消弧线圈讲座(消弧线圈和电阻)

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SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/282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SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/283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。ABCCCIgCBCAICCICBICAUCUBUA’UAOUB’UNSYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/284电容电流的估算与测量一、架空电力线路缆芯截面（mm2）电容（μF/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=2πf×3C×106×Ue（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（%）100.030.04216350.100.130.140.1813二、电缆线路电容电流的测量一、中性点外加电容法二、母线外挂电容法三、金属接地法SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/285SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/286SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/287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。SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/288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/X1≤3R0/X1≤1)直接接地,低（≥500A）（中（100A~200A））电阻和低电抗接地等。特点：需要断路器遮断单相接地故障SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/289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）。SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2810单相电弧接地过电压•理论上的最高过电压不超过3.5p.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的实验结论）SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2811谐振接地IgILIc残流：在单相接地故障时，流经故障点电流。Ig=IL－Ic脱谐度：ε＝（IL－IC）/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。SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2812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。SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2813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：1．110kV～500kV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。SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2814国外情况1.德国，而且奥地利、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。2.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。SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2815SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2816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”），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。SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2817谐振接地的实效－供电可靠性1.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%)SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2818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。2.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。3.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。SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2819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。SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2820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4Ω，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、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。SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2821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。SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2822谐振接地的实效－经济效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SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2823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SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2824谐振接地与低电阻接地1、短时间带故障运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。SYEC上海思源电气股份有限公司上海市闵行区金都路4399号电话：[phone]/5/2825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：•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；