(完整版)中压系统单相接地故障处理及过电压保护

三相电压不平衡波形
电压畸变波形
电压中断波形
单相电压陡升波形
35kV架空线路雷击的数形并导致线路的绝缘闪络的波形
35kV架空线路的雷击绝缘闪络的弧光数据波形
35kV开关操作的暂态波形及工频叠加波形
雷击过电压波形和引发的中性点低频振荡
☆宽频电压传感器EVT（频宽0－100MHz）采 集瞬态、暂态及稳态过电压保护信号，有效 保证采集信号、波形不失真；
配电站
低聚 残 压优 保 护柜 柜
低聚 残 压优 保 护柜 柜
➢脉冲可控电流选线典型应用
➢金字塔式应用
单相 接地故障 管理系统
配电聚优柜 （全电压监测）
智能操控 多点测温 过电压保护器
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➢开关柜状态显控装置
开关状态显控装置技术特点
智能化 抗干扰强 可靠性强 外观精美
采用单片机控制，界面更直观，操作更简便；
超强的抗电磁干扰能力，抗干扰达到IV级；
采用工业级电子元件,具有可靠性高、寿命长、抗干扰能力强等 特点，发光模块采用先进发光芯片，户外高亮级；
外观采用新颖独特的流线型设计，弧度流畅做工精致 美观，简化、美化了开关柜面板。
DB30低残压母线过电压保护装置
DB30低残压母线过电压保护装 置适用于6-35KV输配电系统，如发 电、变电和用电企业，取代传统的 PT避雷器柜，为系统提供更完善的 母线过电压保护及PT保护。与EPO全 电压检测柜结合使用，还可实现更 全面的绝缘监测。
☆ DB30—低残压母线过电压保护装置
● 取代PT避雷器柜； ● 抗饱和电压互感器与 “瞬悬复”技术结合运 用； ● 0~300Hz全频微机消谐技 术的运用； ●母线过电压残压降低30%
氧化锌阀片性能的提高 配合六柱式结构，实现 无间隙并保证安全运行。
改进 思路
采用真空浇注工艺， 解决密封和体积过大 带来的一系列问题。
通过在线监测及离线验 提前发现问题并退出运 行，不给系统留下安全 隐患。
EAT一特六柱全相双安全保护装置
A
B
C
● 无中性点六柱结构
1.相间和相地为独立的氧化锌阀片单元组件，所
➢ 电力行业禁用三相四柱式过电压保护器文件
内蒙古庆华集团庆华煤化公司事故通报
➢ 电力行业禁用三相四柱式过电压保护器文件
云南电力文件
《电弧炉电源系统的设计、维护和运行规则》 法国钢铁技术协会 1990
☆ GB/T28547-2012避雷器使用导则 4.3 通过增设相间避雷器进行相间过电压防护
➢组合式过电压保护器的改进思路
有氧化锌阀片单元独立运行，不会引起四柱式结
构中的连锁效应；
2.六柱式结构无中性点存在，不存在地相单元容
易发生热崩溃的隐患。
● 无串联间隙结构 1.陡波响应特性好无截波； 2.无放电时延，响应速度为纳秒量级； 3.动作稳定，没有间隙的固有缺陷，不受环境海 拔影响，适用范围广； 4.结构简单工艺良好，完全实现密封。
● 在线监测&离线检验 1.在线监测保护器的动作次数； 2.预防性试验可检验淘汰。
➢有无间隙放电特性比较
☆有间隙放电产生电压尖峰和截波
➢有无间隙放电特性比较
☆无间隙放电性能良好
➢开关柜状态显控装置
YTK系列开关柜状态显控装置
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➢开关柜状态显控装置
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➢开关柜状态显控装置 •中国·开普实验室（国家继电保护及 自动化设备质量监督检验中心）
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➢开关柜状态显控装置
YTK
YTK92 系列
YTK 9210
YTK 9220
YTK 9230
YTK 9240
YTK93 系列
YTK 9310
YTK 9320
YTK 9310A
YTK 9320A
YTK系列开关状态显控装置
60
➢系统典型应用
110KVⅠ段
110KVⅡ段
接地故障管理系统
全电 压监 测
134kV
PT智能抗谐保护
若发生铁磁谐振时，先导通可控硅形成有效零序电流流通通道 建立的磁通起去磁作用。，周期执行3到5次， 600mS内二次消 谐的动作能消除谐振则退出，返回正常运行。否则打开PTK的 开关抑制谐振，等待系统运行正常自动复归；
若为接地故障微机则直接打开PTK开关抑制接地恢复涌流，等 待系统运行正常自动复归；
Icb
Ica
零脉序冲CT选和 预瞬障永障线单处时已采元久已理集性消性处器故失故理
#1负载
#2负载
#N负载
☆蓝色为开口零序电压波形 ☆黄色为主回路零序电流波形 ☆绿色为预处理器采集的电流波形
➢ 单相接地过电压的全过程监测是非常必要的
➢ 单相接地故障管理系统处理波形
瞬时性接地故障
➢ 单相接地故障管理系统处理波形
➢ 单相接地故障管理系统工作过程演示
XX线路单 用户控制室 相接地
单相接地故障管理系统 客户端软件
数据集中 及传输器
XX线路单 相接地
波形采集 及显示器
单相接地故 障控制器
Ic
Ix ZB
PT CX XHX
SCR
综合 消弧柜
进线1
零预脉 线 单序处冲 采 元C理选 集T器和
Ⅰ段母线 C相
A相 B相
