消弧线圈讲座(消弧线圈和电阻)

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1、SYEC上海思源电气股份有限公司消弧线圈自动调谐及接地选线Date1SYEC上海思源电气股份有限公司目录 电容电流 接地方式 国内国外现状 谐振接地的实效 谐振接地与低电 阻接地 继电保护的选择 性 自动调谐必要性 计算方法 XHK-II型选线原 理 XHK-II型产品特 点 运行维护 证书报告 服务Date2SYEC上海思源电气股份有限公司电容电流在单相接地故障时，线路对地电容和接 地电阻在零序电压的作用下流经回路的电流 。电容电流主要由线路的长度、导线的截 面面积、介电常数、距地距离、额定电压决 定，和系统的负荷大小无关。A B C CCIgCBCAICCICBICAUCUBUA UAOU

2、B UNDate3SYEC上海思源电气股份有限公司电容电流的估算与测量一、架空电力线路缆芯截面（mm2 ）电容（F/km）电流（A/km）1200.271.642400.352.013000.392.3310kV绞联聚氯乙烯电缆接地电流估算一览表注：1.此表适用于小电流接地系统中铜芯电缆。2.电缆绝缘厚度为4.5mm。3.估算公式Ic=2f3C106Ue（A/km）Ue取11kV系统相电压额定 电压 kV单回路（A/km）双回路（A/km）变电所设 备影响增 大率无避雷线有避雷线无避雷线有避雷线（%）100.030.04216 350.100.130.140.1813二、电缆线路电容电流的测量

3、 一、中性点外加电容法 二、母线外挂电容法 三、金属接地法Date4SYEC上海思源电气股份有限公司Date5SYEC上海思源电气股份有限公司Date6SYEC上海思源电气股份有限公司电容电流的影响单相接地是电力系统中最常见的故障形 式，约占60%以上。对于中性点不接地电网 ，由于电容电流的存在，在接地瞬间形成 接地电弧，而接地电弧不易熄灭，电弧的 发展会引起相间短路；接地电弧产生间歇 性弧光过电压；电磁式电压互感器铁心饱 和引起谐振过电压等，将造成烧保险、避 雷器、PT的爆炸、线路的跳闸等事故发生 ，其中尤以相间短路和间歇性弧光接地过 电压最为严重。Date7SYEC上海思源电气股份有限公司

4、接地方式中压电网的发展，形成了两类中性点接地方式： 1.中性点非有效接地 (小电流接地方式)中性点不接地（电容电流大时不能灭弧）、消弧线圈( 谐振)接地、高电阻接地 特点：单相接地电弧能够瞬间自动熄灭 2.中性点有效接地 (大电流接地方式) (X0/X13 R0/X11)直接接地, 低（500500A A）（中（100100A200AA200A）电阻和低电抗 接地等。 特点：需要断路器遮断单相接地故障 Date8SYEC上海思源电气股份有限公司适用范围：根据最佳技术经济指标要求，110kV以上电力 系统主要矛盾为降低绝缘水平。采用直接接地（ 有效接地）。 中低压电力系统主要降低单相接地故障电流

5、的 危害，提高系统供电可靠性、保证人身与设备安 全、降低通讯干扰等。 110kV以下系统，小电容电流电网采用不接地 系统（以电弧能自行熄灭为前提）。电容电流大 时采用谐振接地（补偿电容电流）或电阻接地（ 故障跳闸）。Date9SYEC上海思源电气股份有限公司单相电弧接地过电压 理论上的最高过电压不超过3.5 p.u 国内、外实测结果1。中性点不接地系统最高为3.9p.u (2倍以上概率为64%)2。谐振系统最高为2.8p.u (2倍以上概率为5%)3。电阻接地最高为2.5p.u (2倍以上概率34%)4。接地系统最高为1.5p.u（摘自C.L. Gilkeson 和 P.A. Jeanne的实

