單相接地保護(hù)及消弧裝置

1、單相接地保護(hù)及消弧裝置一、系統(tǒng)概述       在電力供電系統(tǒng)中，中 、近距離電力傳輸一般采用10kV、35kV、66kV供電網(wǎng)絡(luò)，并采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧 線圈接地的運(yùn)行方式，在發(fā)生單相接地時(shí)，產(chǎn)生的接地電流不是很大， 為系統(tǒng)的對地容性電流，同時(shí)系統(tǒng)線電壓保持對稱性，不影響用戶的正常 用電，所以允許帶單相接地點(diǎn)運(yùn)行1-2小時(shí)，可減少系統(tǒng)停電次數(shù) ，提高了供電可靠性。但這種接地方式的缺點(diǎn)是：1、存在單相接地電弧產(chǎn)生過電壓，當(dāng)存在絕緣薄弱時(shí)，可 能擊穿而引發(fā)兩點(diǎn)甚至多點(diǎn)接地現(xiàn)象，同時(shí)電弧飛弧也易擴(kuò)大成相間故障。 2、當(dāng)發(fā)生人身感電時(shí)（一般為單相

2、對地感電），系統(tǒng)對地容性電流通過人體，由于電流的長時(shí)間作用，一般會給感電人員帶來致命傷害 3、對于間歇性接地產(chǎn)生的過電壓無保護(hù)能力。 為了解決小接地電流系統(tǒng)存在的以上難點(diǎn)問題，進(jìn)一步提高 系統(tǒng)安全運(yùn)行的水平，特別是扼制人身感電傷害，同時(shí)考慮又不影響小接地 電流系統(tǒng)的運(yùn)行特性，研制開發(fā)了變電站消弧、過壓及人身 感電保護(hù)成套裝置。 裝置適用范圍    適用于3kV、6kV、10kV、35kV 、66kV等級小接地電流系統(tǒng)的變電站，廠站。 裝置特點(diǎn)1)采用并聯(lián)分流原理實(shí)現(xiàn)接地轉(zhuǎn)移，將接地相與接地網(wǎng)連接 ，轉(zhuǎn)移接地故障點(diǎn)處接地電流，使故障點(diǎn)電流趨于零，

3、其故障電弧不能維持 而熄滅，從而對接地故障點(diǎn)起到無弧、無流保護(hù)作用。 2)整體動作時(shí)間小于50毫秒，快速接地轉(zhuǎn)移，有效避免人身 傷害。3)有效解決間歇性接地過電壓造成設(shè)備損害的問題。 4)利用裝置接地轉(zhuǎn)移前后零序電流變化特點(diǎn)，創(chuàng)新了零序差 流和零序阻抗選線方法，對各種復(fù)雜接線方式，均可準(zhǔn)確選線。 二、裝置原理和組成 1、 裝置構(gòu)成成套裝置由分相接地開關(guān)、隔離開關(guān)、零序電流互感器和由 接地保護(hù)單元、接地選線單元、驅(qū)動閉鎖單元、消諧單元所組成的中央控制 系統(tǒng)等主要元件構(gòu)成。 2、 工作原理成套裝置一端與變電站的10kV母線相連，另一端與變電站的 接地網(wǎng)相連。所用的分相

4、操作開關(guān)，是單相真空開關(guān)，可以分別實(shí)現(xiàn)對A、 B、C各相100%接地的要求。圖一系統(tǒng)原理圖成套裝置以接地保護(hù)單元為核心，實(shí)時(shí)采集、計(jì)算裝置安裝 處母線電壓，并通過相、線電壓、零序電壓和接地電流的變化，識別系統(tǒng)有無接地和接地的相別。如果系統(tǒng)某一相發(fā)生接地時(shí)，接地保護(hù) 單元給出相應(yīng)相別分相開關(guān)合閘指令，在50ms內(nèi)完成接地保護(hù)動作，開關(guān)合閘后，將接地相與接地網(wǎng)100%的重復(fù)接地起來，讓接地相 與大地強(qiáng)迫等電位，轉(zhuǎn)移接地故障點(diǎn)處的接地電流，使接地故障點(diǎn)處的電流趨于零，電弧不能維持而熄滅，從而對人身感電、設(shè)備內(nèi)部 接地及接地故障引發(fā)的相間短路和過電壓等情況起到保護(hù)作用。 2.1接地保護(hù)單元接

5、地保護(hù)單元實(shí)時(shí)監(jiān) 測變電所運(yùn)行工況，自動適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行方式，采集計(jì)算零序電壓、母線電壓。根據(jù)計(jì)算 值進(jìn)行判斷是否有單相接地故障如果滿足單相接地故障條件，開出相應(yīng)相別 分相開關(guān)合閘指令，并進(jìn)行錄波。另外接地保護(hù)裝置對PT斷線、鐵磁諧振、系統(tǒng)一相或兩相斷線等非單相接地故障具有閉鎖功能； 2.2接地選線單元接地選線單元采集變 電所10kV所有出線的零序電流及系統(tǒng)零序電壓，采用差流選線、零序阻抗變化、保護(hù)動 作前后零序方向和幅值變化方法，識別接地回路，提高了選線準(zhǔn)確率。 2.3分相接地開關(guān)選用快速真空開關(guān)， 該開關(guān)為10kV單相真空開關(guān)，合閘時(shí)間為12ms ，工作電壓為交流220V，也可采用直流 工作電

