《电力系统中性点接地精选文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统中性点接地精选文档.ppt（74页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、电力系统中性点接地本讲稿第一页，共七十四页一、一、110110kVkV及以上电网中性点接地方式及以上电网中性点接地方式二、配电网中性点接地方式二、配电网中性点接地方式主主 要要 内内 容容本讲稿第二页，共七十四页n110kV110kV500kV500kV系系统统应应该该采采用用有有效效接接地地方方式式，即即系系统统在在各各种种条条件件下下应应该该使使零零序序与与正正序序电电抗抗之之比比(X0/X1)(X0/X1)为为正正值值并并且且不不大大于于3 3，而而其其零零序序电电阻阻与与正正序序电电抗抗之之比比(R0/X1)(R0/X1)为为正正值并且不大于值并且不大于1 1。n110kV110kV及
2、及220kV220kV电电网网中中变变压压器器中中性性点点直直接接接接地地，部部分分变变压压器中性点经间隙、避雷器或经间隙与避雷器并联接地。器中性点经间隙、避雷器或经间隙与避雷器并联接地。n330kV330kV及及500kV500kV系统中变压器中性点直接接地。系统中变压器中性点直接接地。n为为限限制制电电网网单单相相短短路路电电流流，110110kVkV及及以以上上变变压压器器中中性性点点可采用低电抗接地。可采用低电抗接地。110110kVkV及以上电网中性点接地方式及以上电网中性点接地方式本讲稿第三页，共七十四页n部分变压器中性点不接地：部分变压器中性点不接地：部分变压器中性点不接地：部分
3、变压器中性点不接地：为了限制单相接地短路电流，防止通讯干扰为了限制单相接地短路电流，防止通讯干扰和继电保护的整定配置等要求，一台变压器中性和继电保护的整定配置等要求，一台变压器中性点直接接地，其余变压器的中性点经避雷器或保点直接接地，其余变压器的中性点经避雷器或保护间隙接地，或者经避雷器与保护间隙并联接地。护间隙接地，或者经避雷器与保护间隙并联接地。110110kVkV、220kV220kV变压器中性点保护变压器中性点保护本讲稿第四页，共七十四页金属氧化物避雷器保护金属氧化物避雷器保护n n 避雷器型号：避雷器型号：避雷器型号：避雷器型号：110kV110kV110kV110kV：Y1.5W-
4、60/144Y1.5W-60/144Y1.5W-60/144Y1.5W-60/144 220kV 220kV 220kV 220kV：Y1.5W-144/320Y1.5W-144/320Y1.5W-144/320Y1.5W-144/320n n 缺点：缺点：缺点：缺点：发生单相接地且失地故障时，引起的过电压易使发生单相接地且失地故障时，引起的过电压易使发生单相接地且失地故障时，引起的过电压易使发生单相接地且失地故障时，引起的过电压易使避雷器受损或爆炸。避雷器受损或爆炸。避雷器受损或爆炸。避雷器受损或爆炸。本讲稿第五页，共七十四页n棒间隙参数：棒间隙参数：间隙结构：选用间隙结构：选用121216
5、16不锈钢棒，端部为半球头；不锈钢棒，端部为半球头；间间隙隙距距离离：110kV110kV、220kV220kV变变压压器器分分别别选选为为105105115mm115mm和和255255300mm300mm。n缺点：缺点：采采用用分分体体式式安安装装，距距离离调调节节不不准准，同同心心度度差差，放放电电后后产产生生的电弧烧蚀电极；的电弧烧蚀电极；在雷电冲击下，产生截波，威胁设备绝缘安全；在雷电冲击下，产生截波，威胁设备绝缘安全；保护间隙不能自熄弧，需要靠继电保护切断电弧，引起继保护间隙不能自熄弧，需要靠继电保护切断电弧，引起继电保护误动。电保护误动。棒棒间隙保护棒棒间隙保护本讲稿第六页，共七
6、十四页n缺点：缺点：避雷器保护水平、棒间隙动作特性与变压器中性点的绝缘水平避雷器保护水平、棒间隙动作特性与变压器中性点的绝缘水平之间的配合要求很苛刻，难以实现。之间的配合要求很苛刻，难以实现。避雷器与间隙并联保护避雷器与间隙并联保护n n变压器中性点保护的发展：变压器中性点保护的发展：变压器中性点保护的发展：变压器中性点保护的发展：复合间隙复合间隙复合间隙复合间隙可控间隙可控间隙可控间隙可控间隙本讲稿第七页，共七十四页 复合间隙结构示意图复合间隙结构示意图复合间隙结构示意图复合间隙结构示意图复合间隙复合间隙n n结构设计及优点结构设计及优点结构设计及优点结构设计及优点：采用复合绝缘子作机械支撑
