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10kV系统中性点接地补偿装置及其主要设备的选择

10kV系统中性点接地补偿装置及其主要设备的选择

点击数:7443 次   录入时间:03-04 11:59:53   整理:http://www.55dianzi.com   无功补偿
我国10kV系统大多数都采用中性点不接地系统。随着10kV系统规模的扩大和电缆应用的普及,单相接地电容电流逐渐增大。根据实际运行经验,单相接地是电网的主要故障形式。10kV系统单相接地电容电流大于10A时,电弧便有可能不会自行熄灭,并极易发展为相间短路故障,当单相接地为间歇性弧光接地时,会引起幅值很高的弧光过电压,很容易击穿系统内绝缘较薄弱的设备,引发严重的事故。

  新部颁标准(DL/T620 1997)规定:10kV系统(含架空线路)单相接地故障电流大于10A而又需要在接地故障条件下运行时应采用消弧线圈接地方式。

  1 自动调谐消弧线圈接地补偿装置

  多年来,中性点经消弧线圈接地的方式在我国10kV配电网上得到了广泛的应用。但大多数采用的是手动调节式的消弧线圈接地补偿装置,这种装置的主要缺陷是:

  (1) 调节不方便,需要装置退出运行才能调节,不能随着电网参数变化而自动调整到最佳补偿状态,运行人员判断困难、操作复杂、补偿精度低。

  (2) 脱谐度难于控制,只能运行在过补偿状态,不能欠补偿。因为在欠补偿状态下运行若遇到10kV线路故障等切除线路时,易产生严重的谐振过电压,危及设备的绝缘。

  自动调谐消弧线圈接地补偿装置是靠自动控制器,根据电网电容量的变化控制有载调节开关来改变消弧线圈电感,使接地电容电流得到电感电流的有效补偿的。这种装置能够自动跟踪电网参数调整补偿电流值,并具有较好的限制过电压措施。这种补偿方式实质上是一种预补偿,在系统发生接地故障前,消弧线圈即已调整到最佳的补偿状态。因此,中性点经消弧线圈接地应尽量选用自动调谐式。

  自动调谐消弧线圈接地补偿装置(见图1)的主要设备有接地变压器、消弧线圈、阻尼电阻、有载调节开关及自动控制器,正确选择这些设备的技术参数是保证该装置高效、可靠和经济运行的关键。

  2 消弧线圈的选择

  从已有的技术方案来看,消弧线圈调节电流的方式可分三类:(1)采用有载(对自动调节方式而言)调节开关调节消弧线圈的匝数,即调匝式,非连续调节;(2)可调铁芯气隙式,理论上可连续调节;(3)直流偏磁式,可连续调节。目前,调匝式产品较为成熟、可靠性高、运行经验多,技术性能比较先进,国内外绝大多数补偿装置都采用这种方式,故宜优先选用。

  (1) 消弧线圈容量的确定。

  应主要根据系统单相接地故障时电容电流的大小来确定,并应留一定裕度,以适应系统今后的发展和满足设备裕度的要求等。消弧线圈的容量可按下式确定:

  Q=1.35Ic 

  式中Q——消弧线圈的容量kVA

  Un——系统标称电压kV

  Ic—对地电容电流A,对于改造工程,Ic应以实测值为依据;对于新建工程,则应根据10kV配电网络的规划、设计资料进行计算。

  (2) 消弧线圈分接头数量的选择。

  消弧线圈分接头数越多,调节精度越好,但设备就越复杂。分接头数量决定装置可以达到的最小脱谐度。脱谐度(用υ表示)不仅影响单相接地弧道中的残流(用Ig表示,部颁标准规定:Ig不宜大于10A),还影响恢复电压的上升速度,成为影响灭弧的重要因素。

  υ= ×100%

  不计残流中的高次谐波分量时,残流值可按下式计算:

  Ig=Ic 

  式中Ic——对地电容电流

  IL——消弧线圈电感电流

  d——系统的不对称度

  根据要求的脱谐度,可以按下式计算消弧线圈必要的分接头数量N。消弧线圈两相邻分接头对应的电流为In+1和In,两者应遵循In+1-In≤2υIn的关系,设Imax与Imin分别为消弧线圈调节电流范围的上下限,则:Imax=Imin (1+2υ) N-1因此可以得出: 来源:http://www.55dianzi.com



  N=1+ 

  脱谐度数值的选取应适当。一方面,脱谐度的减小不仅能减小单相接地弧道中的残流,还可以降低恢复电压的上升速度,从这一角度来看,脱谐度越小越好;但另一方面,脱谐度的减小会使消弧线圈分接头数量增多,增加设备的复杂程度,还会使有载调节开关频繁动作,降低设备运行的可靠性。

  运行经验表明,脱谐度不大于5%就能很好地灭弧、维持较理想的残余电流和恢复电压的上升速度。


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