电力系统中性点接地.ppt

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1、电网中性点接地方式一、一、110110kVkV及及以上电网中性点接地方式以上电网中性点接地方式二、配电网中性点接地方式二、配电网中性点接地方式主主 要要 内内 容容n110kV110kV500kV500kV系系统统应应该该采采用用有有效效接接地地方方式式，即即系系统统在在各各种种条条件件下下应应该该使使零零序序与与正正序序电电抗抗之之比比(X0/X1)(X0/X1)为为正正值值并并且且不不大大于于3 3，而而其其零零序序电电阻阻与与正正序序电电抗抗之之比比(R0/X1)(R0/X1)为正值并且不大于为正值并且不大于1 1。n110kV110kV及及220kV220kV电电网网中中变变压压器器中

2、中性性点点直直接接接接地地，部部分分变变压压器器中中性性点点经经间间隙隙、避避雷雷器器或或经经间间隙隙与与避避雷雷器器并并联接地。联接地。n330kV330kV及及500kV500kV系统中变压器中性点直接接地。系统中变压器中性点直接接地。n为为限限制制电电网网单单相相短短路路电电流流，110110kVkV及及以以上上变变压压器器中中性性点可采用低电抗接地。点可采用低电抗接地。110110kVkV及以上电网中性点接地方式及以上电网中性点接地方式n部分变压器中性点不接地：部分变压器中性点不接地：为了限制单相接地短路电流，防止通讯干为了限制单相接地短路电流，防止通讯干扰和继电保护的整定配置等要求，

3、一台变压扰和继电保护的整定配置等要求，一台变压器中性点直接接地，其余变压器的中性点经器中性点直接接地，其余变压器的中性点经避雷器或保护间隙接地，或者经避雷器与保避雷器或保护间隙接地，或者经避雷器与保护间隙并联接地。护间隙并联接地。110110kVkV、220kV220kV变压器中性点保护变压器中性点保护金属氧化物避雷器保护金属氧化物避雷器保护n 避雷器型号：避雷器型号：110kV110kV：Y1.5W-60/144Y1.5W-60/144 220kV 220kV：Y1.5W-144/320Y1.5W-144/320n 缺点：缺点：发生单相接地且失地故障时，引起的过电压发生单相接地且失地故障时，

4、引起的过电压易使避雷器受损或爆炸。易使避雷器受损或爆炸。n棒间隙参数：棒间隙参数：间隙结构：选用间隙结构：选用12121616不锈钢棒，端部为半球头；不锈钢棒，端部为半球头；间间隙隙距距离离：110kV110kV、220kV220kV变变压压器器分分别别选选为为105105115mm115mm和和255255300mm300mm。n缺点：缺点：采采用用分分体体式式安安装装，距距离离调调节节不不准准，同同心心度度差差，放放电电后后产生的电弧烧蚀电极；产生的电弧烧蚀电极；在雷电冲击下，产生截波，威胁设备绝缘安全；在雷电冲击下，产生截波，威胁设备绝缘安全；保护间隙不能自熄弧，需要靠继电保护切断电弧，

5、引保护间隙不能自熄弧，需要靠继电保护切断电弧，引起继电保护误动。起继电保护误动。棒棒间隙保护棒棒间隙保护n缺点：缺点：避雷器保护水平、棒间隙动作特性与变压器中性点避雷器保护水平、棒间隙动作特性与变压器中性点的绝缘水平之间的配合要求很苛刻，难以实现。的绝缘水平之间的配合要求很苛刻，难以实现。避雷器与间隙并联保护避雷器与间隙并联保护n变压器中性点保护的发展：变压器中性点保护的发展：复合间隙复合间隙可控间隙可控间隙 复合间隙结构示意图复合间隙结构示意图复合间隙复合间隙n结构设计及优点结构设计及优点：采用复合绝缘子作机械支撑，将高、低压电极固定采用复合绝缘子作机械支撑，将高、低压电极固定在绝缘子两端，

6、间隙电极为羊角形在绝缘子两端，间隙电极为羊角形。其放电电极和燃弧其放电电极和燃弧其放电电极和燃弧其放电电极和燃弧电极分离电极分离电极分离电极分离；具有同心度好、距离确定准确、安装调试方；具有同心度好、距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性能强、放电电压稳定等优点；克服了分体便和耐烧蚀性能强、放电电压稳定等优点；克服了分体式安装棒间隙的固有缺陷，更适合变压器中性点保护。式安装棒间隙的固有缺陷，更适合变压器中性点保护。复合间隙复合间隙n保护原则：保护原则：(1)(1)在雷电过电压作用下，间隙应击穿，保护变压器在雷电过电压作用下，间隙应击穿，保护变压器中性点绝缘，其雷电冲击放电电压与变压器中性点的中性