7、，将高、低压电极固定在绝缘采用复合绝缘子作机械支撑，将高、低压电极固定在绝缘采用复合绝缘子作机械支撑，将高、低压电极固定在绝缘采用复合绝缘子作机械支撑，将高、低压电极固定在绝缘子两端，间隙电极为羊角形子两端，间隙电极为羊角形子两端，间隙电极为羊角形子两端，间隙电极为羊角形。其放电电极和燃弧电极分离其放电电极和燃弧电极分离其放电电极和燃弧电极分离其放电电极和燃弧电极分离；具有同心度好、距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性具有同心度好、距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性具有同心度好、距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性具有同心度好、距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性能强、放电电压稳定等优点；克
8、服了分体式安装棒间隙的能强、放电电压稳定等优点；克服了分体式安装棒间隙的能强、放电电压稳定等优点；克服了分体式安装棒间隙的能强、放电电压稳定等优点；克服了分体式安装棒间隙的固有缺陷，更适合变压器中性点保护。固有缺陷，更适合变压器中性点保护。固有缺陷，更适合变压器中性点保护。固有缺陷，更适合变压器中性点保护。本讲稿第八页，共七十四页复合间隙复合间隙n保护原则：保护原则：(1)(1)在雷电过电压作用下，间隙应击穿，保护变压器中性点绝在雷电过电压作用下，间隙应击穿，保护变压器中性点绝缘，其雷电冲击放电电压与变压器中性点的雷电冲击耐受水平缘，其雷电冲击放电电压与变压器中性点的雷电冲击耐受水平协调配合。
9、协调配合。(2)(2)系统发生单相接地故障时，中性点绝缘能耐受故障产生系统发生单相接地故障时，中性点绝缘能耐受故障产生的过电压，间隙不应击穿，以免继电保护误动；当系统发生的过电压，间隙不应击穿，以免继电保护误动；当系统发生单相接地且中性点失地，或系统出现非全相运行、谐振故障单相接地且中性点失地，或系统出现非全相运行、谐振故障等引起高于一定幅值的工频过电压时，间隙应击穿，箝住系等引起高于一定幅值的工频过电压时，间隙应击穿，箝住系统中性点，限制变压器中性点过电压。统中性点，限制变压器中性点过电压。本讲稿第九页，共七十四页复合间隙复合间隙 （3 3 3 3）为防止雷电侵入波引起误动，建议变压器中性点
10、零）为防止雷电侵入波引起误动，建议变压器中性点零）为防止雷电侵入波引起误动，建议变压器中性点零）为防止雷电侵入波引起误动，建议变压器中性点零序电流电压保护整定时间由现行的序电流电压保护整定时间由现行的序电流电压保护整定时间由现行的序电流电压保护整定时间由现行的0.30.30.30.30.5s0.5s0.5s0.5s延长到延长到延长到延长到0.8s0.8s0.8s0.8s，一次侧电流取，一次侧电流取，一次侧电流取，一次侧电流取50505050100A100A100A100A。本讲稿第十页，共七十四页复合间隙复合间隙n n通过雷电冲击和工频放电试验，选取了复合间隙的各通过雷电冲击和工频放电试验，选
11、取了复合间隙的各通过雷电冲击和工频放电试验，选取了复合间隙的各通过雷电冲击和工频放电试验，选取了复合间隙的各元件参数。元件参数。元件参数。元件参数。复合绝缘子复合绝缘子复合绝缘子复合绝缘子 35kV 35kV 35kV 35kV、110kV110kV110kV110kV等级等级等级等级羊角电极羊角电极羊角电极羊角电极 14-7514-7514-7514-75，直径为，直径为，直径为，直径为14mm14mm14mm14mm，夹角为，夹角为，夹角为，夹角为75757575。间隙距离间隙距离间隙距离间隙距离 110kV110kV110kV110kV：70707070100mm 100mm 100mm
12、 100mm 220kV 220kV 220kV 220kV：240240240240280mm280mm280mm280mm 本讲稿第十一页，共七十四页n保护原理：保护原理：可控间隙与避雷器并联使用。可控间隙与避雷器并联使用。雷电及暂态过电压下，由避雷器动作限制过电压，可控雷电及暂态过电压下，由避雷器动作限制过电压，可控间隙不应动作。当系统发生单相接地间隙不应动作。当系统发生单相接地(不失地不失地)故障时，故障时，此过电压对中性点绝缘无威胁，可控间隙不动作。此过电压对中性点绝缘无威胁，可控间隙不动作。发生工频过电压发生工频过电压(孤立不接地系统单相接地且失地或孤立不接地系统单相接地且失地或非
13、全相运行非全相运行)时，可控间隙动作，保护变压器中性点绝时，可控间隙动作，保护变压器中性点绝缘和避雷器。缘和避雷器。可控间隙可控间隙本讲稿第十二页，共七十四页n结构：结构：可控间隙主要由固定间隙、控制间隙和电容均压回路组成；羊可控间隙主要由固定间隙、控制间隙和电容均压回路组成；羊角间隙用作固定间隙，采用真空开关控制可控间隙的自动击穿。角间隙用作固定间隙，采用真空开关控制可控间隙的自动击穿。可控间隙可控间隙 可控间隙与避雷器并联保护示意图可控间隙与避雷器并联保护示意图可控间隙与避雷器并联保护示意图可控间隙与避雷器并联保护示意图电容均压电容均压回路回路本讲稿第十三页，共七十四页结论结论复合间隙其放
