10千伏配电网中性点接地方式研究本科毕业论文.doc

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1、毕 业 设 计 论 文题目： 10千伏配电网中性点 接地方式研究目 录摘要1ABSTRACT2第一章 绪论31.1 问题的提出31.1.1 中性点的概念31.1.2 中性点接地方式现状和分析41.2 国内外的研究现状51.2.1 国外中压配电网中性点接地方式的发展51.2.2 我国中压系统中性点接地方式的发展71.2.3 本次设计的主要内容和基本思路7第二章 城市配电网中性点接地方式92.1 中性点不接地方式92.1.1 中性点不接地方式配电网的单相接地故障92.1.2 间歇电弧引起的过电压112.1.3 中性点不接地方式的适用范围122.2 中性点经消弧线圈接地方式132.2.1 中性点经消

2、弧线圈接地配电网的单相接地故障132.2.2 消弧线圈的过补偿、欠补偿和全补偿142.2.3 中性点经消弧线圈接地方式的适用范围152.2.4 中性点经消弧线圈接地方式的缺点162.3 中性点经自动跟踪补偿消弧线圈接地方式172.3.1 消弧线圈自动跟踪补偿装置的组成172.3.2 自动跟踪补偿消弧线圈的种类182.3.3 消弧线圈自动跟踪补偿装置的优缺点192.4 中性点经电阻接地方式192.4.1 高电阻接地202.4.2 低电阻接地202.4.3 中性点经电阻接地方式的优缺点212.5 本章小结21第三章 MATLAB仿真模型的建立及分析233.1 MATLAB简介及电力系统仿真工具箱2

3、33.2 MATLAB仿真模型的建立243.2.1 架空线路的模型和实现243.2.2 接地故障的建模和实现253.2.3系统集成后的模型253.3 10kv配电网单相接地故障仿真263.3.1 仿真线路参数263.3.2 中性点不接地系统293.3.3 中性点经电阻接地系统313.3.3 中性点经消弧线圈接地系统353.4 本章小结36第四章 弧光过电压384.1关于弧光接地过电压的概念384.1.1弧光接地过电压对电气设备绝缘的危害384.1.2限制弧光接地过电压传统措施的研究分析394.2.3中性点接地方式对弧光过电压的影响404.2 弧光接地过电压的形成及分析404.2.1弧光接地过电

4、压及限制措施414.3对弧光过电压的MATLAB的仿真424.3.1 MATLAB仿真模型的建立424.3.2中性点不接地系统电弧产生过程的仿真434.3.3中性点经电阻系统电弧产生过程的仿真454.3.4中性点经消弧线圈系统电弧产生过程的仿真494.4 本章小结51第四章总结53参考文献54致谢56摘要电力系统中性点接地方式是一个非常综合的技术问题，它与电网电压等级、电网结构、绝缘水平、供电可靠性、继电保护、电磁干扰、人身安全都有很大的关系。 过去我国10kV配电网主要采用中性点不接地和经消弧线圈接地方式，80年代中后期为适应城区电网的迅速发展，特别是电缆的大量使用后，出现了l0kV配电网中

5、性点经低电阻接地方式，该运行方式先后在许多大中城市如广州、上海、北京、珠海等地采用。经多年的运行实践，各地普通认为低电阻接地方式比消弧线圈接地方式的过电压水平要低，但同时反映出的运行状况也存在较多的问题，主要是供电可靠性有所下降，还曾发生过多起人身伤亡事故。因此国内目前在10kV电网中性点接地运行方式的选择上出现较大的争议，争议点主要是两种接地方式的应用范围、供电可靠性的高低、人身安全、通信干扰和运行维护工作量等诸多方面。 本论文主要针对10kV配电网中性点接地运行方式的选择问题进行研究。论文首先对10kV配电网的中性点各种运行方式进行分析，比较不同运行方式的特点。然后以茅坪变电站10kV电网

6、的实际参数来建立数值计算模型，在考虑了电网接地电容电流变化、接地点接地电阻值变化等多种影响因素的情况下，对中性点经消弧线圈接地和经低电阻接地方式下电网的过电压水平和接地点短路电流大小进行了仿真和计算，同时对各种接地方式对弧光过电压的限制也作了分析。并最终确定用消弧线圈接地方式。关键词：配电网 中性点接地方式 消弧线圈 电弧 MATLAB 仿真 ABSTRACTIt is an important technical problem to neutral grounding mode of the electric power system which associates with volta