7、点绝缘，其雷电冲击放电电压与变压器中性点的雷电冲击耐受水平协调配合。雷电冲击耐受水平协调配合。(2)(2)系统发生单相接地故障时，中性点绝缘能耐受故系统发生单相接地故障时，中性点绝缘能耐受故障产生的过电压，间隙不应击穿，以免继电保护误动；障产生的过电压，间隙不应击穿，以免继电保护误动；当系统发生单相接地且中性点失地，或系统出现非全当系统发生单相接地且中性点失地，或系统出现非全相运行、谐振故障等引起高于一定幅值的工频过电压相运行、谐振故障等引起高于一定幅值的工频过电压时，间隙应击穿，箝住系统中性点，限制变压器中性时，间隙应击穿，箝住系统中性点，限制变压器中性点过电压。点过电压。复合间隙复合间隙

8、（3 3）为防止雷电侵入波引起误动，建议变压器中）为防止雷电侵入波引起误动，建议变压器中性点零序电流电压保护整定时间由现行的性点零序电流电压保护整定时间由现行的0.30.30.5s0.5s延长到延长到0.8s0.8s，一次侧电流取，一次侧电流取5050100A100A。复合间隙复合间隙n通过雷电冲击和工频放电试验，选取了复合间隙通过雷电冲击和工频放电试验，选取了复合间隙的各元件参数。的各元件参数。复合绝缘子复合绝缘子 35kV 35kV、110kV110kV等级等级羊角电极羊角电极 14-7514-75，直径为，直径为14mm14mm，夹角为，夹角为7575。间隙距离间隙距离 110kV110

9、kV：7070100mm 100mm 220kV 220kV：240240280mm280mm n保护原理：保护原理：可控间隙与避雷器并联使用。可控间隙与避雷器并联使用。雷电及暂态过电压下，由避雷器动作限制过电压，雷电及暂态过电压下，由避雷器动作限制过电压，可控间隙不应动作。当系统发生单相接地可控间隙不应动作。当系统发生单相接地(不失地不失地)故障时，此过电压对中性点绝缘无威胁，可控间隙故障时，此过电压对中性点绝缘无威胁，可控间隙不动作。不动作。发生工频过电压发生工频过电压(孤立不接地系统单相接地且失地孤立不接地系统单相接地且失地或非全相运行或非全相运行)时，可控间隙动作，保护变压器中时，可控

10、间隙动作，保护变压器中性点绝缘和避雷器。性点绝缘和避雷器。可控间隙可控间隙n结构：结构：可控间隙主要由固定间隙、控制间隙和电容均压回路可控间隙主要由固定间隙、控制间隙和电容均压回路组成；羊角间隙用作固定间隙，采用真空开关控制可控组成；羊角间隙用作固定间隙，采用真空开关控制可控间隙的自动击穿。间隙的自动击穿。可控间隙可控间隙 可控间隙与避雷器并联保护示意图可控间隙与避雷器并联保护示意图电容均电容均压回路压回路结论结论复合间隙其放电电极和燃弧电极分离；具有同心复合间隙其放电电极和燃弧电极分离；具有同心度好、距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性度好、距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性能强、放电电压

11、稳定等优点；克服了分体式安装能强、放电电压稳定等优点；克服了分体式安装棒间隙的固有缺陷，更适合变压器中性点保护。棒间隙的固有缺陷，更适合变压器中性点保护。为防止雷电侵入波引起误动，建议变压器中性为防止雷电侵入波引起误动，建议变压器中性点零序电流电压保护整定时间由现行的点零序电流电压保护整定时间由现行的0.30.30.5s0.5s延长延长到到0.8s0.8s，一次侧电流取，一次侧电流取5050100A100A。该产品已获国家实用新型专利该产品已获国家实用新型专利(专利号为专利号为ZL ZL 200520000584.9)200520000584.9)。结论结论可可控控间间隙隙有有效效解解决决了了

12、间间隙隙、避避雷雷器器及及棒棒间间隙隙与与避避雷雷器器并并联联保保护护存存在在的的问问题题；可可控控间间隙隙与与避避雷雷器并联可有效保护变压器中性点。器并联可有效保护变压器中性点。该该产产品品已已获获国国家家实实用用新新型型专专利利，发发明明专专利利正正在在审批之中。审批之中。配电网中性点接地方式配电网中性点接地方式n n中性点不接地中性点不接地中性点不接地中性点不接地n n中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地n n中性点经低电阻接地中性点经低电阻接地中性点经低电阻接地中性点经低电阻接地n n中性点经高电阻接地中性点经高电阻接地中性点经高电阻接地中性