6、源。它具有免維護(hù)、體積小、合閘速度快、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。 2.4驅(qū)動閉鎖單元驅(qū)動閉鎖單元為真空 開關(guān)驅(qū)動部件，同時(shí)采用硬件相互閉鎖設(shè)計(jì)，保證任何兩相不能同時(shí)合閘。 2.5消諧單元 當(dāng)接地保護(hù)單元檢 測出系統(tǒng)發(fā)生諧振時(shí)，將零序電壓兩端經(jīng)電阻短接，破壞諧振條件，達(dá)到消除諧振目的 。 三、裝置的功能1.具有良好熄滅接地電弧的功能由于采用的是接地轉(zhuǎn)移 的滅弧方法，而且接地轉(zhuǎn)移回路直接與變電所接地網(wǎng)相連，回路電阻很小，裝置動作后 ，接地故障相被強(qiáng)迫對地等電位（殘壓很低），不能對接地故障電弧提供足夠的能源支 持，致使電弧熄滅。與消弧線圈相比，該裝置可以完全熄滅接地故障電弧，防止間歇接地過

7、電壓的發(fā)生，又能減少接地故障電弧引發(fā)相 間故障的幾率，提高了供電可靠性。  2.對人身感電有良好的保護(hù)功能采用的是接地轉(zhuǎn)移、分 流人體電流的保護(hù)方法，不僅對感電人員起到保護(hù)作用，而且又不會終止對用戶的供電 。本裝置的保護(hù)動作時(shí)間小于50毫秒，小于低壓漏電保安器100毫秒的動作時(shí)間。   3.具有對間歇性接地過電壓的保護(hù)功能間歇性接地是一 種瞬時(shí)接地連續(xù)發(fā)生現(xiàn)象。是一個(gè)接地、消失、再接地的變化過程，會產(chǎn)生很高過電壓 。本裝置把間歇性接地變成一種穩(wěn)態(tài)接地，不再產(chǎn)生接地、消失、再接地的變化過程，從而 遏制間歇性接地和過電壓的發(fā)生。 4、具有消除系統(tǒng)諧振的功能 在電壓互感

8、器的二次開口三角處瞬時(shí)投入消諧電阻，相當(dāng)于在PT的勵(lì)磁電感 之中并入電阻，能夠限制和消除諧振，使保護(hù)動作返回平穩(wěn)，對系統(tǒng)無擾動。5、具有運(yùn)行方式自適應(yīng)以及避免頻繁動作的功能接地保護(hù)單元采集主變 、母聯(lián)位置，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式自動確定運(yùn)行狀態(tài)。在雙主變并列或單主變運(yùn)行時(shí)，兩段接地保護(hù)單元自動轉(zhuǎn)為一主一備工作方式。接地轉(zhuǎn)移的持續(xù)時(shí)間在50毫秒-60分鐘內(nèi)可以任意設(shè)定。 對于在設(shè)定時(shí)間內(nèi)高阻狀態(tài)頻繁接地，具有自動提高接地啟動定值功能，從而避免頻繁接地保護(hù)動作。接地保護(hù)單元同時(shí)具有當(dāng)接地裝置 上位斷路器斷開以及接地回路斷路器斷開的聯(lián)切功能。 6、具有測量系統(tǒng)接地電流的功能測量工作非常簡單， 只

9、要任意合上裝置中的某一相開關(guān)，通過其裝置的電流表計(jì)，就可以測得到系統(tǒng)的接地 電流值。該值是一個(gè)真正流過接地點(diǎn)的電流值，與接地選線裝置測得的電流是有區(qū)別的， 因接地選線裝置測得的接地電流為非接地回路的接地電流之和，它不包含地回路提供的電流。 7、具有良好的接地選線功能采用了所獨(dú)有的判別技術(shù)，即在裝置完成了接地轉(zhuǎn)移之后，由于在接地相上又增加了一個(gè)低阻抗接地點(diǎn)，為各非 接地回路提供的接地電流流回系統(tǒng)提供了一個(gè)新路徑，可分流和減少經(jīng)接地回路流回 系統(tǒng)的接地電流。利用這種特有的關(guān)系，比較接地回路的接地電流在接地轉(zhuǎn)移前后是否有明顯變化，使裝置具有良好的接地選線功能，可 明顯提高裝置的選線精度。&

10、#160;8、具有全面完善的合閘閉鎖功能分相真空開關(guān)，相與 相之間有可靠的合閘閉鎖功能，在任何情況下都不能兩相同時(shí)合閘。 9、具有完整的錄波功能系統(tǒng)每發(fā)生一次接地故障，其 成套裝置對變電站母線上的三個(gè)相電壓、一個(gè)零序電壓、裝置的接地電流及各配線的接 地電流，都有完整的錄波功能。并可通過顯 示器和打印機(jī)的輸出，再現(xiàn)每一次系統(tǒng)接地故障的全過程。 10、具有各種順序記錄的功能對系統(tǒng)接地、分相真空開 關(guān)分合閘，保護(hù)動作有順序記錄的功能，同時(shí)對于系統(tǒng)異常運(yùn)行有診斷、告警功能。  四、技術(shù)指標(biāo) 一次設(shè)備主要參數(shù) 控制裝置主要參數(shù)五、裝置結(jié)構(gòu)5.1控制裝置左上：接地保護(hù)單元安裝開孔尺寸左下：接地選線單元安裝開孔尺寸右：控制屏結(jié)構(gòu)尺寸：    5.2成套裝置成套一體結(jié)構(gòu) 7、主母線電纜6、銅線排5、保護(hù)接地電纜4、 高壓絕緣子3、接地保護(hù)