7、ge level, network structure, insulation level, reliability of power supply, protective relaying, electromagnetic interference, and personal safety.In China, the neutral grounding mode of the 10kV network used of none grounding, grounding by arc suppressing coils in the past. With the development of

8、urban power network, especially the widespread use of cables, low resistance grounding mode was used to restrain the over voltage in Guangzhou, Shanghai, Beijing, and Zhuhai etc. It was reported that the over voltage level of low resistance grounding mode is lower than that of arc suppressing coil m

9、ode, but the operation carried out the other problems, including reliability of power supply rapidly dropping, and person safety being threatened. So interiorly the grounding mode selection of the 10kV network was disputed, which mainly focused on the fault form of 10kV network grounding, the apply

10、area of arc suppressing coil grounding mode and low resistance grounding mode, reliability of power supply, person safety, communication interference and the work load of maintenance.This paper studied on how to select the neutral grounding mode of 10kV network. Firstly it analyzed the characteristi

11、c of grounding modes about 10kV network. Then with the demonstration of Maoping substation in Hubei province, this paper built a numerical value equivalent model. Taking account of the transformation of the capacitive current or the variety of the grounding point resistance, it simulated the over vo

12、ltage level and the grounding point short current value of the network with arc suppressing coil grounding mode or low resistance grounding mode, in addition, this paper discussed the problem of restrained arc over voltage. And ultimately determined by Petersen coil grounding.Keywords：Power distribu

13、tion network Neutral grounding mode Arc suppressing coil Arc MATLAB Simulation第一章 绪论1.1 问题的提出1.1.1 中性点的概念电力系统的中性点是指接成星形的三相变压器绕组或发电机绕组的公共点，电力系统中性点接地方式是一个涉及电力系统各方面的综合性问题，是人们防止系统事故的一项重要应用技术，具有理论研究与实践经验密切结合的特点。中压配电网量大面广，担负着直接为广大用户供电的任务，其中性点接地方式历来就是一个比较复杂的系统工程问题。从技术的角度而言，它与整个电力系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、继电保

14、护以及通信干扰和接地装置等技术问题有密切的关系。从经济的角度来看，中压电网中性点接地方式的选择还要与整个系统发展的现状和发展规划相适应，必须全面考虑其技术经济指标。随着电力工业的迅速发展和对供电质量要求的提高，选择一种有效的中性点接地方式是十分重要的。电力系统的运行经验表明，系统中发生单相接地故障的概率很大，约占总故障的65左右。在大电流接地系统中发生单相接地故障时，接地相的电源将被短接，形成很大的单相接地电流。此时断路器必须动作跳闸切除故障，从而造成系统停电事故。而在小电流接地系统发生单相接地故降时，不会发生电源被短接的现象，系统还可以继续带负荷运行一段时间(一般允许运行2小时)，从而给运行

15、人员留有充足的时间转移负荷及做好故障处理的准备工作，再进行停电操作排除故障。出此可见，采用小电流接地运行方式可以大大地提高系统的供电可靠性。但这种运行方式的缺点是当发生单相接地故障时，非故障相的电压将上升为线电压，因此就要求线路及电气设备的绝缘必须按线电压设计。这将使线路及电气设备的绝缘投资费用增加。电压等级愈高，绝缘费用在电力设备造价中所占的比重就愈大因此在110kV及以上电压等级的电网中，都采用中性点直接接地的运行方式。仅在35kV及以下电力系统中才采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式。目前, 我国中压配电网中性点接地方式主要有以下几种：中性点不接地、中性点经电阻接地、中性点经消弧线

16、圈接地，还有采用自动跟踪补偿消弧装置接地。我国交流电气装置过电压保护与绝缘配合(DL/T 620,1997)中规定；在610kV 系统中, 当电网单相接地电容电流小于10A时，中性点一般采用结构简单、供电可靠性高的不接地方式运行。而一旦电网单相接地电容电流超过10A时，接地电弧就不能可靠熄灭，必须采取措施加以限制。其具体应用情况大致为：110kV及以上电网中性点采用直接接地方式(必要时也可经电阻、电抗或消弧线圈接地)；35kV配电网中性点一般采用不直接接地方式(必要时也可经消弧线圈、电阻或电抗接地)；10kV中压配电网中性点采用不接地或经消弧线圈、小电阻接地等方式；380/220V低压配电网中