13、点经高电阻接地n n中性点经消弧线圈并联电阻接地中性点经消弧线圈并联电阻接地中性点经消弧线圈并联电阻接地中性点经消弧线圈并联电阻接地n中中性性点点不不接接地地方方式式主主要要应应用用于于电电网网的的电电容容电电流流不不大大于于10A10A的配电网中。的配电网中。n优点优点可带故障持续运行两小时，供电可靠性高。可带故障持续运行两小时，供电可靠性高。发发生生单单相相接接地地故故障障时时流流过过故故障障点点的的电电流流为为电电容容电电流流，跨步电压和接触电压低，对信息系统的干扰小。跨步电压和接触电压低，对信息系统的干扰小。n缺点缺点当当电电网网发发生生单单相相接接地地故故障障时时，还还存存在在产产生

14、生间间歇歇性性弧弧光光接接地地过过电电压压的的概概率率，会会发发展展成成相相间间短短路路故故障障，造造成成事事故的扩大。故的扩大。中性点不接地中性点不接地n电网的电容电流大于电网的电容电流大于10A10A时应采用消弧线圈接地。时应采用消弧线圈接地。n优点：优点：补补偿偿电电容容电电流流，减减缓缓恢恢复复电电压压的的上上升升速速度度，有有利利于于接接地地电电弧弧的的熄熄灭灭，降降低低了了间间歇歇性性弧弧光光接接地地过过电电压压发发生生的的概概率率，使使得得大大多多数数瞬瞬时时性性接接地地故故障障自自动动消失。消失。消消弧弧线线圈圈的的感感抗抗比比电电磁磁式式电电压压互互感感器器的的励励磁磁电电抗

15、抗小小的的多多，两两者者处处于于并并联联状状态态，能能够够抑抑制制电电磁磁式式电电压互感器饱和引起的铁磁谐振现象。压互感器饱和引起的铁磁谐振现象。中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地n缺点：缺点：消消弧弧线线圈圈接接近近于于全全补补偿偿运运行行时时，会会放放大大中中性性点点的的位位移移电压，出现电压，出现“虚幻接地虚幻接地”现象现象。消消弧弧线线圈圈接接地地仅仅能能降降低低发发生生弧弧光光接接地地过过电电压压的的概概率率，并不能完全消除弧光接地过电压。并不能完全消除弧光接地过电压。单相接地故障选线准确率低。单相接地故障选线准确率低。中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地n配配电电网网中中

16、性性点点经经电电阻阻接接地地分分为为：高高阻阻接接地地和和低低电电阻阻接接地，其接地点阻性电流的范围如下所示：地，其接地点阻性电流的范围如下所示：中性点经电阻中性点经电阻接地接地电阻接地方式电阻接地方式高电阻高电阻低电阻低电阻单相接地故障电流单相接地故障电流10 A几百安培及以上几百安培及以上中性点经电阻接地方式的划分中性点经电阻接地方式的划分n电电容容电电流流小小于于10A10A的的电电网网，为为限限制制暂暂态态过过电电压压和和实实现现单相接地故障准确选线，中性点宜采用高阻接地。单相接地故障准确选线，中性点宜采用高阻接地。n可可以以抑抑制制和和阻阻尼尼间间歇歇性性弧弧光光接接地地过过电电压压

17、和和多多种种谐谐振振过过电压，使过电压倍数降低到电压，使过电压倍数降低到3.0 p.u.3.0 p.u.以下。以下。n可可以以利利用用零零序序有有功功分分量量方方法法实实现现单单相相接接地地故故障障准准确确选选线。线。高电阻高电阻接地接地n纯纯电电缆缆网网络络或或以以电电缆缆为为主主的的电电网网，中中性性点点可可采采用用低低电电阻接地，不宜在架空网络或架空电缆混合网络中应用。阻接地，不宜在架空网络或架空电缆混合网络中应用。n可可降降低低暂暂态态过过电电压压，使使过过电电压压倍倍数数降降低低至至2.52.5p.u.p.u.以以下。下。n可快速切除单相接地故障线路。可快速切除单相接地故障线路。低电

18、阻低电阻接地接地n中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式充充分分发发挥挥了了消消弧弧线线圈圈补补偿偿电电容容电电流流和和中中性性点点电电阻阻释释放放线线路路残残余余电电荷荷的的优优点点，可可以以有有效效限限制制暂暂态态过过电电压压，实实现现单单相相接接地地准准确确故障选线。故障选线。中性点经消弧线圈并联电阻接地中性点经消弧线圈并联电阻接地n中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地装装置置主主要要由由可可自自动动调调谐谐的的消消弧弧线线圈圈、中中性性点点接接地地电电阻阻器器、控控制制器器以以及及相相应应的检测元件等组成。的检测元件等组成。消弧线圈并联电阻

19、接地装置消弧线圈并联电阻接地装置T T为接地变压器；为接地变压器；L L为可自动调谐的消弧线圈；为可自动调谐的消弧线圈；RbRb为中性点接地电阻器，用于抑为中性点接地电阻器，用于抑制电网内部过电压以及实现单相接制电网内部过电压以及实现单相接地故障选线；地故障选线；KGKG为开关，用于控制中性点接地为开关，用于控制中性点接地电阻器的投切；电阻器的投切；CT1CT1，CT2CT2，CTnCTn为线路零序电为线路零序电流互感器，用于出线零序电流的监流互感器，用于出线零序电流的监测，实现单相接地故障选线。测，实现单相接地故障选线。n中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式以以可

