中性点非直接接地系统单相间歇性弧光接地过电压及其限制措施.pdf

中性点非直接接地系统单相间歇性 弧光接地过电压及其限制措施 山东淄博供电公司 赵树军 0引言 配电网较多采用中性点非直接接地方式，因其发生单相接地故障时，流过接地点的电流小，所以亦称小电流 接地系统。此接地方式故障时由于三个线电压仍然对称，流过电流很小，不影响对负荷连续供电，按《电力系统安 全规程》规定仍可继续运行O．5-2．0小时。但小电流接地系统在单相接地时，非故障相电压上升线电压，长时间 带故障运行时极易产生弧光接地，如对中性点非直接接地系统来说，因中性点绝缘，电网对地电容中储存的能量 没有释放通道，在发生弧光接地时，电弧反复熄灭与重燃的过程，也是反复向电网电容充电的过程。由于电容中 能量不能释放，每个循环使电容电压升高一个台阶，所以中性点非直接接地系统在弧光接地过电压中达到很高的 倍数，对系统设备绝缘危害很大。同时系统存在电容和电感元件，在一定条件下，由于倒闸操作或故障，很容易引 发线性谐振或铁磁谐振。一般地说，对于馈线较短的电网会引发高频谐振，引起较高的谐振电压，特别容易引起 电压互感器绝缘击穿，而对于馈线较长的电网却容易激发起分频铁磁谐振，在分频铁磁谐振时，电压互感器呈较 小阻抗，通过电压互感器的电流成倍增加，引起熔丝熔断或使电压互感器过热烧毁。对于中性点经消弧线圈接地 系统和中性点经小电阻接地系统，同样会产生倍数过高的电压，形成两点或多点接地故障，引起系统过电压，对电 力设备构成威胁，从而影响系统运行安全。因此，需要一种接地后能选择故障线路的装置进行故障监测，一般不 动作于跳闸而仅动作于信号，为了防止故障进一步扩大，应及时发出信号，以便运行人员采取措施予以消除。 我国配电网和大型工矿企业供电系统大都采用中性点非直接接地系统或中性点经消弧线圈接地系统的运行 方式，近几年，一些城市城网改造采用的是中性点经电阻接地系统。因为随着城市用电量的提高，不再是过去的 单电源的辐射或树型系统供电，而是网孔网络手拉手的供电方式。对用户供电可靠性再也不是单靠单相接地运 行2—3小时来保障，而是靠电网结构和调度来控制来保证。另外，目前在经济发达地区的10KV电网规划和改造 中以电缆供电为主，架空线供电为辅是必然趋势，所以10KV电网单相接地电容电流很大，尤其是在电缆为主的 电网中，电网发生的接地故障过程往往是先产生间歇电弧然后发生永久性接地故障。 1 中性点非直接接地系统弧光接地过电压的危害 弧光接地过电压又称间歇性弧光接地过电压。当中性点非直接接地系统发生单相间歇性弧光接地(以下简 称“弧光接地”)故障时，由于不稳定的间歇性电弧多次不断的熄灭和重燃，在故障相和非故障相的电感电容回路 上会引起高频振荡电压，非故障相的过电压幅值一般可达3．15～3．5倍相电压。这种过电压是由于系统对地电 容上电荷多次不断的积累和重新再分配形成的，是断续的瞬间发生的且幅值较高的过电压，对电力系统的设备危 害极大，主要表现在以下几个方面： (1)随着我国电网的发展，具有固体绝缘的电缆线路逐步取代架空线路。由于固体绝缘的积累效应，当系统 发生单相弧光接地时，在3．5倍过电压的持续作用下，造成电气设备绝缘的积累性损伤，在非故障相的绝缘薄弱 环节造成对地击穿，进而发展成为相问短路事故。 (2)弧光接地过电压使电压互感器饱和，容易激发铁磁谐振，导致过电压或电压互感器熔断甚至爆炸事故。 (3)弧光接地过电压的能量由电源提供，持续时间较长，当过电压超过避雷器所能承受的400A，2ms的能量 时，就会造成避雷器的爆炸事故。 2 限制弧光接地过电压的措施 系统发生单相金属性接地过电压只有1．732倍，而且是稳定的，不造成设备绝缘的积累性损伤，如果将弧光 接地迅速转化为金属性接地，就可以将弧光接地过电压的能量降低到过电压保护器允许的400A、2ms能量指标 内。消弧消谐选线装置，是为迅速消除中性点非直接接地系统弧光接地给电器设备带来的危害而研制的。 113 消弧消谐选线装置主要由三相组合式过电压保护器JPB、可分相控制的高压真空开关ZK、微机控制器WZK、 高能限压器RV及带有辅助二次绕组的电压互感器门、多功能电容器c、放电线圈L、快速熔断器KR、隔离开关等 组成。～旦系统发生单相间歇性弧光接地过电压，微机控制器WZK立即判别故障类型与相别并向故障相的真空 开关ZK发出动作指令，瞬时合分，完成对高能限压器RV、多功能电容器c、放电线圈L的操作，单相间歇性弧光