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1、目 录绪 论3第一章 配电网常见接地方式5我国中压电网的接地方式51.1.1 中性点对地绝缘系统5中性点通过电阻接地5消弧线圈接地81.2 国内外中性点接地方式的概况131.2.1 历史回顾131.2.2 国外信息141.2.3 国内发展16第二章 中性点不同接地方式与不稳定过电压172.1 中性点接地方式的有关概念172.2 中性点谐振接地方式的特点182.2.1 中性点谐振接地的优点:182.2.2 中性点谐振接地的缺点182.3 中性点接地方式与配电网内过电压192.4 中性点接地方式与配电网防雷保护212.5 中性点谐振接地方式的应用222.6 中性点不同接地方式与供电可靠性222.6
2、.1 中性点经小电阻接地方式232.6.2 单相接地电容232.6.3 中性点不稳定过电压242.7 小结25第三章 自动跟踪补偿消弧装置的型式和工作原理27第四章 ZXB系列自动跟踪补偿消弧装置的试验运行294.1 概述294.2 对电网运行方式的跟踪294.3 对单相接地故障的处理29第五章 总 结32参考文献34绪 论本次毕业设计主要从对内、外过电压防护、配电网运行维护和供电可靠性等方面对这三种接地方式进行分析，找出这三种接地方式的优点、缺点和适用场所，以及在运行中应注意的问题。本课题研究了ZXB系列自动跟踪补偿消弧装置的工作原理，分析了ZXB系列自动跟踪补偿消弧装置的抗干扰措施，自动并
3、联特性，防雷功能和防污闪特性，论述了ZXB系列自动跟踪补偿消弧装置与配电网供电可靠性的关系。分析了自动跟踪补偿消弧装置与小电流接地选线的关系；分析了自动跟踪补偿消弧装置对电网继电保护的影响；分析了自动跟踪补偿消弧装置对电网中性点位移电压的影响，并做出了结论性的评价。 电力系统的接地处理方式主要有直接接地，电抗接地，低阻接地，高阻接地，谐振接地(又称消弧线圈接地)和不接地。前三种称为大电流接地系统，后三种称为小电流接地系统。我国366kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式，即为小电流接地系统，该系统最大的优点是发生单相接地故障时，并不破坏系统电压的对称性，且故障电流值较小，
4、不影响对用户的连续供电，系统可运行12h。但长期运行，由于非故障的两相对地电压升高倍，可能引起绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常用电。同时，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。因此，当发生单相接地故障时，必须及时找到故障线路予以切除。 配电网的中性点接地方式是一个系统工程,它保证系统在正常及故障情况下具有适当的运行条件,保证电力设备绝缘所需的工作条件,以及继电保护、自动装置和过电压保护装置的正确动作。我国中压配电网主要指10(6)60KV电压等级的电网。过去,由于配电网容量较小,中性点主要采用不接地或消弧线圈的接地方式。随着国民经济的快
5、速增长,人民生活水平的普遍提高,配电网的容量日益增大,广大用户对电网供电可靠性的要求也越来越高。原有的中性点接地方式已越来越不能满足电力系统的发展要求。中性点接地方式的确定是一个涉及到供电安全可靠性和连续性、配电网和线路结构、过电压保护和绝缘配合、继电保护方式、设备安全和人身保安、通信干扰、系统稳定等多方面因素的一个系统工程。不同地区、不同特点的配电网,在不同的发展阶段,这些因素和要求都不一样,由此就需考虑采用不同的中性点接地方式。因此必须要事先全面分析,进行充分的技术经济比较分析,综合考虑各种因素,才能确定具体适合系统的中性点接地方式。目前,我国配电网中性点接地方式主要有:中性点不接地、中性