20、可自自动动调调谐谐的的消消弧弧线线圈圈为为基基础础，配配以以中中性性点点并并联联接接地地电电阻阻器器，以以达达到到补补偿偿电电容容电电流流、降降低低过过电电压压水水平平、实实现单相接地故障线路检测的功能。现单相接地故障线路检测的功能。n按按照照电电网网正正常常运运行行、电电网网发发生生单单相相永永久久性性接接地地故故障障分别介绍该中性点接地方式的运行控制策略。分别介绍该中性点接地方式的运行控制策略。消弧线圈并联电阻接地的工作原理消弧线圈并联电阻接地的工作原理n当当电电网网正正常常运运行行时时，中中性性点点长长期期接接入入消消弧弧线线圈圈和和接接地地电电阻阻器器，充充分分发发挥挥中中性性点点接接

21、地地电电阻阻抑抑制制谐谐振振过过电电压压的的作用。作用。n若若装装置置采采用用预预调调节节方方式式，则则实实时时跟跟踪踪电电网网参参数数的的变变化化，需需要要调调整整时时，控控制制器器发发出出指指令令自自动动调调整整消消弧弧线线圈圈的的档档位位，保保证证消消弧弧线线圈圈始始终终工工作作在在残残流流为为最最小小的的最最佳佳工工作作点，等待电网接地故障的发生。点，等待电网接地故障的发生。n若若装装置置采采用用跟跟踪踪调调节节方方式式，则则装装置置只只实实时时跟跟踪踪电电网网参参数数的的变变化化，不不需需要要实实时时调调整整消消弧弧线线圈圈的的档档位位，只只在在故故障时迅速调节消弧线圈的档位至最佳补

22、偿档。障时迅速调节消弧线圈的档位至最佳补偿档。电电 网网 正正 常常 运运 行行n若故障为永久性单相接地故障，进行故障选线。若故障为永久性单相接地故障，进行故障选线。n中中性性点点接接地地电电阻阻的的接接入入将将有有利利于于电电弧弧熄熄弧弧和和重重燃燃过过程程中中积积累累的的多多余余电电荷荷的的释释放放，大大大大限限制制了了弧弧光光接接地地过过电电压的幅值。压的幅值。n中中性性点点接接地地电电阻阻的的切切除除使使控控制制器器得得到到了了充充分分的的故故障障选选线线信信息息，便便于于快快速速做做出出选选线线判判断断，选选线线后后可可给给出出报报警警信号或使相应线路断路器跳闸以跳开故障线路。信号或

23、使相应线路断路器跳闸以跳开故障线路。电网发生单相永久性接地故障电网发生单相永久性接地故障n配配电电网网中中常常见见的的过过电电压压主主要要有有以以下下几几种种类类型：型：线性谐振过电压、线性谐振过电压、间歇性电弧接地过电压、间歇性电弧接地过电压、铁铁磁磁谐谐振振过过电电压压，包包括括断断线线谐谐振振过过电电压压以以及及PTPT饱和过电压。饱和过电压。对电网过电压的抑制作用机理分析对电网过电压的抑制作用机理分析n电电力力网网中中不不带带铁铁芯芯的的电电感感元元件件(如如输输电电线线路路的的电电感感,变变压压器器的的漏漏感感等等）或或励励磁磁特特性性接接近近线线性性的的带带铁铁芯芯的的电电感感元元

24、件件(如如消消弧弧线线圈圈等等）和和电电网网中中的的电电容容元元件件（如如线线路路对对地地电电容容等等）在在电电网网不不对对称称电电压压的的作作用用下下由由于于发发生生串串联谐振而产生的过电压联谐振而产生的过电压,称为电网的称为电网的线性谐振过电压线性谐振过电压。n电电网网线线性性谐谐振振过过电电压压最最常常见见的的表表现现形形式式就就是是中中性性点点电电压压的的位位移移现现象象。在在DL/T620-1997交交流流电电气气装装置置的的过过电电压压保保护护和和绝绝缘缘配配合合电电力力行行业业规规程程对对中中性性点点位位移移电电压压的的数数值值做做出出了了如如下下明明确确的的要要求求：“消消弧弧

25、线线圈圈接接地地系系统统，在在正正常常运运行行情情况况下下，中中性性点点的的长长时时间间电电压压位位移移不不应超过系统标称相电压的应超过系统标称相电压的15%”。对线性谐振过电压的抑制作用分析对线性谐振过电压的抑制作用分析对线性谐振过电压的抑制作用分析对线性谐振过电压的抑制作用分析n电网正常运行时，经消弧线圈接地电网的零序等值电电网正常运行时，经消弧线圈接地电网的零序等值电路是一个串联谐振电路，如下图所示，图中路是一个串联谐振电路，如下图所示，图中L L、gLgL分分别为消弧线圈的电感和等值电导；别为消弧线圈的电感和等值电导；C C、g g为电网每相对为电网每相对地电容和对地泄漏电导；地电容和