14、电电极和燃弧电极分离；具有同心度好、复合间隙其放电电极和燃弧电极分离；具有同心度好、复合间隙其放电电极和燃弧电极分离；具有同心度好、复合间隙其放电电极和燃弧电极分离；具有同心度好、距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性能强、放电电距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性能强、放电电距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性能强、放电电距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性能强、放电电压稳定等优点；克服了分体式安装棒间隙的固有缺陷，压稳定等优点；克服了分体式安装棒间隙的固有缺陷，压稳定等优点；克服了分体式安装棒间隙的固有缺陷，压稳定等优点；克服了分体式安装棒间隙的固有缺陷，更适合变压器中性点保护。更适合变压器
15、中性点保护。更适合变压器中性点保护。更适合变压器中性点保护。为防止雷电侵入波引起误动，建议变压器中性点为防止雷电侵入波引起误动，建议变压器中性点为防止雷电侵入波引起误动，建议变压器中性点为防止雷电侵入波引起误动，建议变压器中性点零序电流电压保护整定时间由现行的零序电流电压保护整定时间由现行的零序电流电压保护整定时间由现行的零序电流电压保护整定时间由现行的0.30.30.30.30.5s0.5s0.5s0.5s延长延长延长延长到到到到0.8s0.8s0.8s0.8s，一次侧电流取，一次侧电流取，一次侧电流取，一次侧电流取50505050100A100A100A100A。该产品已获国家实用新型专利
16、该产品已获国家实用新型专利该产品已获国家实用新型专利该产品已获国家实用新型专利(专利号为专利号为专利号为专利号为ZL ZL ZL ZL 200520000584.9)200520000584.9)200520000584.9)200520000584.9)。本讲稿第十四页，共七十四页结论结论可可可可控控控控间间间间隙隙隙隙有有有有效效效效解解解解决决决决了了了了间间间间隙隙隙隙、避避避避雷雷雷雷器器器器及及及及棒棒棒棒间间间间隙隙隙隙与与与与避避避避雷雷雷雷器器器器并并并并联联联联保保保保护护护护存存存存在在在在的的的的问问问问题题题题；可可可可控控控控间间间间隙隙隙隙与与与与避避避避雷雷雷雷
17、器器器器并并并并联联联联可可可可有效保护变压器中性点。有效保护变压器中性点。有效保护变压器中性点。有效保护变压器中性点。该该产产品品已已获获国国家家实实用用新新型型专专利利，发发明明专专利利正正在在审审批之中。批之中。本讲稿第十五页，共七十四页配电网中性点接地方式配电网中性点接地方式n n中性点不接地中性点不接地n n中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地n n中性点经低电阻接地中性点经低电阻接地n n中性点经高电阻接地中性点经高电阻接地n n中性点经消弧线圈并联电阻接地中性点经消弧线圈并联电阻接地本讲稿第十六页，共七十四页n中中性性点点不不接接地地方方式式主主要要应应用用于于电电网网的的电
18、电容容电电流流不不大大于于10A10A的配电网中。的配电网中。n优点优点可带故障持续运行两小时，供电可靠性高。可带故障持续运行两小时，供电可靠性高。发发生生单单相相接接地地故故障障时时流流过过故故障障点点的的电电流流为为电电容容电电流流，跨跨步步电电压和接触电压低，对信息系统的干扰小。压和接触电压低，对信息系统的干扰小。n缺点缺点当当电电网网发发生生单单相相接接地地故故障障时时，还还存存在在产产生生间间歇歇性性弧弧光光接接地地过过电压的概率，会发展成相间短路故障，造成事故的扩大。电压的概率，会发展成相间短路故障，造成事故的扩大。中性点不接地中性点不接地本讲稿第十七页，共七十四页n电网的电容电流
19、大于电网的电容电流大于10A10A时应采用消弧线圈接地。时应采用消弧线圈接地。n优点：优点：补补偿偿电电容容电电流流，减减缓缓恢恢复复电电压压的的上上升升速速度度，有有利利于于接接地地电电弧弧的的熄熄灭灭，降降低低了了间间歇歇性性弧弧光光接接地地过过电电压压发发生生的的概率，使得大多数瞬时性接地故障自动消失。概率，使得大多数瞬时性接地故障自动消失。消消弧弧线线圈圈的的感感抗抗比比电电磁磁式式电电压压互互感感器器的的励励磁磁电电抗抗小小的的多多，两两者者处处于于并并联联状状态态，能能够够抑抑制制电电磁磁式式电电压压互互感感器器饱饱和和引引起起的铁磁谐振现象。的铁磁谐振现象。中性点经消弧线圈接地中
