10kV中压电网采用中性点经消弧线圈接地方式

10kV中压电网采用中性点经消弧线圈接地方式

2000年第2期

总第78期

冶金动力

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10kV中压电网采用中性点经消弧线圈接地方式

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1概述

3～35kV中压电网的中性点采用何种接地方

式.是一个牵涉到诸多因素的综合性技术问题,如供

电的呵靠性,过电压,电气绝缘水平,继电保护装置

的灵敏度及生产工艺,电气传动等方面.

从国外历史及习惯上来看.以蒋国,西欧一些国

家比较习惯于采用不接地或经消弧线圈接地的方

式因为这种接地方式.当发生单相接地故障时,仍

然可以继续保持供电若干小时.而以美国,日本等国

家大多数习惯于采用中性点经电阻接地方式,这种

接地方式,无论发生单相接地故障或相间故障,继电

保护很灵敏,能快速跳闸切除故障.

从国内历史及习惯上来看,我国因采用前苏联

的方式,而且国标设计规范也是这样要求的:对于架

空输电线,系统电容电流达2OA时,对电力电缆输

电网的系统电容电流达3OA时,需要采用中性点弪

消弧线圈接地的方式.这种接地方式的好处是t一旦

系统发生单相接地故障,由于流弪消弧线圈的电感

电流和系统的电容电流相补偿,减小接地故障电流

(一般控制在5～1OA以下),以确保故障点的电弧

在电流过零时自动熄灭.不再复燃,因而可以允许继

续保持供电2h(电缆电网).也就是说,保护装置只

发信号,不跳开关.但是.由于非故障相的相电压升

高√3倍.且断续电弧的过电压,系统有可能发生

各种谐振电压,这些对系统中的各种电气设备的绝

缘是非常不利.同时,这种系统需要特殊灵敏的继电

器或带微机的继电保护装置.

2宝钢冷轧供电电源中性点接地方式探讨

冷轧之所以采用消弧线圈接地方式,主要是由

于冷轧的工艺,电气传动所要求.众所周知,冷轧板

的带钢很薄,热轧板的带钢较厚.因此,一旦发生供

电线路故障(包括单相接地故障及相问短路),开关

突然跳闸,由于机械惯性和带钢张力等谭c因,将引起

严重的\"堆钢,.断带及部分带钢在酸洗槽内停留

时间过长被腐蚀,造成废品.另外,突然的断电,使各

种轧辊及机械齿轮部件受到不同程度的损伤,因此

可见,对于冷轧传动工艺,提高供电的可靠性是一个

至关重要的要求.也就是说,除了系统发生耜问短路

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年第2期

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必衙马上跳外.在发生单相接地故障时,能继续保

证供电1～2h,以确保生产操作人员有足够的时间

逆于亍有序的停电停机,以满足冷轧传动工艺的特殊

要求,屉大限度的减小带钢及设备的损失.

有担心,在继续保持供电的一段时闻内,可能

使接地故障点的电弧不重燃,甚至于扩大成相间短

路事故对此町采取如下措施:

措施一:选用单相单芯电力电缆,按间隔敷设排

列这样可以避免发生单相接地故障时,发展为相问

镛路故漳

措旖二:栗坩微机型自动调谐装置.它能自动,

准确的测试电同系统的电容电流,自动跟踪调节消

弧线圈分接头为最佳状态,将单相接地故障电流控

铜在5～10A以下.确保故障点的电弧可靠熄灭,

不会复燃(日是这2,/b的接地故障电流对继电保护

的灵敏度带来了同难.随着现代科技的发展,微机高

灵敏度的继电器可以确保单相接地故障的灵敏度

由此可见,对于冷轧工艺,传动系统来说.采用

中性点经清弧线圈接地方式应是一种最佳的方式.

但也不尽然,在三冷轧1550轧机谈判时.日方专家

以为采用消弧线圈接地方式固然好,但采用中性点

经电阻接地方式也是可行的.为T避免突然断电引

起的\"堆铜\断带\"等事故.可以采取事故延时跳

电,进行有序的停机,停电措施.所以在日本也是较

多采用中性点经电阻接地的供电网.由于宝钢二冷,

三冷阿套机组的供电网连接在一起的,故日方供货

的三冷轧供电阿只能随同德方供货的二冷轧供电网

接地方式.

