电力系统中性点接地精选文档.ppt
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1、电力系统中性点接地本讲稿第一页,共七十四页一、一、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 容容本讲稿第二页,共七十四页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)为为正正值并且不大于值并且不大于1 1。n110kV110kV及
2、及220kV220kV电电网网中中变变压压器器中中性性点点直直接接接接地地,部部分分变变压压器中性点经间隙、避雷器或经间隙与避雷器并联接地。器中性点经间隙、避雷器或经间隙与避雷器并联接地。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点可采用低电抗接地。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本讲稿第三页,共七十四页n部分变压器中性点不接地:部分变压器中性点不接地:部分变压器中性点不接地:部分
3、变压器中性点不接地:为了限制单相接地短路电流,防止通讯干扰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,一台变压器中性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避雷器或保点直接接地,其余变压器的中性点经避雷器或保护间隙接地,或者经避雷器与保护间隙并联接地。护间隙接地,或者经避雷器与保护间隙并联接地。110110kVkV、220kV220kV变压器中性点保护变压器中性点保护本讲稿第四页,共七十四页金属氧化物避雷器保护金属氧化物避雷器保护n n 避雷器型号:避雷器型号:避雷器型号:避雷器型号:110kV110kV110kV110kV:Y1.5W-
4、60/144Y1.5W-60/144Y1.5W-60/144Y1.5W-60/144 220kV 220kV 220kV 220kV:Y1.5W-144/320Y1.5W-144/320Y1.5W-144/320Y1.5W-144/320n n 缺点:缺点:缺点:缺点:发生单相接地且失地故障时,引起的过电压易使发生单相接地且失地故障时,引起的过电压易使发生单相接地且失地故障时,引起的过电压易使发生单相接地且失地故障时,引起的过电压易使避雷器受损或爆炸。避雷器受损或爆炸。避雷器受损或爆炸。避雷器受损或爆炸。本讲稿第五页,共七十四页n棒间隙参数:棒间隙参数:间隙结构:选用间隙结构:选用121216
5、16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,放放电电后后产产生生的电弧烧蚀电极;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,引起继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。电保护误动。棒棒间隙保护棒棒间隙保护本讲稿第六页,共七
6、十四页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的绝缘水平避雷器保护水平、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。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 n变压器中性点保护的发展:变压器中性点保护的发展:变压器中性点保护的发展:变压器中性点保护的发展:复合间隙复合间隙复合间隙复合间隙可控间隙可控间隙可控间隙可控间隙本讲稿第七页,共七十四页 复合间隙结构示意图复合间隙结构示意图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 n结构设计及优点结构设计及优点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
7、,将高、低压电极固定在绝缘采用复合绝缘子作机械支撑,将高、低压电极固定在绝缘采用复合绝缘子作机械支撑,将高、低压电极固定在绝缘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,间隙电极为羊角形子两端,间隙电极为羊角形子两端,间隙电极为羊角形子两端,间隙电极为羊角形。其放电电极和燃弧电极分离其放电电极和燃弧电极分离其放电电极和燃弧电极分离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具有同心度好、距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性具有同心度好、距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性具有同心度好、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
8、服了分体式安装棒间隙的能强、放电电压稳定等优点;克服了分体式安装棒间隙的能强、放电电压稳定等优点;克服了分体式安装棒间隙的能强、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。固有缺陷,更适合变压器中性点保护。固有缺陷,更适合变压器中性点保护。固有缺陷,更适合变压器中性点保护。本讲稿第八页,共七十四页复合间隙复合间隙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,保护变压器中性点绝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雷电冲击耐受水平缘,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。
9、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障产生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;当系统发生的过电压,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,或系统出现非全相运行、谐振故障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时,间隙应击穿,箝住系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,限制变压器中性点过电压。统中性点,限制变压器中性点过电压。本讲稿第九页,共七十四页复合间隙复合间隙 (3 3 3 3)为防止雷电侵入波引起误动,建议变压器中性点
10、零)为防止雷电侵入波引起误动,建议变压器中性点零)为防止雷电侵入波引起误动,建议变压器中性点零)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序电流电压保护整定时间由现行的序电流电压保护整定时间由现行的序电流电压保护整定时间由现行的0.30.30.30.30.5s0.5s0.5s0.5s延长到延长到延长到延长到0.8s0.8s0.8s0.8s,一次侧电流取,一次侧电流取,一次侧电流取,一次侧电流取50505050100A100A100A100A。本讲稿第十页,共七十四页复合间隙复合间隙n n通过雷电冲击和工频放电试验,选取了复合间隙的各通过雷电冲击和工频放电试验,选
11、取了复合间隙的各通过雷电冲击和工频放电试验,选取了复合间隙的各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。元件参数。元件参数。元件参数。复合绝缘子复合绝缘子复合绝缘子复合绝缘子 35kV 35kV 35kV 35kV、110kV110kV110kV110kV等级等级等级等级羊角电极羊角电极羊角电极羊角电极 14-7514-7514-7514-75,直径为,直径为,直径为,直径为14mm14mm14mm14mm,夹角为,夹角为,夹角为,夹角为75757575。间隙距离间隙距离间隙距离间隙距离 110kV110kV110kV110kV:70707070100mm 100mm 100mm
12、 100mm 220kV 220kV 220kV 220kV:240240240240280mm280mm280mm280mm 本讲稿第十一页,共七十四页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,可控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间隙不应动作。当系统发生单相接地(不失地不失地)故障时,故障时,此过电压对中性点绝缘无威胁,可控间隙不动作。此过电压对中性点绝缘无威胁,可控间隙不动作。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或孤立不接地系统单相接地且失地或非