26、对地泄漏电导；UunUun为不对称电压为不对称电压。由右图求得中性点位移电压由右图求得中性点位移电压：式中式中d电网的阻尼率电网的阻尼率，v v电网的脱谐度电网的脱谐度，n正正常常绝绝缘缘的的架架空空网网络络，对对地地泄泄漏漏电电导导g不不超超过过对对地地电电容容的的3%5%，电电缆缆网网络络的的对对地地泄泄漏漏电电导导g不不超超过过对对地地电电容容的的2%4%，消消弧弧线线圈圈的的等等值值电电导导约约为为电电抗抗值值的的1.5%2.0%；架架空空线线路路的的不不对对称称电电压压 一一般般为为相相电电压的压的0.5%1.5%，个别可达，个别可达2.5%以上。以上。n电电网网经经消消弧弧线线圈圈

27、接接地地时时，当当电电网网的的Uun=2.5%，d=5%，接接地地残残流流5A条条件件下下的的不不同同电电网网规规模模的的中中性性点点位移电压位移电压Uo如下：如下：对电网线性谐振的限制效果分析对电网线性谐振的限制效果分析I,AC0,uFUundv(残流残流5A)U0（单纯消弧线圈）（单纯消弧线圈）U0（消弧线圈并联电阻）（消弧线圈并联电阻）102.9192.50%5%0.5004.98%3.35%205.8382.50%5%0.2509.81%4.69%308.7562.50%5%0.16714.37%6.75%4011.6752.50%5%0.12518.57%8.65%5014.5942

28、.50%5%0.10022.36%10.41%6017.5132.50%5%0.08325.72%12.03%7020.4322.50%5%0.07128.67%13.54%8023.3502.50%5%0.06331.23%14.94%9026.2692.50%5%0.05633.45%16.24%10029.1882.50%5%0.05035.36%17.46%n可可以以看看出出电电容容电电流流超超过过30A时时，Uo将将超超过过15；而而采采用用中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式后后，直直至至电电网网电电容容电电流流达达80A，Uo仍仍小小于于15,尚尚可可

29、满满足足规规程程DL/T620-1997中相关规定的要求。中相关规定的要求。n电电网网规规模模超超过过80A时时，电电网网结结构构将将主主要要以以电电缆缆线线路路为为主主，不不对对称称电电压压Uun会会大大大大减减小小，能能够够保保证证相相应应中中性性点位移电压不超过点位移电压不超过15。n因因此此，中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式中中，中中性性点点接接地地电电阻阻能能够够有有效效限限制制中中性性点点单单一一经经消消弧弧线线圈圈接接地地引起的线性谐振现象。引起的线性谐振现象。对电网线性谐振的限制效果分析对电网线性谐振的限制效果分析n电电力力系系统统中中的的电电容

30、容、电电感感元元件件均均为为储储能能元元件件。当当有有操操作作和和故故障障使使电电网网工工作作状状态态发发生生变变化化时时，将将产产生生振振荡荡性性的过渡过程。的过渡过程。n在在此此过过程程中中，由由于于电电感感元元件件中中储储存存的的磁磁场场能能会会在在某某一一瞬瞬时时转转化化为为电电场场能能储储存存于于电电容容元元件件中中，产产生生数数倍倍于于电电源源电电压压的的过过渡渡过过程程过过电电压压，即即所所谓谓操操作作过过电电压压，它它的的能能量量来来源源于于电电力力系系统统本本身身，因因而而这这类类过过电电压压的的幅幅值值与与系系统统额额定定电电压压大大致致成成正正比比，通通常常用用系系统统的

31、的最最高高运运行行相相电压幅值的倍数表示过电压数值的大小。电压幅值的倍数表示过电压数值的大小。对间歇性弧光接地过电压的抑制作用对间歇性弧光接地过电压的抑制作用n操操作作过过电电压压的的大大小小与与电电气气设设备备的的特特性性，以以及及系系统统结结构构、运运行行参参数数、操操作作或或故故障障形形式式等等因因素素有有关关，具具有有明明显显的的随机性。随机性。n在在中中性性点点非非有有效效接接地地电电网网中中，最最常常见见的的操操作作过过电电压压是是间歇电弧接地过电压，又称为弧光接地过电压。间歇电弧接地过电压，又称为弧光接地过电压。n在在接接地地故故障障电电流流每每次次自自然然过过零零时时，接接地地