20、性点经消弧线圈接地本讲稿第十八页，共七十四页n缺点：缺点：消消弧弧线线圈圈接接近近于于全全补补偿偿运运行行时时，会会放放大大中中性性点点的的位位移移电电压压，出现出现“虚幻接地虚幻接地”现象现象。消消弧弧线线圈圈接接地地仅仅能能降降低低发发生生弧弧光光接接地地过过电电压压的的概概率率，并并不不能能完全消除弧光接地过电压。完全消除弧光接地过电压。单相接地故障选线准确率低。单相接地故障选线准确率低。中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地本讲稿第十九页，共七十四页n配配电电网网中中性性点点经经电电阻阻接接地地分分为为：高高阻阻接接地地和和低低电电阻阻接接地地，其接地点阻性电流的范围如下所示：其接地
21、点阻性电流的范围如下所示：中性点经电阻中性点经电阻接地接地电阻接地方式电阻接地方式电阻接地方式电阻接地方式高电阻高电阻高电阻高电阻低电阻低电阻低电阻低电阻单相接地故障电流单相接地故障电流单相接地故障电流单相接地故障电流10 A10 A几百安培及以上几百安培及以上几百安培及以上几百安培及以上中性点经电阻接地方式的划分中性点经电阻接地方式的划分本讲稿第二十页，共七十四页n电电容容电电流流小小于于10A10A的的电电网网，为为限限制制暂暂态态过过电电压压和和实实现现单单相相接接地故障准确选线，中性点宜采用高阻接地。地故障准确选线，中性点宜采用高阻接地。n可可以以抑抑制制和和阻阻尼尼间间歇歇性性弧弧光
22、光接接地地过过电电压压和和多多种种谐谐振振过过电电压压，使过电压倍数降低到使过电压倍数降低到3.0 p.u.3.0 p.u.以下。以下。n可以利用零序有功分量方法实现单相接地故障准确选线。可以利用零序有功分量方法实现单相接地故障准确选线。高电阻高电阻接地接地本讲稿第二十一页，共七十四页n纯纯电电缆缆网网络络或或以以电电缆缆为为主主的的电电网网，中中性性点点可可采采用用低低电电阻阻接接地地，不宜在架空网络或架空电缆混合网络中应用。不宜在架空网络或架空电缆混合网络中应用。n可降低暂态过电压，使过电压倍数降低至可降低暂态过电压，使过电压倍数降低至2.52.5p.u.p.u.以下。以下。n可快速切除单
23、相接地故障线路。可快速切除单相接地故障线路。低电阻低电阻接地接地本讲稿第二十二页，共七十四页n中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式充充分分发发挥挥了了消消弧弧线线圈圈补补偿偿电电容容电电流流和和中中性性点点电电阻阻释释放放线线路路残残余余电电荷荷的的优优点点，可以有效限制暂态过电压，实现单相接地准确故障选线。可以有效限制暂态过电压，实现单相接地准确故障选线。中性点经消弧线圈并联电阻接地中性点经消弧线圈并联电阻接地本讲稿第二十三页，共七十四页n中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地装装置置主主要要由由可可自自动动调调谐谐的的消消弧弧线线圈圈、中中性性
24、点点接接地地电电阻阻器器、控控制制器器以以及及相相应应的的检检测测元元件件等等组成。组成。消弧线圈并联电阻接地装置消弧线圈并联电阻接地装置T T为接地变压器；为接地变压器；L L为可自动调谐的消弧线圈；为可自动调谐的消弧线圈；RbRb为中性点接地电阻器，用于抑制电网为中性点接地电阻器，用于抑制电网内部过电压以及实现单相接地故障选线；内部过电压以及实现单相接地故障选线；KGKG为开关，用于控制中性点接地电阻为开关，用于控制中性点接地电阻器的投切；器的投切；CT1CT1，CT2CT2，CTnCTn为线路零序电流互感为线路零序电流互感器，用于出线零序电流的监测，实现单相接器，用于出线零序电流的监测，
25、实现单相接地故障选线。地故障选线。本讲稿第二十四页，共七十四页n中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式以以可可自自动动调调谐谐的的消消弧弧线线圈圈为为基基础础，配配以以中中性性点点并并联联接接地地电电阻阻器器，以以达达到到补补偿偿电电容容电电流流、降降低低过过电电压压水水平平、实实现现单单相相接接地地故故障障线路检测的功能。线路检测的功能。n按按照照电电网网正正常常运运行行、电电网网发发生生单单相相永永久久性性接接地地故故障障分别介绍该中性点接地方式的运行控制策略。分别介绍该中性点接地方式的运行控制策略。消弧线圈并联电阻接地的工作原理消弧线圈并联电阻接地的工作原理本讲
