的电阻很小(消耗功率小),电抗很大(保证对地绝缘水平),电抗值(消耗功率小),电抗很大(保证对地绝缘水平),电抗值改变可采用多种方法。改变可采用多种方法。消弧线圈补偿原理:消
25、弧线圈补偿原理:发发生单相接地故障时,通过生单相接地故障时,通过消弧线圈使接地处流过一消弧线圈使接地处流过一个与容性接地电流相反的个与容性接地电流相反的感性电流,从而减小、甚感性电流,从而减小、甚至抵消接地电流,消除接至抵消接地电流,消除接地电弧引发的问题,提高地电弧引发的问题,提高供电可靠性供电可靠性。消弧线圈的补偿方式:消弧线圈的补偿方式:固定欠补偿固定欠补偿电感电流小于接地电容电流,单相接地时接地电流为容性。电感电流小于接地电容电流,单相接地时接地电流为容性。因线路停电或系统频率降低等原因使接地电流减少,可能因线路停电或系统频率降低等原因使接地电流减少,可能出现完全补偿。故一般也不采用。
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