17、性点采用直接接地方式。1.1.2 中性点接地方式现状和分析近年来，随着城市电网的迅猛发展，用电负荷的不断增加，电缆线路不断加长，原来架空线路占主体的10kV电网逐渐演变为电缆线路占主体的电网，因此系统单相接地电容电流比原来大大增大。一般认为电缆为主要的电网在发生单相接地故障时，故障不易消除，易造成事故扩大，引起电缆绝缘击穿、MOA爆炸、断路器烧毁等。而电缆绝缘故障多为永久性故障，一旦损坏只有更换新的电缆，这对电网的安全、可靠运行带来很大影响。因此，过去那种一律采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式已经不能满足电力工业发展的需要。就目前情况而言，广州、上海、北京、长沙、深圳、珠海等许多大中城

18、市的1OkV城区电网已将原来中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式改为经小电阻接地的运行方式。经过多年的运行表明:中性点经小电阻接地运行方式的1OkV城区电网在一定程度上限制了内部过电压水平，从而减轻了对设备绝缘特别是进口设备绝缘的威胁，并对一些接地故障能迅速切除。但同时发现中性点经小电阻接地的运行方式也存在较多问题，如单相接地跳闸率大大增加，降低了供电可靠性和断路器寿命，与中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式相比对通讯有较大的干扰。有的城市电网（如珠海）在实际运行过程中，出现了多项供电可靠性指标有较大下降，发生多起人身伤亡事件，不得不将中性点接地方式由电阻接地运行方式改回到经消弧线圈接地方

19、式的例子。由于中性点经电阻或消弧线圈接地各具特点，特别是自动跟踪补偿消弧线圈与微机接地保护的出现，使得这两种接地方式成为目前我国城市配电网中性点接地方式选择的焦点。到底采用哪一种接地方式，就必须结合本地区的实际情况，深入细致地进行研究，才能选择适合本地区实际情况的配电网中性点接地方式，避免造成较大的经济损失。本文主要针对以架空线路与电缆混合为主的城郊1OkV电网中性点接地方式的选择问题进行对比研究，通过供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、继电保护以及通信干扰等几方面的对比，得出了茅坪变电站中性点接地方式还是以消弧线圈接地方式为较好方案的结论，为城市1OkV电网中性点接地方式的选择提供了一

20、定的参考依据。1.2 国内外的研究现状现在电网中性点接地方式主要分为两大类:一类是有效接地系统，即中性点直接接地系统，包括有中性点直接接地和中性点经小电抗接地；另一类是中性点非有效接地系统，即小电流接地系统，包括有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地以及中性点经电阻接地。1.2.1 国外中压配电网中性点接地方式的发展世界各国城市配电网中性点接地方式，不同国家和该国中的不同城市都不完全相同，主要是根据本国的运行经验和传统来确定的。原苏联规定在下列情况下采用中性点不接地方式：6kV电网单相接地电流小于30A；10kV电网单相接地电流小于20A；1520kV电网单相接地电流小于15A；35kV电网单相

21、接地电流小于10A。如果单相接地电流超过上述各值，则需采用中性点经消弧线圈接地方式。德国人彼得逊（Peterson）首先提出并随后发明了消弧线圈，提出了经消弧线圈接地的电力系统谐振接地方式，自1916年投运以来积累了丰富的经验。在柏林市的30kV电网中，共有电缆1400km，其电容电流高达4kA，也采用于消弧线圈接地方式，后因220kV电网中事故较多，19世纪60年代初就不再应用消弧线圈了。美国自20年代中期至40年代中期，2277kV电网中采用快速切除故障的中性点直接接地方式约占71%。1947年以后，采用消弧线圈的接地方式才有了发展，经电阻或小电抗接地约各占6.5%；不接地约占10.6%；

22、经消弧线圈接地约占5.4%。英国66kV电网中性点采用经电阻接地方式，而对33kV及以下由架空线路组成的配电网改为经消弧线圈接地；由电缆组成的配电网，仍采用中性点经低电阻接地方式。 日本20kV电缆和架空线路混合电网，1950年以来一直采用中性点不接地方式，随着电缆的增加，为防止接地继电器的误动、拒动和中性点位移，采用经4090低值电阻器接地方式。1969年改用经40+460电阻器接地方式，0.7s短接460电阻器确保迅速准确选线断开单相接地故障线路。1975年统计，1133kV配电网中性点不接地占40%，经消弧线圈接地占28%，经电阻接地占30%，直接接地占2%。其采用电阻接地方式一般限制接

