论文部分内容阅读
摘 要:中压电网的中性点接地方式以往多为不接地或经消弧线圈接地,当电容电流大到一定程度后应向电阻接地方式转换,以提高电网运行的安全可靠性。
关键词:电网;中性点接地;电阻接地
1 引言
电力系统中性点接地方式分为:直接接地、不接地、经消弧线圈接地以及电阻接地。其中,中性点直接接地的方式在110kV及以上电网,0.4kV电网中广泛应用,由于在这种系统中发生单项接地时,故障电流大,接地相电压下降(极限为零),要求立即切断故障线路,属大接地电流系统。在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统内,发生单相接地时,接地电流比较小,接地相电压下降,没有接地的另外两项电压升高,而三相的线电压正常,系统中负载可以正常运行,不要求立即切断故障线路,运行规程中要求在两小时之内排除故障。由于发生接地时,故障点接地电流较小,所以同属小电流接地系统。在3~60kV中压电网中广泛采用这种中性点接地方式,它的最大优点在于发生单相接地时并不立即切除故障线路,对连续性生产影响小。在电压电网中,为保证单相接地电弧能在电压过零时自动熄弧,以及单相接地故障时不至于导致烧穿相间绝缘而扩展为两相短路,要求不接地电网单相接地电容电流不大于:3~20kV电网:30A;35kV及以上电网:10A。如大于上述值时,则应在中性点串接消弧线圈,以补偿系统中的电容电流。在这种系统中,为避免全补偿而产生系统内谐振,要求采用过补偿方式运行,将脱谐度V=(Ic-IL)/Ic控制在-20%~-5%。近年来由于电网中广泛采用电缆,导致系统内电容电流增大,接地故障发生后能够继续运行的时间短,在没有可靠的接地选线设备时,采用试拉困难多,影响更大。所以消弧线圈接地的方式,随电容电流增加,优点逐渐消失,而缺点逐渐显現,从而促使我们考虑改用中性点经电阻接地的方式。
2 电阻接地系统的优点
2.1 一般非接地系统单相接地时,非接地相会产生过电压,而改为电阻接地后,只要接地电阻的电流大于、等于系统单相接地电容电流,就可以有效抑制在非接地相上产生的瞬间过电压幅值。从接地过电流曲线图1中可见,当接地电流电阻分量等于接地电流电容分量时,谐振过电压在相电压的2.75倍之内。当接地电流电阻分量进一步加大时,单相接地过电压继续下降;在接地电流电阻分量等于2倍接地电容电流分量时,谐振过电压为相电压的2倍之内。
2.2 电阻接地系统,单相接地电流的大小,可以按保证继电器能可靠动作来选配,100A以上的电阻电流就可以满足这一要求。这样就能方便地用继电器构成灵敏度达到要求的保护装置,实现选择性故障定位的接地保护,它可以正确、迅速的切除故障线路。
2.3 电阻接地系统中,故障线路在几秒内被从电网中切除,保证的了多数线路的正常运行,免受过电压的损害。目前冶金供电线路对重要负荷均采用多电源供电方式,当一路电源事故跳闸后,操作人员可以在较短时间内进行切换操作,利用完好线路满足全部负荷用电的需求,不会对生产造成重大影响。如果能在分段开关上设置自动切换装置,便可以使这一过程在数秒内完成,隔离故障线路恢复对生产的正常供电。因此电阻接地方式较之消弧线圈接地和不接地系统发生单相接地时对生产影响小,可以满足冶金企业对供电连续性的要求。
2.4 电阻接地系统可以按相电压选择电缆和各种绝缘材料,可以节省投资和维护费用。
3 零序保护的几种接入方式
3.1 三只电流互感器星形连接构成零序电流过滤器
零序保护的线圈串入流变二次侧星接的中性线上,这种接线的最大好处是可以利用过流保护的同一次级绕组,取得零序电流。要注意的是,零序保护中流过的是3I0。这种接法的不足在于:流变变比nL是根据负载电流选配的,当变比过大时,二次获得零序电流较小,是否能带动接地保护继电器可靠动作,应用中必须注意,此时,继电器动作电流计算式为:Idzj=Id÷(3×1.5×nL)