3应用消弧线圈分接头自动跟踪调谐技术

图1是宝钢三期二冷三冷轧10kV供电网中性

点经消弧线圈接地方式的系统接线原理图

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/;J-上J-TT丁用开关//<///

相接地

一

^§故障点电E童……

～

[{l/}I开关,工作电蠢

]J,量315kVAr_J—上_1

二度站盔盏f各厂77150kVA,fff}/

电罔接口

(Pror)

圉l10kV电网中性J经消弧线暖接地爰自动最愫调谐孺理田

由于主变8OMVA,110kV/lO,5kV有载调压展及运行方式的经常变化,负荷的变化,电力电缆的

变压器的二次为三角形接线不接地系统,故采用z停运.经验证明电网电容电流计算值与实际值存在

型接地变压器;同时为了兼作\"站用变\二次为着很大的误差,因而对电阿的补偿度并不理想.随着

380..\"220V动力及照明电源.近代的科技发展,利用微机新技术,通过对电网电容

传统做法是根据电网来计算系统的电容电流.电流的准确实测运算,并与设定值的比较,不仅可以

然后再确定消弧线圈档数.在停电的状态下.手动调显示出各种参数,还能准确发生执行信号,自动跟踪

节到某一档位以达到电网的补偿目的.调节清弧线圈的分接头.达到系统最佳补偿状态.

但是随着现代化的发展.特刚导电缩电'呵的发(下转第4丽)

4?

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我们去继承使用,因而编程工作变得轻松,效率大大

提高.

图形元件是率软件最基本的要素,每个图元(发

电机,母线,变压器等)既是构成系统结线图的基本

元件也是继电保护的客体,因而在用面对对象方法

构成不同的图元类时,要考虑到该元件各个方面的

特性如绘制,大小,旋转,接线方式,颜色,拖动,计算

结果标注,继电器类对象(TRelay)和继电保护条目

等,图元基本上都可以从一个叫TGr&phiccontro1

的基类继承而来,泼类提供了一个叫Paint的方法

和Canvas的属性可供我们绘制出任意图形,其余的

工作则是由我们自己为这些类添加不同的属性和方

法而已,Tformxtt是一个特殊的类,它从Tform类

继承而来,在本软件里用它做集合类来存储系统结

线图的所有图元类对象(TGeneratorTline,Tbus,

Ttrans[ator,Tswitch等等)及它们的各个参数,

DELPHI提供了简单的方法来存储对象和从文件读

对象属性,这使得我们只需要一个文件即可存储所

有的数据(图元,结线图,元件参数及开关状态),数

据维护非常简单.Tformxtt类对象同时维护一个节

点导纳矩阵类对象(Tmatrix),一个Form里的任何

有关图元对象的操作(添加,删除和改变属性)都自

然地和这个节点导纳对象发生联系,相应地修改该

节点导纳短阵.程序采用了多文档框架(MDI)可以

同时打开多个运行方式图参照对比计算结果.继电

保护对象(TRelayprotection是于Form之外的

一

个对象,它封装了有关继电保护方面的所有方法

(图元继电器对象的搜索,短路计算结果获取,相应

的计算规则等等),主要用于CAD功能的实现.本

软件对象关系如图1.

圈1对曩关系圈

4软件计算功能的实现

短路计算程序的实现借用了已有的由c语言

开发好的算法,其核心是求解大型稀疏矩阵的高斯

一

亚当消元法,用VISUALc++把这些计算程序

编译成动态连接库(DLL).即可由叫Delphi调用,

使用这种方法可节省磁盘空间,同时具有连接速度

快,可多个程序共享等特点.继电保护的计算已封装

在继电保护对象类方法中,无须另外构造.

5软件实用情况及结论

本软件具有良好的人机界面,用户只需点击鼠

标即可完成太部分功能,由于网络结构及参数输入

均以图形及对话框方式输入,且对话框对用户输入

的数据有检错功能,因而大大减少了数据录入时的

出错率,提高了计算的正确性.对于同一系统的不同

运行方式图,只要用拷贝的方法并作一些局部参数

修改即可完成,操作极其方便,极大提高了工作

效率.

1999—08--26收端

('''('('('('''('C'?C?C('''(''('(''('?C?C(''(''('('('('('(<'?C(''?CC'('('('(''('('?C('''(''?'C'''('?'('('('

(上接第2页)在该装置中,串联在消弧线圈中的阻

尼电阻R约为10~20n.它的作用是;首先要求电

网正常工作时,中性点位移电压不太于15(调节

值).为了防止调谐时,出现电网谐振,在零序回路

中串入阻尼电阻.当系统发生单相接地故障时,由微

机控制,将串联阻尼电阻短路,达到不影响消弧线圈

正常补偿的目的.

接线图中的避雷器为过电压保护.微机CPU

的接口输入信号是通过电网的电流电压互感器.消

弧线圈分为12档,容量为315kVA.通过马达执行

机构加以自动调节.有关该装置的原理,操作,应用,

这里不再赘述.

4采用小接地电流信号继电器情况

由于单相接地故障时的电流被控制在5A左

右,如通过50t5A的电流互感器.其二次电流为

5O0mA.为了保证继电器灵敏度,采用了国产zD一

5型继电器.它是采用零序分量中的5次谐波分量

来启动的,使用情况良好.如利用国外带畿机的高灵

敏度,多功能的继电器.价格太贵并且将造成投贤方

面的浪费.

参考文献

1赵智.电力幕皖中性点接地问珂.杭州,新江大学出版社.1g94

1999—1O--23收端