电力系统谐振接地

电力系统谐振接地
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电力系统谐振接地

电力系统谐振接地是一种特殊的中性点接地方式,主要用于中压和高压电网(如35kV及以下电压等级)中。其核心目的是通过在系统中性点接入电抗器或消弧线圈,补偿电网中的电容电流,从而有效抑制单相接地故障时的电弧重燃现象,降低过电压风险,提高供电可靠性。

谐振接地的基本原理电力系统中的架空线路和电缆会产生分布电容,当发生单相接地故障时,故障点会流过较大的电容电流。如果电容电流过大,可能会导致电弧不稳定,引发间歇性电弧过电压,甚至可能损坏设备或引发多点接地故障。谐振接地通过在系统中性点接入一个可调电感(即消弧线圈),使该电感电流与系统的电容电流相互抵消,达到完全或部分补偿的效果。当电感电流与电容电流大小相等、方向相反时,系统进入“谐振”状态,此时接地故障点的电流接近零,电弧能够自然熄灭。

谐振接地的优点1.抑制电弧重燃:通过补偿电容电流,减少接地故障时的电弧能量,防止电弧反复重燃。2.降低过电压:有效抑制间歇性电弧引起的过电压,保护绝缘薄弱点。3.提高供电可靠性:允许系统在单相接地故障下短时间继续运行,避免立即跳闸。4.适应性强:适用于电缆线路较多的配电网,能够灵活调整补偿度以适应不同运行条件。

谐振接地的分类根据补偿程度的不同,谐振接地可分为三种类型:1.全补偿:电感电流完全等于电容电流,理论上接地电流为零,但容易引发串联谐振gb 6011-1985 纤维增强塑料燃烧性能试验方法 炽热棒法,产生高幅值过电压。2.欠补偿:电感电流小于电容电流,适用于电网扩展后电容电流增大的情况。3.过补偿:电感电流大于电容电流,是最常用的补偿方式,能避免串联谐振的风险。

谐振接地的应用谐振接地广泛应用于中压配电网(如6kV、10kV、35kV)以及一些特殊场合(如发电厂辅助系统)。它特别适合于电缆线路比例较高的电网,因为电缆的电容电流远大于架空线路。

注意事项尽管谐振接地有许多优点,但也存在一些问题需要解决:1.谐振过电压:在某些情况下,可能因参数匹配不当而引发谐振过电压。2.动态补偿需求:电网结构变化时,需及时调整消弧线圈的补偿参数。3.监测与控制:需要配备完善的接地故障检测和补偿控制系统,以确保系统稳定运行。

总之,谐振接地是电力系统中一种重要的中性点接地方式,能够在保证供电可靠性的前提下,有效降低单相接地故障的危害。随着智能电网技术的发展,谐振接地系统将进一步结合自动化和智能化手段,提升电网的安全性和经济性。

对于中性点有效接地的高压电力系统,单相接地故障电流一般均小于三相短路电流、对 每个运行中的电力系统来说,具体的数值需视k值而定。如果单相接地故障电流大下三 相短路电流,则应减少中性点直接接地变压器的容量或台数。当然,这个问题尚需与继回保 护的配置统一考虑,以便使零序过电流保护能够正确动作。从选择断路器的参数方面考虑 世需要限制单相接地故障电流。 关于非故障相最大的工频电压升高和中性点位移电压,一般均不会超过上述的上限值 世不会低于其下限值。 全接地(非常有效接地)系统 寸于超高压和特高压的中性点全接地系统,单相接地故障电流偏向于上限方向,非战障 相工频电压升高和中性点位移电压则偏向于下限方向: 时于运行中的中性点全接地的超高压和特高压电力系统,其单相接地故镜电流可能太王

第一章电力系统中性点楼地方式概论

二、中性点非有效接地系统

(10.在选川100%的避需器保护时,应当注意这一间题。 1性点不接地的也力系统,除了非故障相的电压升高可能超出线由压三鱼形之处

3IAX2两个电压分量 1Z0= IA×3R,相量相加。因X=X.所以 、 两个元功电压分量均为AX。,非故障相的电压增量为:

图!9电接地时故障相电压的轨通

第一章电力集统中性点接地方式概论

章电力系统中性点接地

相据对中性点非有效接地系统的分 析.不接地方式和谐振接地方式的条件虽 然略有不同,但也多用110%的避雷器 止:外,并联补偿电抗器还可限制切断

第仁节友电机中胜点的接地方式

第广节不同接地万式时适用范围

一章电力系税中性点接:

一章电力系缆中性点楼地方式概论

不断行人参考引用。现在,许多情况已经发生了变化,有些已不适用,应当进行修改补充。 纵观以上内容可知,世界上关于电力系统中的大、小接地故障电流的划分和中性点的不 同接地方式之问有着密切的联系,中性点的接地方式又与电力系统的各个电压等级存在着 定的对应关系,不同的中性点接地方式确定也力系统有不同的运行特性。不过,由于电力系 统的复杂性,有时在相邻的两个或几个电压等级之间,这种对应关系可因安全经济运行或建 设发展的需要而变为交错覆盖的关系:

:800 ' : 134F1111PP48P:131088 8N用N8M1 相牌8P制H8B2A8 4: H 用 88

第二节减小接地放鹭电流

不参加熄弧过程,所以在图2.2中可以忽略

图2.残流I与失谐度的关系曲线

万门趋近广1,则表示回路或消弧线圈的工作状态逐渐向谐振点靠拢。 1)全补偿(谐振点,K=1)。当电流谐振回路恰好在谐振点工作时,因K=1, 0、1=1R等,此时的情况与=0时完全相同 (2)欠补偿(K<1),当电流谐振回路在欠补偿状态下工作时,因K<1,.<1, >1等,此时的情况与>0时完全相同 (3)过补偿(K>1)、当电流谐振回路在过补偿状态下工作时,因K>11>

第二童 请振接地原理

俏帐线圈越趋近谐振点运行,失谐度≈0,合谐度K≈1,则残流I越小,熄弧越加

流之匕,也即对地泄漏电导与电容电纳之比;d为因消弧线圈的有功损耗而增加的阻尼率 其值为消弧线圈的合谐度K与其有功损耗P(%)的两者之积,即dL=KP。 月为消弧线圈的补偿容量Q=IU。,由此可得用百分值表示的消弧线圈的有功提耗:

P(%)= ×100%= I. 11

五、不同补偿状态下的残流特性

第三节降抵故障相板夏电压的动速度

一、补偿电网电压恢复过程及相量图 当发生单相接地故障时,中性点位移至相电压,故障相的电压下降为零,非故障相电 新线电压:当接地电弧熄灭后,补偿电网恢复正常运行过程中的电压相量图如图2.7月

偏离谐振点,情况差别越大。自由振荡电压u的角频率oo也将由失谐度的具体 其值为:

第工章 请振接地康理

、故障相恢复电压的表达式

同补偿状态下的恢复电围

四、故障相电压的恢复时间

图29/d不同比值时恢复电片 的包络线族

第四节接池电流电弧助焊

补偿电网中接地电弧的熄灭,与残余电流的大小和性质等因素有关,而残流的大八和 又因消弧线圈的调谐状态不同而有所区别。在残余电流为有功电流、电感电流和电容 情况下,其数值的大小和恢复电压的特性,均随失谐度与阻尼率的不同面改变,起然

(.3)有功电流熄弧情况居中,这点与谐振接地的电网不同,中性点经高电阻接地时, 罚 大了接地故障电流,在能够保证接地电弧瞬问熄灭的条件下,尚可使用;中性点经低电问接 地时,间题较多、需要慎重考虑(详见第五章)

二、残余电流电弧的熄灭

第五节正常运行腾况下时应超厦

如果单纯从熄灭故障点接地电弧的角度考虑,消弧线圈在全补偿(谐振点)状态工作 最为有利,同时这也有利于故障点绝缘介质耐压强度的恢复。这是谐振接地方式的基不出发 广 实际1,对丁运行中的电网、特别是中压电网,·般线路导线的换位情况欠佳,网的 相对地电容互不相等,因此,中性点对地必然存在··定数值的残余电压,当消弧线剧段人

里向需提及,对于中性点不接地运行的发电机与纯电缆网络而言,其中性点在运行中 也不避免地呈现出·定数值的对地电位差,通常也被称之为“不对称电压”足不完全正确 的,目为在相关回路中存在着相当数量的高次谐波分量(基波含量甚微),才是引起这现 象的斯实原因。至于它们的三相对地电容值,不仅不是不对称,反而是对称情况良好,所 以,在这种情况下使用“残余电斥”的概念才足合适的。 “残余电压”这一术语,从总体上概括了因各种不同原因引起的中性点对地电位差,而 “不对弥电压”只是其中的一种。由于架空线路电网和混合电网较为普遍,所以,我们作讨 论补偿:电网的有关问题时,仍采用不对称电压这个术语。 工对称中开和工产

、不对称电压和不对称度

1不对称电压(U0) 在消弧线圈投人运行前或退出运行后,当电网中性点处于不接地状态下运行时,图2!1 中的:相对地电容电流,只能以大地作为返回之通路。根据基尔霍大定律口得,

UAYa+ UYB+ UcYc=0

式中:YA、YB、Y·分别为电网二相的对地导纳。 假定已知中性点的不对称电压为U00,则一相对地电压等于三相对中性点的电压与中件 点x地电压的相量和,即:

式中:UAn、Upo、L'co分别为电源的三相对地电压。 假定电源为无限大,则可认为一者对称,因此

二 S (gA+jo()+(g+joCB)+(g+jo() Y,

中建某局土方开挖施工方案(55p)-CA+a²CB+a 中 CA+C+C 为电网的 称电压因子;U为相电压。

,用百分值表示的不对称度(40

当电网的中性点不接地时,因为阻尼率仅为dg=1.5%~2.0%,所以它对不对称电 影响可忽略不计。在这种情况下,电网的不对称度u可近似为:

a²△C+a△C W 1+m2+m3 3C、+△C+△C

.21 (x12 +2m

第六章 请裱接地康理

图212um的斜角坐标相域图(C>C>(

值.多次计算与实测结果表明,架空线路电网的不对称度通常为0.5%一1.5%。较人节数 值为冠于架空线路电网,较小的数值对应于电缆居多的混合电网,而纯电缆网络的不对称 建? 1 般情况下数值很小 三、电压谐振等值回路 当消弧线閣投人运行后,补偿电网在正常运行情况下兰渝铁路某标段某隧道实施性施工组织设计,消弧线圈的电感与电网的三机对 地电容构成电压谐振回路,如图2.13所示 中消弧线圈的等值损耗电阻rL,既可与其电感L并联,也可以与之串联,主要;计 算与使来确定。它们之间的互换关系按照普通电工.基础中的有关公式进行。

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