26、稿第二十五页，共七十四页n当当电电网网正正常常运运行行时时，中中性性点点长长期期接接入入消消弧弧线线圈圈和和接接地地电电阻器，充分发挥中性点接地电阻抑制谐振过电压的作用。阻器，充分发挥中性点接地电阻抑制谐振过电压的作用。n若若装装置置采采用用预预调调节节方方式式，则则实实时时跟跟踪踪电电网网参参数数的的变变化化，需需要要调调整整时时，控控制制器器发发出出指指令令自自动动调调整整消消弧弧线线圈圈的的档档位位，保保证证消消弧弧线线圈圈始始终终工工作作在在残残流流为为最最小小的的最最佳佳工工作作点点，等等待待电电网网接接地地故故障障的的发生。发生。n若若装装置置采采用用跟跟踪踪调调节节方方式式，则则
27、装装置置只只实实时时跟跟踪踪电电网网参参数数的的变变化化，不不需需要要实实时时调调整整消消弧弧线线圈圈的的档档位位，只只在在故故障障时时迅迅速速调调节节消弧线圈的档位至最佳补偿档。消弧线圈的档位至最佳补偿档。电电 网网 正正 常常 运运 行行本讲稿第二十六页，共七十四页n若故障为永久性单相接地故障，进行故障选线。若故障为永久性单相接地故障，进行故障选线。n中中性性点点接接地地电电阻阻的的接接入入将将有有利利于于电电弧弧熄熄弧弧和和重重燃燃过过程程中中积积累的多余电荷的释放，大大限制了弧光接地过电压的幅值。累的多余电荷的释放，大大限制了弧光接地过电压的幅值。n中中性性点点接接地地电电阻阻的的切切
28、除除使使控控制制器器得得到到了了充充分分的的故故障障选选线线信信息息，便便于于快快速速做做出出选选线线判判断断，选选线线后后可可给给出出报报警警信信号号或使相应线路断路器跳闸以跳开故障线路。或使相应线路断路器跳闸以跳开故障线路。电网发生单相永久性接地故障电网发生单相永久性接地故障本讲稿第二十七页，共七十四页n配电网中常见的过电压主要有以下几种类型：配电网中常见的过电压主要有以下几种类型：线性谐振过电压、线性谐振过电压、间歇性电弧接地过电压、间歇性电弧接地过电压、铁铁磁磁谐谐振振过过电电压压，包包括括断断线线谐谐振振过过电电压压以以及及PTPT饱和过电压。饱和过电压。对电网过电压的抑制作用机理分
29、析对电网过电压的抑制作用机理分析本讲稿第二十八页，共七十四页n电电力力网网中中不不带带铁铁芯芯的的电电感感元元件件(如如输输电电线线路路的的电电感感,变变压压器器的的漏漏感感等等）或或励励磁磁特特性性接接近近线线性性的的带带铁铁芯芯的的电电感感元元件件(如如消消弧弧线线圈圈等等）和和电电网网中中的的电电容容元元件件（如如线线路路对对地地电电容容等等）在在电电网网不不对对称称电电压压的的作作用用下下由由于于发发生生串串联联谐谐振振而而产产生生的的过过电电压压,称为电网的称为电网的线性谐振过电压线性谐振过电压。n电电网网线线性性谐谐振振过过电电压压最最常常见见的的表表现现形形式式就就是是中中性性点
30、点电电压压的的位位移移现现象象。在在DL/T620-1997交交流流电电气气装装置置的的过过电电压压保保护护和和绝绝缘缘配配合合电电力力行行业业规规程程对对中中性性点点位位移移电电压压的的数数值值做做出出了了如如下下明明确确的的要要求求：“消消弧弧线线圈圈接接地地系系统统，在在正正常常运运行行情情况况下下，中中性性点点的的长时间电压位移不应超过系统标称相电压的长时间电压位移不应超过系统标称相电压的15%”。对线性谐振过电压的抑制作用分析对线性谐振过电压的抑制作用分析本讲稿第二十九页，共七十四页对线性谐振过电压的抑制作用分析对线性谐振过电压的抑制作用分析n n电网正常运行时，经消弧线圈接地电网的
31、零序等值电路是一个电网正常运行时，经消弧线圈接地电网的零序等值电路是一个电网正常运行时，经消弧线圈接地电网的零序等值电路是一个电网正常运行时，经消弧线圈接地电网的零序等值电路是一个串联谐振电路，如下图所示，图中串联谐振电路，如下图所示，图中串联谐振电路，如下图所示，图中串联谐振电路，如下图所示，图中L L L L、gLgLgLgL分别为消弧线圈的分别为消弧线圈的分别为消弧线圈的分别为消弧线圈的电感和等值电导；电感和等值电导；电感和等值电导；电感和等值电导；C C C C、g g g g为电网每相对地电容和对地泄漏为电网每相对地电容和对地泄漏为电网每相对地电容和对地泄漏为电网每相对地电容和对地泄
32、漏电导；电导；电导；电导；UunUunUunUun为不对称电压为不对称电压为不对称电压为不对称电压。由右图求得中性点位移电压由右图求得中性点位移电压：式中式中d电网的阻尼率电网的阻尼率，v v电网的脱谐度电网的脱谐度，本讲稿第三十页，共七十四页n正正常常绝绝缘缘的的架架空空网网络络，对对地地泄泄漏漏电电导导g不不超超过过对对地地电电容容的的3%5%，电电缆缆网网络络的的对对地地泄泄漏漏电电导导g不不超超过过对对地地电电容容的的2%4%，消消弧弧线线圈圈的的等等值值电电导导约约为为电电抗抗值值的的1.5%2.0%；架架空空线线路路的的不不对对称称电电压压 一一般般为为相相电电压压的的0.5%1.