23、地电流数值为100200A。东京电力公司所属配电网，其中性点接地方式为66kV电网分别采用电阻、电抗和消弧线圈接地；22kV系统采用电阻接地方式。法国从1962年开始将城市配电网电压定为20kV，其中性点采用电阻或经电抗接地方式。巴黎20kV配电网，电缆共4886km，中性点采用低电阻接地方式，单相接地电流1kA。比利时布鲁塞尔10kV系统中性点采用低电阻接地方式，单相接地电流原为2kA，为减少对通讯的影响，现改为1kA。世界各国的配电网中性点在50年代前后，大都采用不接地或经消弧线圈接地方式，到六十年代以后，有的采用直接接地和低电阻接地方式，有的采用经消弧线圈接地方式。1.2.2 我国中压系

24、统中性点接地方式的发展建国初期至80年代，我国完全参照了前苏联的规定，对366kV电网中性点主要采用不接地或经消弧线圈接地2种方式。80年代中期，我国城市10kV配电网中电缆线路逐渐增多，电容电流相继增大，而且运行方式经常变化，消弧线圈调整存在困难，当发生单相接地时间一长，往往发展成为两相短路。对此，国内开始重新考虑合适的接地方式，从1987年开始，广州部分变电站为了满足10kV电缆较低的绝缘水平，采用了低电阻接地方式；随后，深圳根据其10kV配电网电缆不断增加的实际，从1995年开始实施10kV配电网中性点采用低电阻接地方式的工程；天津电缆网比较多，过去以消弧线圈接地为主，现在对35kV电缆

25、网试行低电阻接地方式，运行情况正常；苏州工业园区，其配电网采用20kV供电，全部为电缆线路，中性点也采用低电阻接地的运行方式，自1996年正式投运至今，运行正常。上海在90年代对35kV配电网全面采用低电阻接地的运行方式。针对上述情况，原国家电力部对原SDJ7-79电力设备过电压保护设计技术规程进行了修订，在颁布的新规程即国家电力行业标准DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合中，对有关配电网中性点接地方式做了重大修改：(1)将原规定310 kV配电网中单相接地电容电流大于30A时才要求安装消弧线圈，修改为单相接地电容电流大于10A时即要求安装消弧线圈。(2)根据国内已有的中

26、性点经低电阻接地的运行经验，对635kV主要由电缆线路构成的系统，其单相接地故障电容电流较大时，可采用低电阻接地的运行方式。(3)对于610kV系统以及发电厂厂用系统，其单相接地故障电容电流较小时，为防止谐振、间歇性电弧接地过电压等对设备的损害，可采用高电阻接地的运行方式。1.2.3 本次设计的主要内容和基本思路 本次设计主要针对以电缆线路以及混合线路为主的城乡1OkV电网中性点接地方式的选择问题进行对比研究，通过供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、继电保护以及通信干扰等几方面的对比，得出相关结论。1、比较国内中压配电网现在所采用的中性点不接地、经消弧线圈接地、电阻接地等几种接地方式的工

27、作原理，并介绍各种接地方式的优缺点和适用范围；2、根据近几年采用消弧线圈、小电阻接地方式的运行情况，对变电站10kV侧中性点经不同接地方式下的供电可靠性、继电保护、通信干扰、人身安全、设备安全等问题进行分析；3、利用MATLAB内的SimPowerSystems（电力系统仿真工具箱）搭建模型，通过改变其中模块的参数，分析比较配电网在各种接地方式下发生单相接地故障，遇到接地过渡电阻为不同值时的工频过电压及弧光过电压的变化情况；4、通过比较中性点经低电阻接地和消弧线圈接地方式的优缺点，并结合仿真结果，最终确定接地方式。第二章 城市配电网中性点接地方式三相交流电网中性点与大地间电气连接的方式，称为电

28、网中性点接地方式，也可称为电网中性点运行方式。不同的中性点接地方式将对电网绝缘水平、过电压保护元件选择、继电保护方式产生不同的影响。因此，在进行城市电网规划和改造时，要慎重研究这个问题。配电网中性点接地方式分为有效接地和非有效接地两大类。（1）中性点有效接地：包括中性点直接接地和中性点经低电阻接地、小电抗接地和低阻抗接地。有效接地配电网的特征是：配电网零序电阻与正序电抗之比小于或等于1，零序电抗与正序电抗之比为正值且不大于3，即： （2-1）式中为配电网在任何运行方式下任何一点至电源的零序电阻；为任何运行方式下任何一点至电源的正序电抗。（2）中性点非有效接地：不属于有效接地类的接地方式，包括中