6、点经电阻接地、中性点采用消弧线圈接地,还有采用自动跟踪补偿消弧装置接地。在610kV系统中,当电网单相接地电容电流小于10A时,中性点一般采用结构简单、供电可靠性高的不接地方式运行。而一旦电网单相接地电容电流超过10A时,接地电弧就不能可靠熄灭,必须采取措施加以限制。就目前配电网中性点接地方式而言,有的采用电阻接地,有的采用消弧线圈接地。究竟选用什么样的接地方式,不同地区应根据各自的实际情况灵活掌握。随着电力系统的发展，在3-66KV中压电网中采用自动跟踪补偿消弧装置接地方式的越来越多，因为采用自动跟踪补偿消弧装置接地与其他型式的接地方式相比有许多优点，与我国的电网结构和国情比较适应。从目前我
7、国采用的自动跟踪补偿消弧装置的型式看，主要有：调气隙式；调抽头式；直流偏磁式；调容式。这些型式的自动跟踪消弧补偿装置各有其优缺点和技术特点，对电网的安全稳定运行发挥了各自应有的作用。本文分析分析了配电网中性点各种主要接地方式如:中性点不接地方式、中性点经电阻接地方式、经老式消弧线圈接地和经自动跟踪补偿消弧装置接地方式的各种优缺点。着重分析了自动跟踪补偿消弧装置及其在电网中的应用,并以ZXB系列自动跟踪补偿消弧装置为例简要介绍了自动跟踪补偿消弧线圈的原理，以及自动跟踪补偿消弧装置在电网中运行的若干问题进行了分析和探讨。第一章 配电网常见接地方式 1.1.1 中性点对地绝缘系统 中性点绝缘系统主要
8、使用于610KV电网，这对电网电容电流不大（小于10A）时，常采用的运行方式。因为在中性点对地绝缘系统中，在电网发生单相接地时，允许带负荷运行1-2小时，这是基于系统电容电流较小时，一些瞬时性接地故障能够自行消失，这对提高供电可靠性，减少对用户停电是非常有效的。这种接地运行方式由于结构简单，投资少，在我国电网发展的初期阶段，以及现在大多数农村电网一直采用，也起到了很好的作用。但是，随着电网的不断发展，特别是城市电网电缆电路的增多，电容电流越来越大，接地电弧不能可靠熄灭，就会产生以下后果：(1) 由于持续电弧造成空气的离解，破坏了周围空气的绝缘，容易发展成随后的相间短路，引起线路跳闸，如电容电流
9、大到一定的值，而又不能及时切断故障线路时，还会发展为“火烧连营”事故.(2) 弧光接地过电压，如单相接地电弧发生间歇性的熄灭与重燃，会产生弧光接地过电压，弧光接地过电压的幅值可达Uxg，持续时间长，遍及全网会对电气设备的绝缘造成极大的危害,在绝缘薄弱处形成击穿；(3) 产生铁磁谐振过电压，铁磁谐振过电压主要是电磁式电压互感器和网络对地电容，当网络中电磁式电压互感器的励磁感振Xlp大于网络对地容抗XC时，在一定的激发因素下，就会产生铁磁谐振过电压。在不同的参数组合下，铁磁谐振可分为基波谐振，高次谐波谐振和分次谐波谐振。基波和高次谐波谐振过电压的幅值可达3Uxg，容易造成无间隙氧化锌避雷器击穿，电
10、缆头爆炸等危及电气设备绝缘的事故；分频谐振产生的大电流可过热、喷油、烧坏等事故,引起避雷器爆炸。使电压互感器的高压保险熔断，或者使电压互感器点通过电阻接地为了限制配电网内过电压的幅值，也有采用中性点经电阻接地的方式，这种接地方式的好处是对内过电压限制得比较低.中性点经电阻接地,可以直接消除不接地系统的两个严重缺点,使灵敏而有选择的接地保护得以实现,并能够减小电弧接地过电压的危害。也就是对内过电压限制得比较低,不会产生较高幅值的弧光接地过电压和铁磁谐振过电压,与零序保护配合能迅速地切除故障线路,有利于电网的稳定。采用通过电阻接地方式还有一个优点就是:一旦发生人身触电,线路立即跳闸,可减轻对触电人
