[实用新型]3－35kV中性点非有效接地系统快速消弧消谐及过电压保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统中使用的一种消弧消谐装置，更具体的说是用于3～35kV中性点非有效接地系统快速消弧消谐及过电压保护装置。

技术背景

随着国家经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，城乡电网不断扩大，电缆线路不断增加，尤其是城市电网和工矿企业，大有电缆线路取代架空线路的趋势，从而解决空中走廊不足，达到美化环境的目的。电缆线路是采用固体绝缘的，一旦击穿，绝缘便是永久性的破坏而不能恢复。电缆线路对地电容很大，单相接地故障电流很大，其中高频电流更大而衰减却很慢，因绝缘的破坏使维持弧光接地的电流很小，消弧线圈补偿后的残流足以维持电弧的继续燃烧。因此消弧线圈在电缆线路中是起不到消弧和抑制过电压作用，对电网的安全运行和可靠供电的要求越来越高，每次绝缘事故造成的危害及波及面势必增加。

我国3-35KV配电网大多数采用中性点不直接接地的运行方式。当发生金属性接地故障时，故障相电压为零，非故障相电压提高√3倍，不会损害正常电器设备的绝缘，因此，允许系统带故障运行两个小时。为排除故障赢得了时间，大大提高了供电系统的可靠性，大幅减少了非正常停电次数。故该类电网在我国及世界许多国家被广泛采用。当发生间歇性弧光单相接地时，燃弧→熄弧→重燃弧交替发生，产生严重的工频和高频过电压。它波及整个电网，持续时间相当长，极容易形成间歇性电弧接地→稳定性电弧接地→绝缘烧坏、导线烧熔、相间短路或永久性接地。在故障发生和发展过程产生的工频叠加高频过电压，对绝缘水平较低的电器设备构成极大的威胁，甚至造成绝缘击穿、设备烧坏、相间短路故障。同时容易造成电压互感器爆炸或避雷器爆炸等事故。

目前解决此类配电网存在的问题，传统上大多数采用消弧线圈接地的运行方式。消弧线圈可以减少单相接地电流，促使电弧自熄灭，起到缩短燃弧时间，减少重燃次数，降低了高幅值过电压的出现概率，对单相金属性接地故障的作用是显而易见的。无论是自动跟踪或者自动调谐式消弧线圈，都是为补偿单相故障时50HZ工频电容电流而设计的。间歇性弧光接地时，流过故障点的不仅有工频电容电流，还有阻性电流和单相间歇性电弧过度过程中产生的幅值很高的高频电流，它在消弧线圈和电网电容(分布等效集中电容)上，所表现的频率特性是完全不同的。电网电容电流分量达到几百安最大值时，消弧线圈的电感电流分量还没有起来，待电网电容电流衰减到稳态后，消弧线圈才产生几百安的饱和性电感电流，这样在一些情况下反而提高了过电压幅值以及在高频电流过零点时击穿的可能性大大增加。因此，消弧线圈只能补偿故障时的工频电容电流，对高频电容电流是起不到补偿作用的。也就是说消弧线圈是不能消除间歇性弧光接地过电压的，并且消弧线圈结构复杂，运行可靠性差，投资费用大。

目前国内少数地区对此类配电网采取中性点经小电阻接地的方式运行，因为消弧线圈不但不能避免电缆事故，在正常运行时还存在上述诸多问题，从根本上解决了消弧线圈正常运行中带来的问题，缓解了弧光接地时的过电压，但扩大了单相接地时的故障电流，加剧了故障点的烧伤，牺牲了对用户供电的可靠性。对于用电企业，被迫停电将会造成巨大的经济损失。