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1、徐州润泽电气有限公司 电气安全与智能电气研究所 徐州和纬信电科技有限公司主要内容主要内容一、配电网中性点接地方式一、配电网中性点接地方式 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 三、配电网单相接地故障特点三、配电网单相接地故障特点 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 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 六、单相接地电容电流的治理六、单相接地电容电流的治理 七、自动跟踪补偿消弧线圈七、自动跟踪补偿消弧线圈 八、八、XBSGXBSG系列自动跟踪补偿消弧线圈介绍系列自动跟踪补偿消弧线圈介绍 九、小电流接地选线
2、原理九、小电流接地选线原理 十、十、WLDWLD系列小电流接地系统微机选线系列小电流接地系统微机选线 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。 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。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 、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）， 属于大电流接地系统。
3、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 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。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 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。 发生单相接地时，系
4、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， 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 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。 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， 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。 发生单相接地
5、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。 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 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，且与接地相的电源 电压相位相反。 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 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。 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。 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
6、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 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 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2.52.53 3倍的相电压峰倍的相电
7、压峰 值。值。 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 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) )，能使，能使PTPT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 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 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
8、第第443443条规定：条规定：严禁井下配电变压器中性点直接接地。 严禁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。我国煤矿地面变电所一般采用中性点不 接地系统或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457457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
9、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： 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 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； 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2 2
10、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压系列的最高值42V42V，则，则 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 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 号中性点接地 比较项目 方 式不接地 经电阻 接地经全补偿消弧线圈接地 随调式预调式1单相接地电流大 小大大接地初期大， 补偿跟踪后小小2人身触电危险性大大减小（与补偿 速度有关）减小3单相电弧接地过 电压最
11、高低较高，过电压 概率小低，过电压概 率小 4单相接地保护实 现易易难难5铁磁谐振过电压高低初期高 跟踪后低低6保护接地安全性危险危险安全安全六、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 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 行改为分列运行，相
12、当于将635kV大系 统分为2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 条件的系统。 2 2、缩小系统规模：、缩小系统规模：该方法采用6kV隔离变压器，将6 35kV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 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。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： 原理：原理：在发生在发生单相电弧接地单相电弧接地时，时， 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， 将不可控的接地点变为实接地点将
13、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，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时利用过电压保护器限制接地相 电压升高，起到熄弧作用。电压升高，起到熄弧作用。 特点：特点： 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; ; 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金属性接地、稳定电金属性接地、稳定电 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 电流没有改变。电流没有改变。 在系统发生弧光接地时，装置动在系统发生弧光接地时，装置动 作引流熄弧。作引流熄弧。 缺点：缺点：接地分流装置从严格意义上讲
14、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。 不符合不符合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 电流并未限制在电流并未限制在20A20A以内。以内。 仅在仅在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 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。 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
15、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。 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 。4 4、 中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地 原理：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 电流将大减小。 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。 消弧线圈补偿原理：发 生单相接地故
16、障时，通过 消弧线圈使接地处流过一 个与容性接地电流相反的 感性电流，从而减小、甚 至抵消接地电流，消除接 地电弧引发的问题，提高 供电可靠性。 消弧线圈的补偿方式： 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 。 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。 固定全补偿 消弧线圈提供的电感电流等于接地电容电流，接地处电流 为0。 易满足谐振条件，形成串联谐振，产生过电压。 固定过补偿 电感电流大于接地电流，单相接地电流为感性。 固定过补偿方式在电网中得到广泛使用。但过补偿程度要 合适。 自动跟踪补偿 时刻跟踪电网电容电流变化，调节电感量，达到预设补偿 量，一般设定为跟踪全补偿方式。 自动跟踪补偿消弧线圈在目前电网中占据主要地位。七
