(三)、中性点接地电阻器的选择 1、中性点接地电阻柜的选择:
在中性点经电阻接地系统中,要求中性点接地电阻具有更高的可靠性。如果中性点电阻由于质量或其他原因发生故障,将使系统处于中性点不接地方式运行。这时如发生单相接地故障,流经故障线路故障电流仅为系统的单相接地电容电流,故障电流将远小于带电阻接地时的数值,零序保护可能拒动;由于系统单相接地电容电流较远大于10A,往往会引起波及整个系统的、幅值很高的间歇性弧光接地过电压及谐振过电压,有时还会引起非故障相绝缘击穿,造成重大的设备烧毁事故,危及系统的安全运行。
在选择中性点接地电阻柜时,应保证在以下几个方面具有良好的性能: 1) 电气性能:电阻材料的电阻率大;电阻温度系数小,电阻值稳定。
2) 机械性能:具有高强度、高韧性;再高温下能保持较高的机械强度,在温度骤升、
骤降运行条件下,机械性能保持稳定,不脆化。 3) 温度特性:熔点高,能承受较高的运行温度。
4) 通风散热:具有合理的冷却通风设计,保证电阻元件各部位均匀散热,避免局部高
温烁热点,在允许时间内通过额定电流,柜内电阻元件的最高温升不超过允许值。
2、中性点接地电阻的主要参数 1) 系统额定线电压Ue(kV)
2) 电阻器标称电压UR=Ue/ 3 (kV) 3) 短时允许通流IR(A) 4) 电阻器标称电阻Rn(Ω) 5) 短时通流时间(s)
6) 短时允许温升:短时通流时间为10s时为760℃,通流 时 间 为2h及以上时为385℃。
四.中性点接地装置的连接方式
由于各变电站的接线形式不同,因此也就有不同的连接形式。
1、接地装置不经断路器、隔离开关直接连接在主变压器低压侧套管与变低开关之间的母线
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桥上,如图一。在110kV变电站,而且变电站内的主变压器高低两侧均有断路器的变电站采用这种连接方式。
2、中性点接地装置经开关柜连接在高压室10kV母线上,如图二。这种连接方式用于变电站内主变压器变高侧没有断路器的线路变压器组和220kV变电站。
3、接地装置经隔离开关连接在10kV母线上,如图三。
4、小电阻直接连接在变压器10kV中性点上,如图四。变压器绕组接线形式是Y0/Y0的变压器采用。
每个变电站都要根据本站的具体情况确定中性点接地电阻的接入系统方式。
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五、中性点电阻接地系统单相接地故障的保护
在中性点经低电阻接地系统中,某馈线发生单相接地故障时,故障线路的零序电流超前于零序电压,而此时非故障线路中的单相对地电容电流滞后于零序电压90°;流过故障线路的零序电流为系统总的对地电容电流与流过中性点接地电阻的阻性电流的矢量和,数值较大;而流过非故障线路的零序电流仅为本线路的对地电容电流,数值较小。所以,采用限时零序过电流保护或单相接地方向保护都可以准确判断出故障线路,实现有选择性地动作故障线路。
系统发生单相接地故障时,由于Z0远大于Z1和Z2,故障点的远近对单相接地故障电流和零序电压数值影响不大,因此,在这种系统中不用零序电流速断保互来实现上、下级之间选择性的配合,一般都采用限时过流进行配合。 1、零序电流互感器的配置
对于中性点经电阻接地系统,零序保护用电流互感器有两种配置方式,第一种方式是:采用专用的零序电流互感器,第二种方式是:当进、出线间隔为三相三互感器时,可以采用由三相电流互感器接成的零序电流滤序器代替零序电流互感器,但后者由于三相C.T的电、磁特性的差异,会引起附加的零序电流,对保护可靠性、灵敏性有不良的影响,一般都尽量采用第一种方式,而不用第二种方式。 2、单相接地故障零序保护的配置
1) 在每条馈线的首端都配置限时零序过电流保护,当线路末端有专用的用户开关站时,
最好在开关站的进线和出线上也装设零序保护,保护动作于跳闸,动作时限按阶梯原则整定。对与环网供电的馈线,用户端不装设单相接地零序保护。对于电容电流较小、接地过渡电阻可能较大的架空线路,当保护灵敏度不够时,可采用单相接地方向过流保护。
a) 主变压器低压侧进线间隔应装设反映单相接地故障的零序保护,作为母线单相接地故障的主保护和馈线单相接地的后备保护,动作于跳闸,其零序电流的采集可以来自装设于本间隔的零序电流互感器,也可以来自装设于接地电阻回路的零序电流互感器。
现在的城市电网变电站各进、出线间隔均装设有微机式继电器,这些微机保护都具有零序保护功能,就利用这些现有的微机保护就可以实现单相接地故障的保护功能,不需增加继电器。
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单相接地故障的信号仍由接于母线电压互感器副绕组开口三角形的电压继电器输出。
2) 零序电流保护的一次动作电流
a) 馈电线路单相接地保护
对于馈电线路,安装于线路首端及安装于线路末端用户开关站的零序保护装置的一次动作电流均按躲过被保护线路本身的单相接地电容电流进行整定,即: Idz.l=KK·ICl
式中Idz.l——保护装置一次动作电流(A);
KK—可靠系数,对电缆线路可取1.5左右,对架空线路可取2.5左右;
ICl—被保护线路单相接地电容电流最大值。
当发生单相金属性接地时,流过故障线路保护安装处的单相接地故障电流为:
Ijd-l= IR2+(ICΣ-IC。l)2
式中IR—单相接地故障时流过中性点电阻的阻性电流(A);
ICΣ—系统总的单相接地电容电流(A); IC。l—被保护线路本身单相接地电容电流(A)。 保护装置动作灵敏度按下式计算:
Kl= Ijd-l/ Idz.l
当线路经过过渡电阻接地时,受过渡电阻的影响,流过保护的单相接地故障电流将减小,保护装置的灵敏度将降低。对于电缆线路,单相接地时的过渡电阻一般比较小,可以保证保护装置有足够的灵敏度。而对于架空线路,有多种情况下的单相接地故障都具有较大的过渡电阻,当过渡电阻很大时,保护装置的灵敏度可能满足不了要求,必要时可采用接地方向保护来实现故障线路的判断。同时保留反应零序电压的单相接地信号,以引起运行人员的注意。 3) 母线单相接地保护
母线单相接地保护装置的一次动作电流按躲过各条馈线中单相接地电容电流最大的馈线的单相接地电容电流最大值进行整定,即:
Idz.l=KK·IClmax
式中KK—可靠系数,取2.0左右;
IClmax—系统中单相接地电容电流最大的馈线的单相接地电容电流最大值。 母线单相接地保护同时做为馈线单相接地的后备保护,保护动作跳主变低压侧进线
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开关。
4) 自动重合闸的配合
对于电缆馈电线路,发生瞬时性接地故障的概率很小,一旦发生单相接地故障往往都是永久性接地故障,重合闸成功的概率是很小的,而且故障线路的每次重合都会给电缆造成破坏性的损伤,所以,对电缆线路可不设置自动重合闸;
对于架空馈电线路,由于运行条件受外界条件的影响大,在单相接地故障中,有大部分是瞬时性单相接地故障,所以,对架空线路则设置自动重合闸装置,与单相接地零序保护配合,用以判别架空线路瞬时性单相接地故障或永久性单相接地故障。
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