3.2 采用零序电流互感器
采用零序电流互感器套在电缆上,零序保护继电器接在流变二次中,这种方法适用于单根三芯电缆馈线,在制作电缆终端之前将零序流变套入,流变的变比可以根据需要选配。但是由于这种流变的窗口尺寸有限,多根电缆套入时较为困难。安装时要求电缆终端的金属部分及接地线在接地之前与地可靠绝缘,电缆头的接地线应在零序流变的下部(不穿过互感器)接地。
4 消弧线圈接地改为电阻接地系统时需要注意的问题
在企业供电网络中采用中性点经电阻接地的方式后,电力系统35kV电网近年随着架空线落地,改为电缆供电,正逐步向电阻接地方式过渡,区别在于其接地电阻是按2000A选配的,性质一样,只是选配参数不同。我们可以从电力系统借鉴的经验不多,这就要求我们在改为电阻接地系统之后记录好每次异常情况和事故跳闸记录的反应,不断发现问题,研究新情况,以理论指导实践,充分发挥电阻接地的优点,总结新的运行经验。改为电阻接地以后,当电缆发生单项接地时,可能会有较大的接地电流通过电缆屏蔽层和金属外护层返回大地,虽说保护要求几秒之后切断事故线路,但故障发生时的接地电流对电缆屏蔽层和金属外护层的影响如何还需要实际的检验。零序保护目前是当发生三分之一程度的接地时启动保护装置,为避免不平衡负荷造成零序保护误动,零序保护经数秒延时后动作跳闸,切断故障线路(为进一步提高可靠性,还可以增加零序电压闭锁)。为减轻接地故障对系统的影响,零序保护采用反时限原理。上述保护装置原则是否科学合理,需要时间的检验。除此之外,还有很多没有考虑到和受文章所限未能提及的问题,有待对此问题感兴趣的同仁切磋指导。
参考文献
[1]刘叔华.变压器和互感器的电路计算与向量变换[M].北京:水利电力出版社,1978.
[2]耍焕年.论城市电网接地方式的发展方向[J].中国电力:1993.
关键词:电网;中性点接地;电阻接地
1 引言
电力系统中性点接地方式分为:直接接地、不接地、经消弧线圈接地以及电阻接地。其中,中性点直接接地的方式在110kV及以上电网,0.4kV电网中广泛应用,由于在这种系统中发生单项接地时,故障电流大,接地相电压下降(极限为零),要求立即切断故障线路,属大接地电流系统。在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统内,发生单相接地时,接地电流比较小,接地相电压下降,没有接地的另外两项电压升高,而三相的线电压正常,系统中负载可以正常运行,不要求立即切断故障线路,运行规程中要求在两小时之内排除故障。由于发生接地时,故障点接地电流较小,所以同属小电流接地系统。在3~60kV中压电网中广泛采用这种中性点接地方式,它的最大优点在于发生单相接地时并不立即切除故障线路,对连续性生产影响小。在电压电网中,为保证单相接地电弧能在电压过零时自动熄弧,以及单相接地故障时不至于导致烧穿相间绝缘而扩展为两相短路,要求不接地电网单相接地电容电流不大于:3~20kV电网:30A;35kV及以上电网:10A。如大于上述值时,则应在中性点串接消弧线圈,以补偿系统中的电容电流。在这种系统中,为避免全补偿而产生系统内谐振,要求采用过补偿方式运行,将脱谐度V=(Ic-IL)/Ic控制在-20%~-5%。近年来由于电网中广泛采用电缆,导致系统内电容电流增大,接地故障发生后能够继续运行的时间短,在没有可靠的接地选线设备时,采用试拉困难多,影响更大。所以消弧线圈接地的方式,随电容电流增加,优点逐渐消失,而缺点逐渐显現,从而促使我们考虑改用中性点经电阻接地的方式。
2 电阻接地系统的优点