29、性点经消弧线圈接地（也称谐振接地）、自动跟踪补偿消弧线圈接地、高阻抗接地和中性点不接地。在非有效接地方式中，单相接地时，非故障相上的对地电压一般最高可能达到线间电压的105%，此时单相接地故障电流则较小。2.1 中性点不接地方式2.1.1 中性点不接地方式配电网的单相接地故障图2-1表示中性点不接地的电力网当C相发生金属性接地时的情况。接地后故障点C相对地电压变为零，即 （a） （b）图2-1 中性点不接地单相接地故障从图2-1可得故有式中：中性点对地电压；C相电源电压。上式表明，当C相发生金属性接地故障时，中性点电位变成了。于是A，B相的对地电压相应地变为: （2-2） （2-3）其相量关系

30、如图2-1（b）所示，此时AC间的相电压为，BC间的相电压为，而AB间的相电压等于，相当于原来的相电压三角形ABC平移到了ABC的位置，即三个线电压保持不变。但是，从式（2-2)、（2-3）中可以看出，非故障相A和B的对地电压却升高了倍。由于线电压没变，对用户继续工作没什么影响。同时，对于中性点不接地的电力网，其设备绝缘是按线电压设计的，因此对电气设备也无大危险。但是，由于A、B两相对地电压升高了倍，该相对地电容电流也相应地增大了倍，即（）。由于C相接地，其电容电流为零，于是接地点的电流为: （2-4）假定各相对地电容相等，则非故障相的电容电流分别为： 将、的值代入式2-4，可得：由此可以得出

31、：在中性点不接地的配电网中，单相接地电流等于正常运行时每相对地电容电流的3倍。 以上分析是按金属性接地(即接地处电阻为零)来进行的，但是，如果发生不完全接地(即经过一定的过渡电阻接地)则故障相的对地电压将大于零而小于相电压，而非故障相的对地电压则大于相电压而小于线电压，这时接地电流将比金属性接地时小。2.1.2 间歇电弧引起的过电压 单相接地时所产生的接地电流将在故障处形成电弧。当接地电流不大时，电流过零时电弧将自行熄灭，于是故障随之消失。如果接地电流较大，(大于30A时)，则将产生稳定的电弧，形成持续性的电弧接地，强烈的电弧将损坏设备并导致相间短路。当电流大于510A而小于30A时，有可能产

32、生间歇电弧。所谓间歇电弧系指接地电弧的熄灭并随之重燃的多次重复现象，每次熄灭将伴随相对地电容上的电荷积累并产生较大的过电压，其幅值可达(2.53.5)，对绝缘较差的设备、线路上的薄弱环节和绝缘强度很低的旋转电机有较大的威胁，在一定程度上对安全运行有影响，有资料表明，在电网全部接地故障中约有60%属于这种性质。关于间歇电弧的过电压，有两种不同的理论。以工频电流过零时电弧熄灭来解释间歇电弧接地过电压发展过程的理论称为工频熄弧理论，以高频振荡电流第一次过零时电弧熄灭来解释间歇电弧接地过电压的发展过程, 称为高频熄弧理论。根据工频熄弧理论，工频电流过零时电弧熄灭再过半个工频周期电弧重新点燃，过电压每周

33、期出现一次，而在第二周期时出现最大值，考虑相间电容和阻尼率时，过电压实际最大值会降低。而高频电弧理论则有两个假设:电弧的高频振荡电流过零时电弧熄灭；故障相电压达最大值时电弧重燃。按这一理论，电弧每个工频半周熄灭一次点燃一次。健全相电压随着重燃次数的增多，越来越高，数周期后即可升至最大值，例如可达7.5倍相电压(幅值)。考虑相间电容和阻尼率时，过电压实际最大值没有这么高。但是发生单相接地故障时的实际情况是很复杂的，两种理论各说明两种可能出现的特例。熄弧后绝缘性能逐渐恢复的介质何时会被重新击穿，也是影响间歇电弧过电压的重要的因素。2.1.3 中性点不接地方式的适用范围在中性点不接地配电网中，当发生