32、电电弧弧会会有有一一个个短短暂暂的的熄熄弧弧时时间间，当当电电弧弧通通道道的的恢恢复复电电压压大大于于其其介介质质恢复强度时，则电弧发生重燃。恢复强度时，则电弧发生重燃。间歇性弧光接地过电压间歇性弧光接地过电压n若若接接地地电电流流值值很很大大，弧弧道道的的游游离离很很强强，可可以以认认为为电电弧弧是是稳稳定定燃燃烧烧；电电流流值值很很小小，弧弧道道的的绝绝缘缘强强度度恢恢复复很很快快，电电弧弧难难以以重重燃燃，暂暂时时熄熄弧弧可可转转变变为为永永久久性性熄熄弧弧；不不大大不小时，将形成时断时续的间歇性电弧接地现象。不小时，将形成时断时续的间歇性电弧接地现象。n间间歇歇性性电电弧弧使使电电网网

33、运运行行状状况况重重复复发发生生变变化化，导导致致电电网网中中电电感感、电电容容回回路路的的电电磁磁振振荡荡，在在非非故故障障相相、故故障障相相及及中中性性点点上上出出现现暂暂态态过过渡渡过过程程并并随随之之产产生生过过电电压压现现象象，这就是间歇性电弧接地过电压，又叫弧光接地过电压。这就是间歇性电弧接地过电压，又叫弧光接地过电压。n严严重重的的弧弧光光接接地地过过电电压压的的产产生生是是因因为为电电网网中中能能量量的的不不断积聚所致。断积聚所致。间歇性弧光接地过电压间歇性弧光接地过电压的产生机理的产生机理n只只要要在在电电网网中中性性点点安安装装一一个个适适当当大大小小的的泄泄漏漏电电阻阻，

34、就就可以从根本上解决这一问题。可以从根本上解决这一问题。n从从限限制制过过电电压压角角度度考考虑虑，在在电电弧弧点点燃燃到到熄熄灭灭过过程程中中，电电网网所所积积聚聚的的多多余余电电荷荷在在电电弧弧熄熄灭灭后后半半个个工工频频周周波波内内如如果果能能够够通通过过电电阻阻泄泄漏漏掉掉，则则中中性性点点位位移移电电压压将将几几乎乎为零，不致引起高幅值的过电压。为零，不致引起高幅值的过电压。n同同时时接接地地电电阻阻的的存存在在也也大大大大降降低低了了故故障障相相恢恢复复电电压压的的上升速度，减少了电弧重燃的可能性。上升速度，减少了电弧重燃的可能性。n中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻

35、接接地地方方式式能能够够有有效效抑抑制制间间歇性电弧接地引起的弧光接地过电压。歇性电弧接地引起的弧光接地过电压。间歇性弧光接地过电压间歇性弧光接地过电压的抑制机理的抑制机理n通通过过对对中中性性点点不不接接地地系系统统、经经消消弧弧线线圈圈接接地地、经经高高阻阻接接地地和和中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地不不同同接接地地方方式式下下弧弧光光接接地地过过电电压压理理论论和和详详细细数数值值计计算算分分析析，证证明明中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式能能够够有有效效弧弧光光接接地地过电压，获得结论如下：过电压，获得结论如下：中中性性点点经经消消

36、弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式与与中中性性点点经经高高阻阻接接地地以以及及经经消消弧弧线线圈圈接接地地比比较较，能能够够进进一一步步降降低低弧弧光光接地过电压的幅值。接地过电压的幅值。间歇性弧光接地过电压间歇性弧光接地过电压的抑制效果的抑制效果中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式中中，消消弧弧线线圈圈工工作作在在全全补补偿偿附附近近时时，电电感感电电流流补补偿偿了了电电网网的的接接地地电电容容电电流流，使使接接地地电电弧弧易易于于熄熄灭灭；残残流流过过零零熄熄弧弧后后，又又能能降降低低故故障障相相恢恢复复电电压压的的初初速速度度及及其其幅幅值值，避避免

37、免接接地地电电弧弧的的重重燃燃。此此时时即即使使发发生生弧弧光光接接地地，其其过过电电压压幅幅值值也也大大降低。大大降低。中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式将将弧弧光光接接地地过过电电压由中性点不接地时的压由中性点不接地时的4.924p.u降至降至2.553p.u。间歇性弧光接地过电压间歇性弧光接地过电压的抑制效果的抑制效果中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式中中，在在脱脱谐谐度度绝绝对对值值相相等等条条件件下下，消消弧弧线线圈圈工工作作在在过过补补偿偿和和欠欠补补偿偿状状态下的弧光接地过电压幅值相差不大。态下的弧光接地过电压幅值相差不