6、验结论）Date10SYEC上海思源电气股份有限公司谐振接地IgIgI IL LI Ic c残流：在单相接地故障时 ，流经故障点电流。Ig= IL Ic脱谐度：（ILIC）/IL正常运行时单相接地故障时电弧熄灭原理 1。补偿电容电流，减少残 流，电弧易于熄灭。 2。残流过零熄弧后，降低 恢复电压初速度，避免 电弧重燃。Date11SYEC上海思源电气股份有限公司国内现状1. 我国从解放初期就开始采用苏联的方式， 中性点采用不接地或经消弧线圈接地方式。2. 改革开放初期，我国有的地区从国外购买 了低绝缘水平的电力电缆等设备，无法直接 在我国的中压电网投入运行，遂出现了引进 低电阻接地方式（配合快

7、速保护和开关装置 ，瞬间跳开故障线路），目前已逐步更换。3.从90年代中开始国内接地方式已经推广使用 自动调谐的消弧线圈接地方式。随着选线技 术的发展，已经形成行业标准方式。Date12SYEC上海思源电气股份有限公司国内规程DL/T-620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘 配合的标准规定： 1110kV500kV系统应采用有效接地方式。 2、35kV、66kV系统单相接地故障电容电流超过10A 时应采用经消弧线圈接地。 3城网10kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路，当 单相接地电容电流超过10A时，应采用经消弧线圈 接地。Date13SYEC上海思源电气股份有限公司国外情况 德国，而

8、且奥地利、芬兰、意大利、丹麦、比利 时及瑞典、独联体及其周边地区等许多国家，现 在依然采用小电流接地（中性点不接地或经消弧 线圈接地）方式。 法国电力公司（EDF）早在80年代末期决定将运行 了近30年的、中性点采用低阻抗接地方式的城乡 中压电网，在全国范围内分阶段地全部改为谐振 接地方式运行，现已基本完成；近来英国也正在 研究、考虑采用谐振接地方式等。Date14SYEC上海思源电气股份有限公司Date15SYEC上海思源电气股份有限公司国外情况3、美国（AIEE)电工协会明确承认谐振接地方式的优 点，过去未采用，是由于技术原因（美国曾使用空 心消弧线圈不当发生严重过电压而形成“惯例” ），

9、 而现在保持电阻接地主要是经济因素。（ 美国 IEEE143对工业设施的接地电流限制为400A）4、日本开始采用谐振接地，战败后使用美国电力产 品采用大电流接地，但后来又开始推广谐振接地。 将中压电网的单相接地故障电流，由“大”改“ 小”将是未来发展趋势。Date16SYEC上海思源电气股份有限公司谐振接地的实效供电可靠性供电可靠性是国家对电网的考核指标瞬间接地：小电流接地系统对于瞬间接地能自动灭 弧，可有效提高供电的连续性。 永久接地：谐振接地系统在一定的时间内可带单相 故障继续运行，有足够的时间转移负荷，避免突然中断 供电。低电阻接地系统由于不论接地故障是瞬间还是永久 ，都必须切除线路。但

10、保护动作可靠性并不理想。GZ市（87-91)（92-93)单相接地动作次数120354 重合成功次数2274 供电中断次数98（81.7%)280（79%)Date17SYEC上海思源电气股份有限公司谐振接地的实效供电设备安全1. 谐振接地系统中，接地电流与故障点无关，由 于消弧线圈补偿了对地电容电流，使故障点残 流很小，接地电弧可瞬间熄灭，限制了电弧接 地过电压的危害。 谐振接地延长了残压恢复时间，降低了恢复电 压的速度，避免电弧重燃，降低了电弧过电压 发生的概率，减少了事故扩大的可能性。 谐振接地可避免零序PT铁磁谐振过电压。降低 断线过电压和雷击过电压。Date18SYEC上海思源电气股

11、份有限公司谐振接地的实效人生安全谐振接地系统单相接地故障时，故障点电流很 小，因此，故障点周围电位梯度较低，相应的接 触电压和跨步电压较小，对人身和设备的威胁大 为降低。 不接地系统电容电流较大。低电阻接地系统在 高阻接地时不能瞬间可靠跳闸，电流值仍然很大 。 故障电流的减小也避免了电弧烧伤事故的发生 。Date19SYEC上海思源电气股份有限公司谐振接地的实效用户设备安全谐振接地系统限制单相接地故障电流，防止低 压用户的地电位升高。有的电网将接地故障电流提高到1000A ，如接地电阻为4，地电位升高的稳态值便可达 4000V；而暂态值更高。美国为此将低压设备的工 频耐压水平提高到4000V、

