接地变与消弧线圈在电力系统中的应用

接地变与消弧线圈在电力系统中的应用
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  摘要:随着科学技术不断发展,电网结构的不断优化,电缆线路在电力系统中的广泛运用,接地变压器与消弧线圈在电网中也愈来愈重要,虽然接地变压器我们并不陌生,但在以往的系统结构中,多数时出现在110kV及以上电压等级的主变压器中性点直接接的系统中,以改变系统零序网络,本文主要介绍接地变压器与消弧线圈在10kV不接地系统的应用及运行维护。
        关键词:接地变;消弧线圈;结构;原理;作用;运行维护
        引言:在我国运行的电力系统中,6kV、10kV、35kV一般采用中性点不接地的运行方式,主变压器配电电压侧一般为三角形接线,比如110kV三绕组变压器大多数为Y-Y-△-11或Y-Y-△-1的结构,35kV双绕组变压器大多数为Y-△-11或Y-△-1。在以往的系统中,配电线路以架空线路为主,对地电容电流较小,当系统发生单相接地时,接地电流主要是线路对地电容电流,一般小于10A,接地相电压降低,非接地相电压升高,但系统三相对称性未发生改变,对供电网络影响较小,通常可以继续运行2小时,及时查并隔离故障线路,对变电站设备的损害也较小。随着电缆线路的不断增加,当系统发生单相接地时,接地电流显著升高,一般远大于10A,即使系统三相对称性对改变,但由于接地电流的增大,对变电设备的
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损害就明显增加了。基于以上原因,接地变压器与消弧线圈在不接地系统中得到了广泛的应用。
        1不接地系统(小电流接地系统)发生单相接地故障的危害
        系统发生单相接地的危害:单相接地电弧发生间歇性熄灭与重燃,会产生弧光接地过电压其幅值可达4U(U为正常相电压峰值),甚至可能更高,持续时间长,对电气设备的绝缘造成严重的危害,甚至损坏电气设备;持续的电弧会造成接地点附近的空气游离,降低甚至破坏空气绝缘,发生相间短路故障;发生单相接地故障时,接地电容电流容易与变电站内感性设备发生铁磁谐振,产生谐振过电压,容易造成电磁式电压互感器烧坏并引起避雷器损坏甚至爆炸。
儿童跷跷板        2接地变与消弧线圈的介绍
        接地变,顾名思义,就是在主变压器中性点不接地时或无法接地时引入人工中性点的一种设备,通常与消弧线圈配套使用。按接线方式分为Z型接地变压器和星型/三角形接地变压器;按相数可分为单相接地变压器和三相接地变压器;按绝缘可分为油浸式和干式接地变压器。目前电力系统中普遍使用三相干式Z型接地变压器。
        消弧线圈是一种带铁芯的电感线圈,主要作用就是灭弧,连接于接地变压器与大地之
管桩间,当系统发生单相接地时,用于补偿接地电容电流达到灭弧的效果。玻璃毛细管
        3接地变与消弧线圈的结构与接线
        本文主要介绍目前广泛使用的三相干式Z型接地变压器结构,Z型接地变压器结构上与普通三相变压器相同,不同的是每相铁芯上的绕组分为上、下相等匝数的两部分,接成曲折形连接,根据绕组连接方式的不同,可分为ZN-yn11与ZN-yn1。接地变压器还可装设二次绕组作
       
        为站用变压器使用。下图为Z型接地变压器原理图。
        以110kV三绕组变压器为例,下图即为Z型接地变压器在10kV系统中的接线图,从下图可以看出,接地变压器一般接于主变压器10kV侧(△形侧),主要是制造人工中性点,接地变尾端经消弧线圈接地,通常情况下还会并联补偿电容(根据接地电流自动补偿)。
       
        4接地变与消弧线圈的原理
        根据接地变的结构可以看出,同相绕组被分为匝数相同的两部分且反极性连接,这样零序阻抗就可以相互抵消,所以接地变对零序电流来说呈低阻接地方式,而对正负序电流
来说呈高阻接地方式。正常运行方式下,由于接地电流较小,接地变压器中流过的电流也较小,接近空载状态运行。当10kV系统发生单相接地故障时,流过接地变压器的电流较大,很多情况下会过载,所以接地变最显著的特点是长时空载,短时过载。
        消弧线圈作为补偿接地电容电流的重要设备,其补偿方式有三种:过补偿、欠补偿、完全补偿。
        过补偿方式即电容电流IC小于电感电流IL,这是目前采用的主要补偿方式,优点在于系统发生接地时或接地消除后均不会发生谐振,利于灭弧。
        欠补偿方式即电容电流IC大于电感电流IL,当系统发生单相接地时,电容电流增大,故障消除后,电容电流减小,容易与系统中的感性设备(如电磁式电压互感器)发生铁磁谐振,产生谐振过电压,损坏电气设备,同时也不利于灭弧。
        完全补偿方式即电容电流IC等于电感电流IL,与欠补偿方式相同,当系统发生单相接地时,容易与系统中的感性设备(如电磁式电压互感器)发生铁磁谐振,产生谐振过电压,损坏电气设备,当然也不不利于灭弧。
        5接地变与消弧线圈的作用
        接地变压器与消弧线圈在10kV不接地系统同时出现,配合使用,使10kV不接地系统
有一个人为的经消弧线圈接地的中性点,当系统发生单相接地时,接地电容电流与消弧线圈电感电流进行综合抵消,降低接地点电流,达到灭弧的效果,保证设备的安全。
        6接地变与消弧线圈的运行维护
        接地变与消弧线圈在电力系统中时配套使用的,但在实际运用中,接地变与消弧线圈通常是通过隔离开关连接的,所以在接地变投入运行前,应该合上隔离开关确保消弧线圈也处于运行状态,这样才能确保系统发生单相接地时,流过消弧线圈感性电流才能与接地电容电流进行综合抵消,由于消弧线圈均采用过补偿方式,所以补偿后流过消弧线圈的电流呈感性,一般在3-5A左右,电弧容易熄灭。
        接地变压器在运行时要注意核对接地变压器铭牌或说明书,弄清楚接地变压器允许的最大接地运行时间,一般厂家规定为2小时,即10kV线路发生单相接地故障时,必须在2小时内到故障线路并隔离,否则需停运接地变压器。
        结束语:
磁力搅拌罐        本文只针对接地变压器与消弧线圈的原理结构及运行维护作了介绍,然而在实际工程应用中,随着科技的不断发展及技术的不断成熟,目前新投入的接地变压器及消弧线圈除了增加消弧线圈控制外,还结合了小电流接地选线的功能。当系统发生单相接地故障时,
接地选线装置能够快速、准确的查接地线路并隔离故障,有效保证了人员及设备的安全。

本文发布于:2024-09-23 16:25:50,感谢您对本站的认可!

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