2.1 一般非接地系统单相接地时,非接地相会产生过电压,而改为电阻接地后,只要接地电阻的电流大于、等于系统单相接地电容电流,就可以有效抑制在非接地相上产生的瞬间过电压幅值。从接地过电流曲线图1中可见,当接地电流电阻分量等于接地电流电容分量时,谐振过电压在相电压的2.75倍之内。当接地电流电阻分量进一步加大时,单相接地过电压继续下降;在接地电流电阻分量等于2倍接地电容电流分量时,谐振过电压为相电压的2倍之内。
2.2 电阻接地系统,单相接地电流的大小,可以按保证继电器能可靠动作来选配,100A以上的电阻电流就可以满足这一要求。这样就能方便地用继电器构成灵敏度达到要求的保护装置,实现选择性故障定位的接地保护,它可以正确、迅速的切除故障线路。
2.3 电阻接地系统中,故障线路在几秒内被从电网中切除,保证的了多数线路的正常运行,免受过电压的损害。目前冶金供电线路对重要负荷均采用多电源供电方式,当一路电源事故跳闸后,操作人员可以在较短时间内进行切换操作,利用完好线路满足全部负荷用电的需求,不会对生产造成重大影响。如果能在分段开关上设置自动切换装置,便可以使这一过程在数秒内完成,隔离故障线路恢复对生产的正常供电。因此电阻接地方式较之消弧线圈接地和不接地系统发生单相接地时对生产影响小,可以满足冶金企业对供电连续性的要求。
2.4 电阻接地系统可以按相电压选择电缆和各种绝缘材料,可以节省投资和维护费用。
3 零序保护的几种接入方式
3.1 三只电流互感器星形连接构成零序电流过滤器
零序保护的线圈串入流变二次侧星接的中性线上,这种接线的最大好处是可以利用过流保护的同一次级绕组,取得零序电流。要注意的是,零序保护中流过的是3I0。这种接法的不足在于:流变变比nL是根据负载电流选配的,当变比过大时,二次获得零序电流较小,是否能带动接地保护继电器可靠动作,应用中必须注意,此时,继电器动作电流计算式为:Idzj=Id÷(3×1.5×nL)
3.2 采用零序电流互感器
采用零序电流互感器套在电缆上,零序保护继电器接在流变二次中,这种方法适用于单根三芯电缆馈线,在制作电缆终端之前将零序流变套入,流变的变比可以根据需要选配。但是由于这种流变的窗口尺寸有限,多根电缆套入时较为困难。安装时要求电缆终端的金属部分及接地线在接地之前与地可靠绝缘,电缆头的接地线应在零序流变的下部(不穿过互感器)接地。
4 消弧线圈接地改为电阻接地系统时需要注意的问题
在企业供电网络中采用中性点经电阻接地的方式后,电力系统35kV电网近年随着架空线落地,改为电缆供电,正逐步向电阻接地方式过渡,区别在于其接地电阻是按2000A选配的,性质一样,只是选配参数不同。我们可以从电力系统借鉴的经验不多,这就要求我们在改为电阻接地系统之后记录好每次异常情况和事故跳闸记录的反应,不断发现问题,研究新情况,以理论指导实践,充分发挥电阻接地的优点,总结新的运行经验。改为电阻接地以后,当电缆发生单项接地时,可能会有较大的接地电流通过电缆屏蔽层和金属外护层返回大地,虽说保护要求几秒之后切断事故线路,但故障发生时的接地电流对电缆屏蔽层和金属外护层的影响如何还需要实际的检验。零序保护目前是当发生三分之一程度的接地时启动保护装置,为避免不平衡负荷造成零序保护误动,零序保护经数秒延时后动作跳闸,切断故障线路(为进一步提高可靠性,还可以增加零序电压闭锁)。为减轻接地故障对系统的影响,零序保护采用反时限原理。上述保护装置原则是否科学合理,需要时间的检验。除此之外,还有很多没有考虑到和受文章所限未能提及的问题,有待对此问题感兴趣的同仁切磋指导。
参考文献
[1]刘叔华.变压器和互感器的电路计算与向量变换[M].北京:水利电力出版社,1978.
[2]耍焕年.论城市电网接地方式的发展方向[J].中国电力:1993.