零预脉 线 单序处冲 采 元C理选 集T器和
永久性接地故障
三、全电压监测
DL/T1351-2014前言： 电力系统中的变电设备随时都可能会受到雷电过电压或操作过 电压的侵袭，当变电站出线较多或处于多雷区时，雷电过电压会随 线路入侵造成故障；当系统进行切空载线路和变压器等操作时会产 生内部过电压；当系统出现接地故障会产生弧光接地过电压。这些 过电压幅值都非常高（可达系统工作电压的2～5倍）。当变电站保 护配置不当或避雷器有缺陷时，过电压很可能对一次变电设备造成 危害。同时，一些绝缘存在缺陷或老化的变电设备，在较高的过电 压作用下更容易造成绝缘击穿，在工频电压作用下都有可能出现故 障。应用于电网中的故障录波装置主要记录的是工频的故障波形， 对暂态过电压的高频信号则难以记录。
中压系统 单相接地故障处理及过电压防护
目录
一、中压系统的中性点接地方式 二、单相接地故障管理系统 三、全电压监测 四、铁磁谐振及过电压保护 五、组合式过电压保护器运行可靠性
一、中压系统中性点接地方式
➢ 电力系统中性点接地方式
直接接地
Baidu Nhomakorabea
电力系统 中性点
接地方式
经电阻 接地
经消弧线圈 接地
不接地
➢ 中压系统大多采用不直接接地方式
进线
架空线故 障分段器
单相接地故障管理系统 客户端软件
波形采集 及显示器
单相接地故 障控制器
ZB
XHX
PT CX
SCR
零序CT和 预处理器
#1负载
I段母线
零序CT和 预处理器
零序CT和 预处理器
#N负载
#N负载
数据集中 及传输器
全电压 监测柜
接地故障 处理柜
脉冲 选线柜
企业厂用电系统分级选线
➢ 单相接地故障管理系统工作原理
☆控制器采用20M高速采样卡（PCI接口）对 采样信号实施50ns A/D转换，确保采样数据 精准；CPU采用2.0G INTEL＆DSP双处理单元 技术实施分析处理，嵌入式美国TI的DSP互为 监测，确保产品的可靠性；
☆可记录故障前600ms至故障后2min故障波形， 存储量最大可达500G；
☆采用8.4英寸触摸真彩显示器，人机交换显 示界面友好。
故障相消失后 PT电流波形
五、组合式过电压保护器运行可靠性
➢ 组合式过电压保护器发展
避雷器
组合式过电压保护器
EAT
➢ 单相接地故障状态下过电压保护器等效图
弧光接地录波图
A B C
AB
D
D
D
C
➢ 带熔丝的组合式过电压保护器分析
➢ 电力行业禁用三相四柱式过电压保护器文件
湖南省电力公司文件
➢ 电力行业禁用三相四柱式过电压保护器文件
可控 脉冲 选线
故障 处理
……
110/10KV 10.5KV Ⅰ段 10.5KV Ⅱ段
110/10KV
接地故障管理系统
全电 压监 测
可控 脉冲 选线
故障 处理
……
10.5KV Ⅰ段
10.5KV Ⅱ段
~ 1×3MW
配电站
低聚 残 压优 保 护柜 柜
低残 压保 护柜
10.5KV Ⅰ段
10.5KV Ⅱ段
~ 1×3MW
PT正常时 电流波形
故障相接地后 PT电流波形
√31UNN √13UUN
N
√31UUNN √13UUN 01UUNN N 10UNN
故障相消失后 PT电流波形
PT浪涌保 护器
PT正常时 电流波形
故障相接地后 PT电流波形
√3 1UUNN √31UUNN
√3 U1UN N √13UUNN 0U1NUN 01UNN
四川省电力公司下文
开关柜内不得采用3 相4元件组合式过电 压保护器。
➢ 电力行业禁用三相四柱式过电压保护器文件
呼和浩特供电局文件
➢ 电力行业禁用三相四柱式过电压保护器文件
国电川井风电厂事故通报
故障原因为35KV#2、#3母联 323开关柜B相过电压保护器 存在缺陷，接地时发生起火， 造成绝缘破坏导致AB相短路， 并发展为ABC三相故障。
★优点：
●高供电可靠性 ● 电磁干扰小
★缺点：
● 弧光过电压 ● 选线困难
➢ 中压系统常见问题
● 单相接地故障 ● 电缆故障 ● PT故障 ● 保护器自身安全 ● 绝缘闪络
…
二、单相接地故障管理系统
➢ 传统弧光接地解决方案1
➢ 传统弧光接地解决方案2
➢ 单相接地故障管理系统组成单元
用户控制室
因此，电力系统中有必要安装一种能自动跟踪记录暂态过电压 出现的时间、幅值和波形的装置。
☆雷击过电压： 采样保存标准 1.2/50µs波形； 50µs,可展开，单个波； ☆操作过电压： 采样保存标准250/2500µs波形； 2500µs,可展开，单个波； ☆弧光接地过电压： 采集保存系统高频振荡过电压波形； 2min,可展开，前600ms, 后2min。
低残压技术与普通MOA对比
10kV
DB30-D MOA
BIL(kV) U1mA(kV)≥
Ucy(kV)≤ Kc
75
26
24
30
45
2.5
1.7
35kV
DB30-D MOA
BIL(kV) U1mA(kV)≥
Ucy(kV)≤ Kc
200
73
90
134
2.2
1.5
☆ DB30—低残压母线过电压保护装置
四、铁磁谐振及过电压保护
☆ 谐振产生的机理
● 正常运行ωL＞1/ωC，当ωL=1/ωC →谐振 ● 弧光接地过电压易诱发PT铁磁谐振 ● PT饱和点过低
☆ 消谐装置的应用
● 一次消谐器阻抗值的匹配问题 ▲ 阻抗值小→消谐器爆炸 ▲ 阻抗值大→PT中性点漂移 ● 微机消谐装置
☆ PT及避雷器柜的运行问题