34、单相接地故障时，线电压仍保持对称不变，单相接地电流与负荷电流相比不大，因而对用户供电并无影响，这是该接地方式的主要优点。当线路不长时，接地电流的数值较小，不至于形成稳定的接地电弧，一般均能迅速熄灭而无须跳闸，这时供电可靠性较高。但是，当线路较长、电容电流相对较大时，则可能由于持续电弧而燃烧设备或由于间歇性电弧而导致过电压。这样，上述优越性就不存在了。因此，此方式适用于电容电流不大的电力系统中。 目前，电力网中的故障以单相接地为最多，特别是35kV及以下电压的配电网，由于单相接地电流不大，一般接地电弧均能自动熄灭，所以这种配电网采用中性点不接地的方式是最合适的。 但是由于中性点不接地配电网的最大

35、长期工作电压与过电压都较高，特别是还存在电弧接地过电压的危险，因而对整个配电网的绝缘水平要求较高，所以对电压等级较高的配电网来说采用这种方式使绝缘方面投资增加。 目前我国中性点不接地电力网的适用范围如下: （1）3lOkV电网中，当单相电流小于10 A时； （2）如果发电机能带内部接地故障运行，当与发电机有电气连接的电网的接地电流小于5A时； （3）2060kV电网中单相接地电流小于8A时。2.2 中性点经消弧线圈接地方式消弧线圈是一个具有铁芯的可调电感线圈，它装设于变压器或发电机的中性点。当发生单相接地故障时，可形成一个与接地电流的大小接近相等但方向相反的电感电流，这个电流与电容电流可相互补

36、偿，最终使接地处的电流小于或等于零，从而消除了接地处的电弧以及由它产生的危害，消弧线圈因此得名。此外，当电流过零而电弧熄灭后，消弧线圈还可以显著减小故障相电压的恢复速度，从而减小了电弧重燃的可能性。因为电网单相接地电容电流得到电感电流的补偿，所以这种电网也称为补偿电网，该接地方式又称谐振接地方式。2.2.1 中性点经消弧线圈接地配电网的单相接地故障图2-2表示当中性点经消弧线圈接地时配电网中发生单相接地故障时的电路图和相量图。当发生单相接地时，中性点电压将变为，此时消弧线圈处于装置的相电压下，如忽略线圈电阻，其值等于： 式中消弧线圈的电感消弧线圈的电抗（a）电路图 （b）相量图图2-2 中性点

37、经消弧线圈接地单相接地故障从图2-2（b）可以看出，当C相接地时，健全相A、B的电压升高到线电压，A、B相地对地电容电流和分别超前和。和合成的总电容电流将超过。电感电流与电容电流相位相反，且都流过故障点，从而使故障点的电流变得很小或接近于零，当电流过零时电弧熄灭，消弧线圈还可以减小故障相电压的恢复速度从而减小电弧重燃的可能性。2.2.2 消弧线圈的过补偿、欠补偿和全补偿消弧线圈接地电网根据补偿率的不同可分为过补偿、欠补偿和全补偿。正常运行时，当各相对地电容电流不等，电网中性点同样存在位移电压，下面先给出脱谐度定义。 （2-5）其中：脱谐度对地电容电流 消弧线圈电感电流脱谐度表征偏离谐振状态的程

38、度，主要用来描述消弧线圈的补偿程度。 （2-6）式中：消弧线圈的等值导纳，当忽略电导时，采用全补偿时，容抗等于感抗，即 此时将发生串联谐振，式（2-6）的分母将变为零(或接近于零)。此时，各相电容值不等，则式（2-6)的分子将不会为零，中性点位移电压将达到极高的数值，因此，在中性点经消弧线圈接地系统中多采用不完全补偿。在不完全补偿方式中又有欠补偿和过补偿之分。如果消弧线圈的感抗值大于网络的总对地容抗值，则，称为欠补偿，此时；反之消弧线圈的感抗值小于网络的总对地容抗值，则，称为过补偿，此时，故障点将有残余的感性过补偿电流。过补偿方式消弧线圈保留一定的裕度，即使将来电网发展，对地电容增加后，原有的

