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上海新念告诉你矿用高压供电线路接地方式及接地保护

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浏览:- 发布日期:2018-10-07 13:44:10【

电线电缆厂家上海起帆电缆股份有限公司针对煤矿供电系统的特点,研究不同方式的小电流接地系统及其发生单相接地故障时的特点和相应的接地选线方式,对应用范围广、可靠性高的选线保护方式进行分析,利于煤矿正确选择供电系统运行方式及接地选线保护方式。上海新念电线电缆是上海起帆电缆股份的经销商,成立于2002年与起帆合作有长达15年之久,被起帆牌电缆评为优质经销商。 

⑴中性点不接地系统

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对于单电源多馈线中性点不接地系统,线路发生单相接地故障时系统呈现如下特点:对于金属性接地,整个系统中出现零序电压,系统中各点的零序电压相等;所有非接地线路上的零序电流相位相同,超前零序电压90°,接地线路的零序电流方向则相反,滞后零序电压 90°;接地线路零序电流的量值为所有非接地线路零序电流量值之和。

根据特点可以判断接地故障的发生并启动选线电路,多数选线设备都采用这一原理;根据特点可在每路馈线的开关柜上装设零序电流互感器,通过鉴别零序电流方向实现接地选线保护(方案1,又称比相式原理)。这种方案又分为零序电流与零序电压比相和零序电流比相,比相式保护不必进行整定计算,能适应系统馈电线路数的不断变化,动作灵敏、可靠,运行、维护方便能适应所有中性点不接地系统,因而应用广泛;根据特点可采用反应接地故障电流稳态幅值的保护(方案2),其主要原理是通过零序电流互感器和滤波电路将各线路零序电流引入,同人为设定的保护启动定值相比,零序电流高于定值的人为接地线路。这种保护方式需要对电容电流进行实测或估算,并对启动定值进行整定和灵敏度校验。对线路长短差别较大的系统无法保证每条线路都有足够的灵敏度。当系统规模变化时会直接影响选线保护动作的灵敏度,每退出1条线路都相应降低保护的灵敏度,特别是较长线路退出时灵敏度下降更为严重,需重新整定启动定值。对系统出线较少、故障电流与线路自身电容电流相差不大、甚至还低时会降低灵敏度,产生拒动或误动,或无法确定启动定值,影响系统的可靠运行。为克服这个弊端,可采用“群体比幅方式(方案3)选择接地故障线路。“群体比幅方式”也是基于零序电流幅值的1种选择性保护,该原理视接于同一条母线上的所有线路为1个“群体”,单相接地故障时。根据零序电压的变化,通过“零序电压启动元件”启动“群体比幅电路”,对该群体每条线路的零序电流信号同时进行幅值比较,幅值最大的优先动作,然后闭锁其他所有线路的保护动作。由于故障线路的零序电流等于所有非故障线路零序电流之和,绝大多数情况下前者的幅值最大,所以这个原理的灵敏度及可靠性较高。“群体比幅原理”选线保护,以每条线路零序电流的实际值为基础,实现实时幅值相对比较,不需整定计算,具有自适应性质,巧妙地回避了所有难以定量的可变因素,克服了定值比较的弊端。一般情况下,1个“群体”只要多于2条线路就能保证有足够的动作灵敏度。

⑵中性点经消弧线圈接地系统

中性点不接地电力系统,当规模较大、线路较长时电容电流相对较大。据中国矿业大学对 68个煤矿的电网实测,电容电流大于20A的电网43个,占 63.2%。矿井规模不断扩大,这种情况更加突出。电容电流较大的电网发生单相接地故障时会产生持续电弧烧坏电缆或设备,或由于间歇性电弧导致2.53倍的过电压而危及整个网络绝缘。《煤矿安全规程》第420条规定:“矿井高压电网的单相接地电容电流不得超过 20A”。采用中性点经消弧线圈接地的系统,当发生单相接地故障时形成与接地电容电流大小相近、方向相反的电感电流与电容电流相互补偿,使接地电流变得很小或等于 0,消除接地处的电弧以及由此产生的一切危害。此外,消弧线圈的存在还可以显著减小故障相电压的恢复速度,减小电弧重燃的可能性,使单相接地故障自动消除。中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时,系统有如下特点:①由于采用过补偿方式,流经故障线路的电流为补偿后的电流IL-IJD,电流数值很小,与每条线路的电容电流接近,方向与接地故障电流IJD相反,即于非故障相电容电流相反。②故障线路电流含有大量高次谐波,以二次和五次最多,而非故障相以基波分量为主,高次谐波较少。根据特点①采用比相式原理的方案(方案1)失掉选择性,将故障电流稳态值与定值相比较的方案(方案2)也无法采用。根据特点②可采用反应接地线路稳态电流高次谐波分量的原理(方案4),将故障线路与非故障线路电流中的高次谐波分量检出进行比较,即可判断故障线路。由于高次谐波的绝对数值视系统结构而变,很难计算,可以实测出故障时读数和非故障时最长线路,确定保护的合适定值,不可避免存在与方案2类似的弊端。由群体比幅原理可知,当接地线路零序电流大于任意1条非接地线路零序电流时,即可正确进行选择性保护。由于大部分经消弧线圈接地的电网能满足“群体比幅原理”的应用条件,因而“群体比幅原理”可以有条件地应用于经消弧线圈接地的系统。

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⑶中性点经消弧线圈并高电阻接地系统

中性点经消弧线圈接地系统由于电感的暂态特性,过电压值仍较大,和中性点不接地系统相当,只是时间较短。为解决这个问题,有些单位曾采用中性点经高电阻接地系统,在单相接地故障时增加接地电流的有功分量使接地电流略有增加,对衰减中性点电位、抑制电弧过电压有较显著作用,但有的情况下不仅不能衰减中性点电位,反而增大单相接地电流,以及很少采用。目前,国内外正在推广中性点经消弧线圈并高电阻接地系统,有效抑制共振过电压和线性谐振过电压,是煤炭系统635kV较大电网理想的接地方式。  

  上海起帆电缆股份有限公司成立于1994年,24年专注国标线,有一支300余人的技术团队,为您的消费提供技术支持。

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