12、1min；我国现行低压设 备的工频耐压标准为2000V、1min。 同时，谐振接地也降低了对接地装置的要求。Date20SYEC上海思源电气股份有限公司谐振接地的实效电磁兼容电力系统在正常运行和发生故障的情况下，因 电磁耦合、静电耦合、地中电流传导和高频电磁 辐射等原因，对信息网络产生干扰。主要表现为 音频干扰、工频干扰、接触干扰、地电位升高和 纵向电势等。通信干扰的危害性很大，轻则影响 通信质量，重则危害通信设备和人身的安全。大电流接地方式单相接地故障电流大，其电磁 干扰影响明显。而谐振接地方式的干扰甚小，这 早已是不争的事实。Date21SYEC上海思源电气股份有限公司谐振接地的实效经济效

13、益和社会效益谐振接地系统提高了电网运行的可靠性， 降低了停电所带来的损失；减少了故障的 危害，降低了设备损坏的损失；减少了运 行的操作，提高了安全可靠性据金华电业局义乌变运行结果：不接地自动消弧线圈接地0.923/条.年0.0857/条.年Date22SYEC上海思源电气股份有限公司继电保护的选择性大电流接地系统故障选线简单，但受故障点接 地电阻影响。 小电流接地系统（谐振接地系统）故障选线已 经不能使用传统的选线方法。目前使用效果较好 的方式有：1.增大有功电流2.增大无功电流3.增大接地电流4.谐波与暂态分析Date23SYEC上海思源电气股份有限公司谐振接地与低电阻接地1、短时间带故障运

14、行对电缆绝缘老化的影响，远不及短路电 流的冲击对电缆绝缘造成的损伤。 2、消弧线圈可靠近谐振点运行，电弧接地过电压为2.3p.u.， 一般不超过2.5p.u.，而且出现2.0p.u.以上过电压的概率 小于5%，而间歇电弧接地过电压自然也不会存在了。 3、电压互感器铁心饱和引起的中性点不稳定过电压，主要限 于中性点不接地电网，只要采用谐振接地方式，便可根除 此种过电压。再者，谐振接地系统中的断线过电压，即使 采用人工调谐的消弧线圈，最高也不会超过线电压。 4、谐振接地故障选择方式不断改进，特别是并电阻方式已经 取得了一定经验，而低电阻接地在接地电阻大时，也不能 马上跳闸。Date24SYEC上海

15、思源电气股份有限公司自动调谐的必要性固定式的消弧线圈在我国运行了几十年，存在以下问题： （1)调节不方便（2)运行人员判断困难（3)系统发展（4)无人值班变电站的推 广 消弧线圈自动调节：消弧线圈自动调节： 计算准确，自动跟踪，调节方便计算准确，自动跟踪，调节方便 采用计算机在线实时计算，结果准确；线路的变化反映在电容电流的变化上 ，又可带电调节，通过计算机可实现实时跟踪补偿 过电压限制更有效过电压限制更有效 消弧线圈运行于合适的脱谐度，恢复时间长，过电压低，电网运行更安全消弧线圈运行于合适的脱谐度，恢复时间长，过电压低，电网运行更安全 适应自动化要求适应自动化要求 由于采用计算机，可以轻松实

16、现自动调节功能，并能与自动化系统相通信， 满足自动化的要求 适应电网发展适应电网发展 电网的规模越来越大，电网的运行方式多样化，使得手动调节越来越不现实 ，越难以实现，只能采用自动调节消弧线圈 整定方便整定方便 无需整定，运行维护简单Date25SYEC上海思源电气股份有限公司预调式与随调式消弧线圈预调式：在系统正常时测量系统的电容电流，并将 消弧线圈调节到对应位置，单相接地故障时，消弧 线圈零延时进行补偿。 问题： 正常运行时，防止谐振发生 随调式：在系统正常运行时测量系统的电容电流， 当发生单相接地故障后，调节消弧线圈至对应的位 置。 问题： 1.测量过程中的谐振 2.响应时间对瞬时性单相接地故障的补偿效果Date26SYEC上海思源电气股份有限公司不同类型的消弧线圈 调节方式 调节范围 电容电流测量 快速性 谐波 补偿效果 附加设备 补偿方式 一次设备对控 制的依赖性