33、5%，个别可达，个别可达2.5%以上。以上。n电电网网经经消消弧弧线线圈圈接接地地时时，当当电电网网的的Uun=2.5%，d=5%，接接地地残残流流5A条条件件下下的的不不同同电电网网规规模模的的中中性性点点位位移移电电压压Uo如下：如下：对电网线性谐振的限制效果分析对电网线性谐振的限制效果分析本讲稿第三十一页，共七十四页I,AI,AC C0 0,uF,uFU Uunund dv(v(残流残流残流残流5A)5A)U U0 0（单纯消弧线圈）（单纯消弧线圈）（单纯消弧线圈）（单纯消弧线圈）U U0 0（消弧线圈并联电阻）（消弧线圈并联电阻）（消弧线圈并联电阻）（消弧线圈并联电阻）10102.91
34、92.9192.50%2.50%5%5%0.5000.5004.98%4.98%3.35%3.35%20205.8385.8382.50%2.50%5%5%0.2500.2509.81%9.81%4.69%4.69%30308.7568.7562.50%2.50%5%5%0.1670.16714.37%14.37%6.75%6.75%404011.67511.6752.50%2.50%5%5%0.1250.12518.57%18.57%8.65%8.65%505014.59414.5942.50%2.50%5%5%0.1000.10022.36%22.36%10.41%10.41%606017
35、.51317.5132.50%2.50%5%5%0.0830.08325.72%25.72%12.03%12.03%707020.43220.4322.50%2.50%5%5%0.0710.07128.67%28.67%13.54%13.54%808023.35023.3502.50%2.50%5%5%0.0630.06331.23%31.23%14.94%14.94%909026.26926.2692.50%2.50%5%5%0.0560.05633.45%33.45%16.24%16.24%10010029.18829.1882.50%2.50%5%5%0.0500.05035.36%35
36、.36%17.46%17.46%本讲稿第三十二页，共七十四页n可可以以看看出出电电容容电电流流超超过过30A时时，Uo将将超超过过15；而而采采用用中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式后后，直直至至电电网网电电容容电电流流达达80A，Uo仍仍小小于于15,尚尚可可满满足足规规程程DL/T620-1997中中相相关规定的要求。关规定的要求。n电电网网规规模模超超过过80A时时，电电网网结结构构将将主主要要以以电电缆缆线线路路为为主主，不不对对称称电电压压Uun会会大大大大减减小小，能能够够保保证证相相应应中中性性点点位位移移电电压压不超过不超过15。n因因此此，中中性
37、性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式中中，中中性性点点接接地地电电阻阻能能够够有有效效限限制制中中性性点点单单一一经经消消弧弧线线圈圈接接地地引引起起的的线线性性谐谐振振现现象。象。对电网线性谐振的限制效果分析对电网线性谐振的限制效果分析本讲稿第三十三页，共七十四页n电电力力系系统统中中的的电电容容、电电感感元元件件均均为为储储能能元元件件。当当有有操操作作和和故故障障使使电电网网工工作作状状态态发发生生变变化化时时，将将产产生生振振荡荡性性的的过过渡过程。渡过程。n在在此此过过程程中中，由由于于电电感感元元件件中中储储存存的的磁磁场场能能会会在在某某一一瞬瞬时时转转化化
38、为为电电场场能能储储存存于于电电容容元元件件中中，产产生生数数倍倍于于电电源源电电压压的的过过渡渡过过程程过过电电压压，即即所所谓谓操操作作过过电电压压，它它的的能能量量来来源源于于电电力力系系统统本本身身，因因而而这这类类过过电电压压的的幅幅值值与与系系统统额额定定电电压压大大致致成成正正比比，通通常常用用系系统的最高运行相电压幅值的倍数表示过电压数值的大小。统的最高运行相电压幅值的倍数表示过电压数值的大小。对间歇性弧光接地过电压的抑制作用对间歇性弧光接地过电压的抑制作用本讲稿第三十四页，共七十四页n操操作作过过电电压压的的大大小小与与电电气气设设备备的的特特性性，以以及及系系统统结结构构、