11、的伤害程度。缺点是要求较高的绝缘水平;发生单相接地故障时,必须断开线路。电阻接地方式适用于以下情况:(1) 有些配电网大量采用了国外进口的低绝缘水平的设备,对内过电压要求比较严的电网;(2) 大量采用电荷率比较低的无间隙氧化锌避雷器的电网。电阻接地方式从阻值上可以分为:高阻接地、小电阻接地、中电阻接地。其阻值范围见表1。在这里我们主要分析介绍高电阻接地和低电阻接地两种接地方式。电阻接地从阻值上分可以分为：（1）高阻接地；（2）小电阻接地；（3）中电阻接地。其阻值范围见表1。表1-1 电阻接地的阻值电阻型式高电阻中电阻低电阻电阻阻值（）数百数千2010020单相接地故障电流（A）10303006
12、0010001.1.2.1高电阻接地方式以限制单相接地故障电流为目的，并可防止和阻尼谐振过电压和间歇性弧光接地过电压，主要用于20MW以上大型发电回路和某些6 10 kv配电网。但是高阻接地电容电流IC不宜过大,一般不宜大于45A,因而这种接地方式存在很大的局限性。在610kv配电系统以及发电厂厂用电系统，当单相接地电容电流较小故障不跳闸，采用高电阻接地可以减少故障点的电压梯度，阻尼谐振过电压。为了阻尼弧光接地过电压，至少应使IR=（1-）IC，这里消耗在电阻上的功率N= （1-1）式中：N消耗电阻上的功率，W； IR流过电阻的电流，A； R阻尼电阻的阻值。阻尼电阻的发热量等于阻尼电阻消耗的能
13、量 Q= （1-2）式中：t接地持续的时间。这个热量足以烧坏附近的设备，所以高阻接地电容电流IC不宜过大，一般不宜大于4 5A，因而这种接地方式局限性很大。1.1.2.2 小电阻接地方式故障电流的标准为10 1000A，根据我国具体情况，接地故障电流为400 1000A，考虑过电压与绝缘配合，继电保护动作的选择性，对通讯线的干扰以及中性点设备的动热稳定，一般电阻取值为R=1020，小电阻接地系统，一般配备零序保护，在线路发生单相接地故障时，零序保护启动，可快速切断单相接地故障线路。在电网比较完善的欧美国家中,电网一般配备有多条备用线路,因而多采用中性点经低电阻接地,配合快速继电保护和开关装置,
14、瞬间跳开故障线路,投入备用线路,因而并不影响电网的供电可靠性。而我国电网尚不十分完善,配有多条备用线路的电网较少,且一般集中于某些大城市。因而在以架空线路为主的配电网中,低电阻接地因其故障跳闸率较高,使用受到了局限。但在以电缆为主的配电网中因其故障率极低,这个问题并不突出。并且使用了绝缘水平低的电缆,为了降低过电压水平,减小相间故障的可能性,要求采用低电阻接地方式。同时,电缆线路发生单相接地故障时,一般为破坏性故障,此时应瞬间跳开故障线路。采用低电阻接地方式能很好地满足要求。因而,结合我国的具体情况,对某些以电缆为主的配电网,建议采用小电阻接地方式。这种接地方式的优点为：（1）单相接地工频过电
15、压可限制到1.4U以下；（2）可把弧光接地过电压限制到1.9U以下；（3）能够完全抑制电网中因PT磁饱和所引起的铁磁谐振过电压；（4）小电阻接地方式对电容电流的变化及电网的发展适应范围很大，即随着电网电容电流的变化，接地电流水平变化不大；（5）可以降低单相接地故障时的非故障相的过电压,抑制弧光接地过电压,消除谐振过电压和断线过电压,避免使单相接地故障发展成相间故障,可采用绝缘水平较低的电缆及设备,减少部分投资.（6）单相接地故障,流过故障线路的电流较大,零序电流保护有较好的灵敏性,可以较容易切除接地线路.一般将单相接地故障电流控制在500A左右,通过此电流起动零序保护动作.（7）实际运行证明：接地故障电流水平ID在1000A以下时，通讯线路干扰不大。但这种接地方式也存在不利的一面，主要表现在：（1）由于发生单相接地，线路就要跳闸，牺牲了供电可靠性；（2）当单相接地电流较大时（如大于1000A）可能对通讯线路造