38、大。与与发发生生PT谐谐振振和和断断线线谐谐振振过过电电压压时时消消耗耗在在电电阻阻上上的的瞬瞬时时功功率率比比较较，发发生生弧弧光光接接地地过过电电压压时时最最大大。中中性性点点接地电阻的瞬时功率为接地电阻的瞬时功率为169.91kW。间歇性弧光接地过电压间歇性弧光接地过电压的抑制效果的抑制效果n在在电电力力系系统统的的振振荡荡回回路路中中，往往往往由由于于铁铁心心电电感感的的饱饱和和作作用用而而激激发发起起持持续续性性的的幅幅值值较较高高的的过过电电压压，即即铁铁磁磁谐谐振过电压振过电压。n35kV以以下下的的配配电电网网中中存存在在两两种种典典型型的的铁铁磁磁谐谐振振过过电电压压，分分别

39、别为为断断线线谐谐振振引引起起的的过过电电压压和和PT饱饱和和引引起起的的过电压，统称其为过电压，统称其为非线性谐振过电压非线性谐振过电压。n它它具具有有和和线线形形谐谐振振过过电电压压以以及及间间歇歇性性电电弧弧接接地地过过电电压压完完全全不不同同的的特特点点和和性性质质，在在不不同同参参数数配配合合下下可可能能发发生生基波基波，分频分频和和高频高频谐振过电压。谐振过电压。铁磁谐振过电压铁磁谐振过电压n在在电电力力系系统统中中，因因导导线线的的折折断断、断断路路器器非非全全相相动动作作或或严严重重的的不不同同期期操操作作、高高压压熔熔断断器器的的一一相相或或两两相相熔熔断断等等造造成成系系统

40、统非非全全相相运运行行时时所所出出现现的的铁铁磁磁谐谐振振过过电电压压，都都属于断线谐振过电压。属于断线谐振过电压。n发发生生断断线线时时，通通常常是是三三相相对对称称电电势势向向三三相相不不对对称称负负载载供供电电，回回路路较较复复杂杂，并并有有非非线线性性元元件件，所所以以，需需利利用用戴戴维维南南定定理理和和对对称称分分量量法法，将将三三相相电电路路转转化化为为单单相相等等值值电电路路，整整理理成成最最简简单单的的LC串串联联回回路路，然然后后，再再分分析产生谐振的条件，进行计算分析。析产生谐振的条件，进行计算分析。n设设有有一一相相导导线线折折断断发发生生断断线线故故障障，断断线线有有

41、三三种种形形式式：断线不接地断线不接地、断线电源侧接地断线电源侧接地、断线负荷侧接地断线负荷侧接地。对断线谐振过电压的抑制作用对断线谐振过电压的抑制作用断线断线形式的等值电路形式的等值电路中性点经消弧线圈并联电阻接地方式下中性点经消弧线圈并联电阻接地方式下三种三种断线断线形式的等值电路形式的等值电路n发发生生断断线线电电源源侧侧接接地地故故障障时时，由由于于电电源源的的内内阻阻很很小小中中性性点点接接地地电电阻阻相相当当于于并并联联在在电电网网电电源源的的两两侧侧而而被被短短接接，所所以以对对于于该该种种情情况况下下的的断断线线谐谐振振过过电电压压的的抑抑制制几几乎乎不不起起作作用用，故故无无

42、法法消消除除断断线线电电源源侧侧接接地地时时的的断断线线谐谐振振过过电压。电压。n当当发发生生断断线线负负荷荷侧侧接接地地故故障障时时，中中性性点点接接地地电电阻阻的的接接入使等值串联谐振回路的损耗加大，使谐振被阻尼掉。入使等值串联谐振回路的损耗加大，使谐振被阻尼掉。n对对断断线线不不接接地地，中中性性点点电电阻阻对对于于电电源源侧侧和和负负荷荷侧侧的的断断线故障所引起的谐振过电压均有一定抑制作用。线故障所引起的谐振过电压均有一定抑制作用。n中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式中中，中中性性点点接接地地电阻能够有效抑制断线谐振引起的过电压。电阻能够有效抑制断线谐振引

43、起的过电压。对断线谐振过电压的抑制作用对断线谐振过电压的抑制作用n在在中中性性点点非非有有效效接接地地系系统统中中，为为了了监监视视绝绝缘缘状状况况，发发电电厂厂、变变电电站站母母线线上上通通常常有有Y0接接的的电电磁磁式式电电压压互感器，即互感器，即PT。n正正常常运运行行时时，电电磁磁式式电电压压互互感感器器具具有有很很高高的的励励磁磁阻阻抗，所以网络对地阻抗仍呈容性，三相基本平衡。抗，所以网络对地阻抗仍呈容性，三相基本平衡。n在在某某些些切切换换操操作作或或者者在在接接地地故故障障消消失失后后，它它与与导导线线电电容容或或其其他他设设备备的的杂杂散散电电容容间间形形成成特特殊殊的的三三相