39、运运行参数、操作或故障形式等因素有关，具有明显的随机性。行参数、操作或故障形式等因素有关，具有明显的随机性。n在在中中性性点点非非有有效效接接地地电电网网中中，最最常常见见的的操操作作过过电电压压是是间间歇歇电弧接地过电压，又称为弧光接地过电压。电弧接地过电压，又称为弧光接地过电压。n在在接接地地故故障障电电流流每每次次自自然然过过零零时时，接接地地电电弧弧会会有有一一个个短短暂暂的的熄熄弧弧时时间间，当当电电弧弧通通道道的的恢恢复复电电压压大大于于其其介介质质恢恢复复强强度度时时，则则电电弧发生重燃。弧发生重燃。间歇性弧光接地过电压间歇性弧光接地过电压本讲稿第三十五页，共七十四页n若若接接地
40、地电电流流值值很很大大，弧弧道道的的游游离离很很强强，可可以以认认为为电电弧弧是是稳稳定定燃燃烧烧；电电流流值值很很小小，弧弧道道的的绝绝缘缘强强度度恢恢复复很很快快，电电弧弧难难以以重重燃燃，暂暂时时熄熄弧弧可可转转变变为为永永久久性性熄熄弧弧；不不大大不不小小时时，将将形形成成时时断断时时续的间歇性电弧接地现象。续的间歇性电弧接地现象。n间间歇歇性性电电弧弧使使电电网网运运行行状状况况重重复复发发生生变变化化，导导致致电电网网中中电电感感、电电容容回回路路的的电电磁磁振振荡荡，在在非非故故障障相相、故故障障相相及及中中性性点点上上出出现现暂暂态态过过渡渡过过程程并并随随之之产产生生过过电电
41、压压现现象象，这这就就是是间间歇歇性性电电弧弧接接地过电压，又叫弧光接地过电压。地过电压，又叫弧光接地过电压。n严严重重的的弧弧光光接接地地过过电电压压的的产产生生是是因因为为电电网网中中能能量量的的不不断断积积聚聚所所致。致。间歇性弧光接地过电压间歇性弧光接地过电压的产生机理的产生机理本讲稿第三十六页，共七十四页n只只要要在在电电网网中中性性点点安安装装一一个个适适当当大大小小的的泄泄漏漏电电阻阻，就就可可以以从根本上解决这一问题。从根本上解决这一问题。n从从限限制制过过电电压压角角度度考考虑虑，在在电电弧弧点点燃燃到到熄熄灭灭过过程程中中，电电网网所所积积聚聚的的多多余余电电荷荷在在电电弧
42、弧熄熄灭灭后后半半个个工工频频周周波波内内如如果果能能够够通通过过电电阻阻泄泄漏漏掉掉，则则中中性性点点位位移移电电压压将将几几乎乎为为零零，不致引起高幅值的过电压。不致引起高幅值的过电压。n同同时时接接地地电电阻阻的的存存在在也也大大大大降降低低了了故故障障相相恢恢复复电电压压的的上上升升速度，减少了电弧重燃的可能性。速度，减少了电弧重燃的可能性。n中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式能能够够有有效效抑抑制制间间歇歇性性电弧接地引起的弧光接地过电压。电弧接地引起的弧光接地过电压。间歇性弧光接地过电压间歇性弧光接地过电压的抑制机理的抑制机理本讲稿第三十七页，共七十四
43、页n通通过过对对中中性性点点不不接接地地系系统统、经经消消弧弧线线圈圈接接地地、经经高高阻阻接接地地和和中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地不不同同接接地地方方式式下下弧弧光光接接地地过过电电压压理理论论和和详详细细数数值值计计算算分分析析，证证明明中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电阻接地方式能够有效弧光接地过电压，获得结论如下：电阻接地方式能够有效弧光接地过电压，获得结论如下：中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式与与中中性性点点经经高高阻阻接接地地以以及及经消弧线圈接地比较，能够进一步降低弧光接地过电压的幅值。经消弧线圈接地比较，能够进
44、一步降低弧光接地过电压的幅值。间歇性弧光接地过电压间歇性弧光接地过电压的抑制效果的抑制效果本讲稿第三十八页，共七十四页中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式中中，消消弧弧线线圈圈工工作作在在全全补补偿偿附附近近时时，电电感感电电流流补补偿偿了了电电网网的的接接地地电电容容电电流流，使使接接地地电电弧弧易易于于熄熄灭灭；残残流流过过零零熄熄弧弧后后，又又能能降降低低故故障障相相恢恢复复电电压压的的初初速速度度及及其其幅幅值值，避避免免接接地地电电弧弧的的重重燃燃。此此时时即即使发生弧光接地，其过电压幅值也大大降低。使发生弧光接地，其过电压幅值也大大降低。中中性性点点经经