39、消弧线圈仍可使用。如果采用全补偿方式，则当运行方式改变而切除部分线路时，整个网络的容抗减少，又可能接近完全补偿方式，出现危险的过电压。此外，电网采用欠补偿还可能出现数值很高的铁磁谐振过电压，因此在补偿电网中多采用过补偿。另外消弧线圈的分接头调整原则有： 为保证中性点经消弧线圈接地补偿方式不受系统接线的变化(即线路的投入或切除)而受影响，当系统接线方式变化前应首先调节消弧线圈的分接头，以防止因系统接线的改变后发生单相接地引起串联谐振。进行消弧线圈的分接头调整时应遵循以下原则： （1）选用过补偿方式运行时，在电容电流增加前(投入线路前)应先将消弧线圈的分接头调整，防止发生全补偿运行。 （2）选用欠

40、过补偿方式运行时，在电容电流减少前(断开线路前)府先将消弧线圈的分接头调整，防止发生全补偿运行。 （3）进行消弧线圈的分接头调节操作叫应确认系统无接地现象可进行；一般不应在阴雨大进行，以保证人身安全。2.2.3 中性点经消弧线圈接地方式的适用范围由于消弧线圈能有效地减少单相接地电流，迅速熄灭故障电弧，防止间歇性电弧接地时产生的过电压，因此广泛应用于335kV电压级的配电网。在这些电压等级的配电网中单相接地故障发生频率较高，采用经消弧线圈接地方式可以提高配电网的供电可靠性。消弧线圈接地的配电网由于接地电流不大，又称为小电流接地系统。接地电流小可以减轻对附近通信线路的干扰，这也是这种配电网的优点。

41、但是，中性点经消弧线圈接地的配电网，当发生单相接地时，非故障相的对地电压将增大倍，这时，尽管可以继续工作，但仍应在较短时间内发现并消除故障以防止事故的扩大。同时这种配电网的最大长期工作电压和过电压水 平都较高。因此，当在电压等级较高的配电网和电缆网中采用时，将显著地增大绝缘方面的费用，应经过综合比较后才能选定。 根据我国电网实际情况，采用中性点经消弧线圈接地方式运行的系统其适用范围为： 额定电压为330kV，接地电流大于30A的系统； 额定电压为310 kV，直接接有发电机、高压电动机，接地电流大于5A的系统： 额定电压为3560 kV，接地电流大于10A的系统；额定电压为110154 kV系

42、统如处在雷电话动较强的山岳丘陵地区，其接地电阻不易降低，电网结构简单，如果采用中性点直接接地方式不能满足安全供电要求时，为减少因雷击等因素造成单相接地事故频繁跳间的次数，也可采用中性点经消弧线圈接地方式运行。2.2.4 中性点经消弧线圈接地方式的缺点中性点经消弧线圈接地系统一般情况下应采用过补偿方式，脱谐度控制在10%以内，如果线路不对称度很大，特别是开关非全相动作或线路发生单相、两相断线时，有可能引起串联谐振，这一点在实际工程设计中需引起重视。我国目前采用的消弧线圈都是手动调匝的，存在以下缺点和不足。（1）调节不便。因这种消弧线圈是无载调节的，要退出运行才能调节分接头，十分不方便，因此造成实

43、际运行中不能根据电网电容电流的变化及时进行调节。（2）运行人员判断调节困难。因为没有在线实时测量监视电网电容电流的设备，运行人员即使想及时根据电网电容电流的变化进行调节，也因得不到电网电容电流的具体值而不能作出准确的判断，不能决定消弧线圈应运行在第几档，无法保证合理的脱谐度。（3）变电站实现无人值班，非自动调节式消弧线圈在无人值班情况下很难调节。（4）电网的规模越来越大，电网的运行方式经常变化，消弧线圈的调节越来越困难。2.3 中性点经自动跟踪补偿消弧线圈接地方式由于目前许多配电网采用的是手动调匝式的消弧线圈，在运行中存在如文2.2.4所述的问题，因此，这种接地运行方式逐步为自动跟踪补偿的消弧线圈方式所替代。2.3.1 消弧线圈自动跟踪补偿装置的组成自动跟踪补偿消弧线圈装置一般由接地变压器、可调式消弧线圈和消弧线圈自动跟踪调节控制器、阻尼电阻和氧化锌避雷器组成。 如图2-3所示。接地变压器用于引出电网中性点，它还可以兼作变电站的站内变压器使用。可调式消弧线圈根据系统电容电流变化提供相应的电感电流；控制器用于测量电网的脱谐度并控制消弧线