消弧线圈与接地保护介绍.ppt
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1、1,中国矿业大学电气安全与智能电气研究所 徐州和纬信电科技有限公司,消弧线圈与接地保护,2,引言,2005版煤矿安全规程第457条规定: 矿井高压电网,必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20A。 地面变电所和井下中央变电所的高压馈电线上,必须装设有选择性的单相接地保护装置;供移动变电站的高压馈电线上,必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。,3,1.1 配电网中性点接地方式相关知识 中性点:电力系统中发电机和变压器(作为电源)星型连接公共端。 中性点的运行方式:指的是中性点与大地之间的连接关系。,1 配电网中性点接地方式,4,1.2 配电网采用中性点非有效接地的原因 这类电网中,发
2、生单相接地故障的比例很大。采用中性点不接地方式可以减少单相接地电流,从而减轻其危害。 发生单相接地时,系统可以继续运行不超过2小时,从而提高了供电的可靠性。 综合考虑各种因素,配电网中电气设备的绝缘按照线电压设计所增加的投资远小于运行中所取得的经济效益。,5,1.3 各种中性点非有效接地方式 中性点不接地,6,中性点经消弧线圈接地,7,中性点经电阻接地,8,1.4 配电网扩大带来的问题 单相接地故障造成二次故障概率增大。配电网增大,造成电容电流增大,导致单相接地时,接地电流较大,接地点电弧不能自行熄灭而形成稳定电弧,很可能发展成相间短路,造成用户停电或设备损坏事故。 易产生单相电弧接地过电压。
3、当配电网发生在接地电流大于510时,单相接地可能出现周期性地熄灭和重燃的间歇电弧。间歇电弧将导致相与地之间产生过电压,其值可能达到2.53倍相电压峰值。 易产生铁磁谐振过电压。在相电压时PT特性已趋于饱和拐点,当系统中运行电压偏高并出现某些扰动(如单相接地故障),能使PT饱和程度加剧,就有可能激发铁磁谐振过电压,致使母线电压互感器(PT)烧毁和熔断器熔断,严重威胁着配电网的安全和供电可靠性。,9,1.5中性点接地方式比较,10,2、消弧线圈,2.1 消弧线圈发展历史 消弧线圈首次于1916年由德国的鼻德逊提出并研制成功。 传统的消弧线圈(手动式消弧线圈)。 靠调节线圈的抽头来补偿电网对地的电容
4、电流,匝数一定则其所能补偿的电容电流就不变,而要改变匝数就必须退出消弧线圈。 匝数的整定或者根据运行经验或者是根据实测电网对地的电容电流值。很不方便。 消弧线圈只能运行在过补偿方式。 残余电流往往较大。 目前配电网大力推广无人值班变电站,对非自动调节式消弧线圈的调节更加困难,造成人员的浪费。,11,自动跟踪补偿的消弧线圈 调节方便,无须停电。 调节精度高,残流小。 能自动跟踪系统电容电流的变化,消弧线圈始终运行于全补偿状态。 易于实现无人值守及变电站综合自动化。 2.2 消弧线圈作用 发生单相接地时的接地电流(残余电流)减小。 限制和消除弧光接地过电压及谐振过电压,降低单相接地故障发展为相间短
5、路或多点重复性接地故障的几率 。 降低雷击跳闸率。 减小人身触电和设备的伤害程度。,12,2.3 自动跟踪补偿消弧线圈原理汇总,自动消弧线圈是自动跟踪补偿装置的核心部件,其调谐方式可分为预调式和随调式2种。 预调式是指电网无接地故障情况下,消弧线圈预先自动调谐到合理补偿位置。一般需加装阻尼电阻,以保证中性点位移电压不大于额定相电压的15。 随调式是指电网发生单相接地故障时,消弧线圈自动调谐到合理补偿位置。不需阻尼电阻,但接地瞬间无法达到全补偿。,13,常用的自动跟踪补偿消弧线圈形式: 调匝式 调气隙式(动铁式) 偏磁式(直流助磁式) 磁阀式 调容式 调感式,14,2.3.1 调匝式,利用有载开
6、关调节消弧线圈上设置的若干分接头,实现电感量的有级调整。 所需设备:接地变压器、抽头式消弧线圈、高压有载开关、阻尼电阻箱、壳体、控制柜。 调节方式:有档调节、预调式。 优点:容量大。 缺点:有档调节、调节精度低、调节速度慢。,15,2.3.2 调气隙式,改变磁路中的气隙长度实现电感量的连续可调。 所需设备:接地变压器、可调气隙消弧线圈、电动机及其机械传动部件、阻尼电阻箱、开关柜壳体。 调节方式:无级调节、预调式。 优点:连续无级可调。 缺点:要求采用精密的机械传动部件,响应速度慢、噪声大、机构易失灵。 该类型基本已经淘汰!,16,2.3.3 偏磁式,通过改变铁芯磁化段磁路上的直流助磁磁通大小来
7、调节交流等值磁导以实现电感的连续可调。 所需设备:接地变压器、可助磁消弧线圈、控制柜(含直流助磁回路)壳体。 调节方式:无级调节、随调式。 优点:连续无级可调。 缺点:随调式、需外部直流电源、响应时间一般大于20ms、维护量大。,17,2.3.4 磁阀式,利用自耦励磁技术控制铁心的饱和程度,实现对补偿电流的连续调节。 所需设备:接地变压器、磁阀式消弧线圈、控制柜壳体。 调节方式:无级调节、随调式。 优点:连续无级可调。 缺点:随调式、响应时间一般大于20ms、调节原理复杂、易发生故障。,18,2.3.5 调容式,采用改变消弧线圈二次侧低压电容电流的方法来调节消弧线圈的电感电流。 所需设备:三相
8、五柱消弧线圈、多组电容器、阻尼电阻箱、控制柜、壳体。 调节方式:有档调节、预调式。 优点:调节范围大。 缺点:有档调节、调节精度低、占用设备多、维护量大。,19,2.3.6 调感式,采用改变消弧线圈二次侧低压电感电流的方法来调节消弧线圈的电感电流。以实现电感的连续可调。 所需设备:三相五柱消弧线圈、电抗器、阻尼电阻箱、壳体。 调节方式:无级调节、预调节。 优点:连续无级可调、调节精度高。 缺点:容量不能超过80A。,20,3、XBSG-6/50型消弧线圈介绍 3.1 工作原理,L三相五柱式消弧线圈;L1、L2电抗器;RL电阻器; SCR1、SCR2、SCR3、SCR4可控硅;KM交流接触器接点
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