45、消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式将将弧弧光光接接地地过过电电压压由由中性点不接地时的中性点不接地时的4.924p.u降至降至2.553p.u。间歇性弧光接地过电压间歇性弧光接地过电压的抑制效果的抑制效果本讲稿第三十九页，共七十四页中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式中中，在在脱脱谐谐度度绝绝对对值值相相等等条条件件下下，消消弧弧线线圈圈工工作作在在过过补补偿偿和和欠欠补补偿偿状状态态下下的的弧弧光光接接地地过过电压幅值相差不大。电压幅值相差不大。与与发发生生PT谐谐振振和和断断线线谐谐振振过过电电压压时时消消耗耗在在电电阻阻上上的的瞬瞬时时功功率率比
46、比较较，发发生生弧弧光光接接地地过过电电压压时时最最大大。中中性性点点接接地地电阻的瞬时功率为电阻的瞬时功率为169.91kW。间歇性弧光接地过电压间歇性弧光接地过电压的抑制效果的抑制效果本讲稿第四十页，共七十四页n在在电电力力系系统统的的振振荡荡回回路路中中，往往往往由由于于铁铁心心电电感感的的饱饱和和作作用用而而激激发起持续性的幅值较高的过电压，即发起持续性的幅值较高的过电压，即铁磁谐振过电压铁磁谐振过电压。n35kV以以下下的的配配电电网网中中存存在在两两种种典典型型的的铁铁磁磁谐谐振振过过电电压压，分分别别为为断断线线谐谐振振引引起起的的过过电电压压和和PT饱饱和和引引起起的的过过电电
47、压压，统统称其为称其为非线性谐振过电压非线性谐振过电压。n它它具具有有和和线线形形谐谐振振过过电电压压以以及及间间歇歇性性电电弧弧接接地地过过电电压压完完全全不不同同的的特特点点和和性性质质，在在不不同同参参数数配配合合下下可可能能发发生生基基波波，分分频频和和高频高频谐振过电压。谐振过电压。铁磁谐振过电压铁磁谐振过电压本讲稿第四十一页，共七十四页n在在电电力力系系统统中中，因因导导线线的的折折断断、断断路路器器非非全全相相动动作作或或严严重重的的不不同同期期操操作作、高高压压熔熔断断器器的的一一相相或或两两相相熔熔断断等等造造成成系系统统非非全全相相运运行时所出现的铁磁谐振过电压，都属于断线
48、谐振过电压。行时所出现的铁磁谐振过电压，都属于断线谐振过电压。n发发生生断断线线时时，通通常常是是三三相相对对称称电电势势向向三三相相不不对对称称负负载载供供电电，回回路路较较复复杂杂，并并有有非非线线性性元元件件，所所以以，需需利利用用戴戴维维南南定定理理和和对对称称分分量量法法，将将三三相相电电路路转转化化为为单单相相等等值值电电路路，整整理理成成最最简简单单的的LC串串联联回回路路，然然后后，再再分分析析产产生生谐谐振振的的条条件件，进进行行计计算分析。算分析。n设设有有一一相相导导线线折折断断发发生生断断线线故故障障，断断线线有有三三种种形形式式：断断线线不不接地接地、断线电源侧接地断
49、线电源侧接地、断线负荷侧接地断线负荷侧接地。对断线谐振过电压的抑制作用对断线谐振过电压的抑制作用本讲稿第四十二页，共七十四页断线断线形式的等值电路形式的等值电路本讲稿第四十三页，共七十四页中性点经消弧线圈并联电阻接地方式下三中性点经消弧线圈并联电阻接地方式下三种种断线断线形式的等值电路形式的等值电路本讲稿第四十四页，共七十四页n发发生生断断线线电电源源侧侧接接地地故故障障时时，由由于于电电源源的的内内阻阻很很小小中中性性点点接接地地电电阻阻相相当当于于并并联联在在电电网网电电源源的的两两侧侧而而被被短短接接，所所以以对对于于该该种种情情况况下下的的断断线线谐谐振振过过电电压压的的抑抑制制几几乎
50、乎不不起起作作用，故无法消除断线电源侧接地时的断线谐振过电压。用，故无法消除断线电源侧接地时的断线谐振过电压。n当当发发生生断断线线负负荷荷侧侧接接地地故故障障时时，中中性性点点接接地地电电阻阻的的接接入入使使等等值值串联谐振回路的损耗加大，使谐振被阻尼掉。串联谐振回路的损耗加大，使谐振被阻尼掉。n对对断断线线不不接接地地，中中性性点点电电阻阻对对于于电电源源侧侧和和负负荷荷侧侧的的断断线线故故障所引起的谐振过电压均有一定抑制作用。障所引起的谐振过电压均有一定抑制作用。n中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈并并联联电电阻阻接接地地方方式式中中，中中性性点点接接地地电电阻阻能够有效抑制断线谐振引起的