44、相或或单单相相共共振振回回路路，并并能能激激发发起起各各种种谐谐波波的的铁铁磁磁谐谐振振过过电电压，称为压，称为PT饱和过电压。饱和过电压。对对PTPT饱和过电压的抑制作用饱和过电压的抑制作用n从从危危害害性性来来说说，分分频频谐谐振振过过电电压压是是最最大大的的，它它会会使使得得大大大大增增加加的的励励磁磁电电流流持持续续时时间间很很长长，烧烧毁毁互互感感器器的的保保险丝，互感器严重过热而冒油，甚至爆炸。险丝，互感器严重过热而冒油，甚至爆炸。n电电压压互互感感器器的的饱饱和和过过电电压压具具有有明明显显的的零零序序性性质质，配配电电网网中中性性点点接接有有电电阻阻后后，相相对对固固定定了了电

45、电网网中中性性点点电电位位，使之难以升高。使之难以升高。n另另外外，中中性性点点电电阻阻相相当当于于并并联联在在三三相相对对地地电电容容上上的的旁旁路路电电阻阻，也也就就相相当当于于在在谐谐振振回回路路中中附附加加了了一一个个相相当当大大的损耗，对限制的损耗，对限制PT饱和过电压的效果很明显。饱和过电压的效果很明显。n因因此此，中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式能能够够有有效效抑制抑制PT饱和引起的过电压。饱和引起的过电压。对对PTPT饱和过电压的抑制作用饱和过电压的抑制作用n假假定定线线路路L3L3的的C C相相发发生生接接地地故故障障，则则中中性性点点经经消消

46、弧弧线线圈并联电阻接地方式下电网电容电流的分布如下。圈并联电阻接地方式下电网电容电流的分布如下。单相接地故障选线原理单相接地故障选线原理n忽忽略略线线路路的的泄泄漏漏电电导导，发发生生单单相相接接地地故故障障时时中中性性点点接接地地电电阻阻产产生生的的阻阻性性电电流流只只流流经经中中性性点点至至故故障障线线路路接接地地点电源侧的部分，其电网等效电路如下：点电源侧的部分，其电网等效电路如下：单相接地故障选线原理单相接地故障选线原理n其其中中，CC为为全全网网的的对对地地等等效效电电容容，L L为为消消弧弧线线圈圈电电感感，RbRb为为中中性性点点接接地电阻器，地电阻器，R R为接地点过渡电阻，为

47、接地点过渡电阻，EcEc为电网为电网C C相等值电势。相等值电势。n电电网网中中性性点点接接入入电电阻阻Rb后后零零序序电电压压Uo降降低低，其其表表达达式为式为单相接地故障选线原理单相接地故障选线原理n由由于于消消弧弧线线圈圈的的补补偿偿作作用用，接接地地电电故故障障电电流流中中的的无无功功分分量量大大大大减减少少，但但是是由由于于中中性性点点接接地地电电阻阻器器的的作作用用，使使得得接接地地残残流流中中存存在在一一定定的的有有功功电电流流分分量量，接接地地点点故故障电流的表达式为：障电流的表达式为：单相接地故障选线原理单相接地故障选线原理n非非故故障障线线路路L1、L2的的零零序序电电流流

48、仍仍然然为为原原线线路路的的对对地地电电容容电电流流，其其相相位位超超前前零零序序电电压压90，其其表表达达式式分分别别为为单相接地故障选线原理单相接地故障选线原理n在在电电网网发发生生单单相相接接地地故故障障故故障障的的情情况况下下，故故障障线线路路始始端端与与故故障障点点之之间间增增加加了了由由于于中中性性点点电电阻阻产产生生的的有有功功电电流流，其其相相位位与与零零序序电电压压相相差差180，过过补补偿偿时时故故障障线线路路的的无无功功电电流流为为感感性性，超超前前于于零零序序电电压压90，因因此此零零序序电电流流与与零零序序电电压压之之间间相相位位差差大大于于90而而小小于于180，对

49、对于故障线路于故障线路L3其零序电流的表达式为其零序电流的表达式为单相接地故障选线原理单相接地故障选线原理n利利用用ATP电电磁磁暂暂态态程程序序对对中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式下下的的单单相相接接地地故故障障选选线线进进行行了了数数值值仿仿真真计计算算，其其电电网网计计算算原原型型为为某某110kV变变电电所所母母线线所所连连的的设设备备和和线线路路，为为使使该该计计算算分分析析结结果果具具有有代代表表性性，还还考考虑虑了了该该电电网网运运行行方方式式的的变变化化以以及及未未来来的的发发展展规规划划，其其计算用网络接线图下计算用网络接线图下单相接地故障选线

50、仿真单相接地故障选线仿真非故障线路零序电流有功增量的计算结果非故障线路零序电流有功增量的计算结果Ic,AIc,AR,R,非故障线路非故障线路211211214214216216217217218218500-0.041 0.019 0.012 0.206 0.023 1000.085 0.018 0.108 0.201 0.015 2000.039 0.012 0.015 0.088 0.010 5000.040 0.006 0.008-0.153 0.009 1000-0.025-0.027-0.032 0.020 0.005 600-0.156-0.117-0.168-0.705 0.10