13、全相运行非全相运行)时,可控间隙动作,保护变压器中性点绝时,可控间隙动作,保护变压器中性点绝缘和避雷器。缘和避雷器。可控间隙可控间隙本讲稿第十二页,共七十四页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组成;羊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间隙的自动击穿。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。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压电容均压回路回路本讲稿第十三页,共七十四页结论结论复合间隙其放
14、电电极和燃弧电极分离;具有同心度好、复合间隙其放电电极和燃弧电极分离;具有同心度好、复合间隙其放电电极和燃弧电极分离;具有同心度好、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能强、放电电距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性能强、放电电距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性能强、放电电距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性能强、放电电压稳定等优点;克服了分体式安装棒间隙的固有缺陷,压稳定等优点;克服了分体式安装棒间隙的固有缺陷,压稳定等优点;克服了分体式安装棒间隙的固有缺陷,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。更适合变压器
15、中性点保护。更适合变压器中性点保护。更适合变压器中性点保护。为防止雷电侵入波引起误动,建议变压器中性点为防止雷电侵入波引起误动,建议变压器中性点为防止雷电侵入波引起误动,建议变压器中性点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零序电流电压保护整定时间由现行的零序电流电压保护整定时间由现行的零序电流电压保护整定时间由现行的0.30.30.30.30.5s0.5s0.5s0.5s延长延长延长延长到到到到0.8s0.8s0.8s0.8s,一次侧电流取,一次侧电流取,一次侧电流取,一次侧电流取50505050100A100A100A100A。该产品已获国家实用新型专利
16、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该产品已获国家实用新型专利(专利号为专利号为专利号为专利号为ZL ZL ZL ZL 200520000584.9)200520000584.9)200520000584.9)200520000584.9)。本讲稿第十四页,共七十四页结论结论可可可可控控控控间间间间隙隙隙隙有有有有效效效效解解解解决决决决了了了了间间间间隙隙隙隙、避避避避雷雷雷雷器器器器及及及及棒棒棒棒间间间间隙隙隙隙与与与与避避避避雷雷雷雷器器器器并并并并联联联联保保保保护护护护存存存存在在在在的的的的问问问问题题题题;可可可可控控控控间间间间隙隙隙隙与与与与避避避避雷雷雷雷
17、器器器器并并并并联联联联可可可可有效保护变压器中性点。有效保护变压器中性点。有效保护变压器中性点。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审批之中。批之中。本讲稿第十五页,共七十四页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n n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n n中性点经高电阻接地中性点经高电阻接地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本讲稿第十六页,共七十四页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
18、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,跨跨步步电电压和接触电压低,对信息系统的干扰小。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生间间歇歇性性弧弧光光接接地地过过电压的概率,会发展成相间短路故障,造成事故的扩大。电压的概率,会发展成相间短路故障,造成事故的扩大。中性点不接地中性点不接地本讲稿第十七页,共七十四页n电网的电容电流
19、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率,使得大多数瞬时性接地故障自动消失。概率,使得大多数瞬时性接地故障自动消失。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压互互感感器器饱饱和和引引起起的铁磁谐振现象。的铁磁谐振现象。中性点经消弧线圈接地中
20、性点经消弧线圈接地本讲稿第十八页,共七十四页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电压压,出现出现“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,并并不不能能完全消除弧光接地过电压。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本讲稿第十九页,共七十四页n配配电电网网中中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地,其接地点阻性电流的范围如下所示:其接地
21、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电阻接地方式电阻接地方式高电阻高电阻高电阻高电阻低电阻低电阻低电阻低电阻单相接地故障电流单相接地故障电流单相接地故障电流单相接地故障电流10 A10 A几百安培及以上几百安培及以上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本讲稿第二十页,共七十四页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单相相接接地故障准确选线,中性点宜采用高阻接地。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
22、光接接地地过过电电压压和和多多种种谐谐振振过过电电压压,使过电压倍数降低到使过电压倍数降低到3.0 p.u.3.0 p.u.以下。以下。n可以利用零序有功分量方法实现单相接地故障准确选线。可以利用零序有功分量方法实现单相接地故障准确选线。高电阻高电阻接地接地本讲稿第二十一页,共七十四页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阻接接地地,不宜在架空网络或架空电缆混合网络中应用。不宜在架空网络或架空电缆混合网络中应用。n可降低暂态过电压,使过电压倍数降低至可降低暂态过电压,使过电压倍数降低至2.52.5p.u.p.u.以下。以下。n可快速切除单
23、相接地故障线路。可快速切除单相接地故障线路。低电阻低电阻接地接地本讲稿第二十二页,共七十四页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,可以有效限制暂态过电压,实现单相接地准确故障选线。可以有效限制暂态过电压,实现单相接地准确故障选线。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本讲稿第二十三页,共七十四页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
24、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的检检测测元元件件等等组成。组成。消弧线圈并联电阻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,用于抑制电网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地故障选线;内部过电压以及实现单相接地故障选线;KGKG为开关,用于控制中性点接地电阻为开关,用于控制中性点接地电阻器的投切;器的投切;CT1CT1,CT2CT2,CTnCTn为线路零序电流互感为线路零序电流互感器,用于出线零序电流的监测,实现单相接器,用于出线零序电流的监测,
25、实现单相接地故障选线。地故障选线。本讲稿第二十四页,共七十四页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、实实现现单单相相接接地地故故障障线路检测的功能。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本讲
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