【正文】 顧老師淵博的知識、豐富的經(jīng)驗、嚴謹求實的治學作風和忘我的敬業(yè)精神一直讓我深感敬佩；同時他謙虛坦誠、熱情、隨和的性格也讓我感到親切。消弧及過電壓保護裝置（以下簡稱裝置）適用于6～35kV 中性點非直接接地系統(tǒng), 主要用來限制系統(tǒng)運行中發(fā)生的各種相地及相間過電壓(如:大氣過電壓、單相間歇性弧光接地過電壓、鐵磁諧振過電壓等 )，特別是消除了單相間歇性弧光接地過電壓，有效地保護電氣設備不受過電壓的危害，提高了電力系統(tǒng)運行的安全性和供電的可靠性。接觸電壓、跨步電壓的大小，人體接觸外殼時的電壓高低都涉及到電擊事故發(fā)生的機率及危害程度，必須嚴格按標準的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，以高度的責任感認真地進行設計和施工，并做到及時進行試驗，務必驗收合格，方可投入使用。配電變壓器的防雷保護接地是一項復雜的電氣工程，必須考慮防雷接地、保護接地、工作接地的各種要求，以其中最小值為標準來設計和施工。 這 兩 種保 護 的 不 同 點 主 要 表 現(xiàn) 在 三 個 方 面 ： 一 是 保 護 原 理 不 同 。 它 分 為 機 器 邏 輯 地 、 信 號 回 路 接 地 、 屏 蔽 接 地 ， 在 石 化 和其 它 防 爆 系 統(tǒng) 中 還 有 本 安 接 地 。常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文第 24 頁 共 37 頁結(jié)束語本論文系統(tǒng)的介紹了接地的基本知識、接地網(wǎng)、配電變壓器的保護接地以及消弧。接地變壓器選用了型號為 DKSC400/100/,177。根據(jù)式（82）：選用400 kVA。 SJ — 接地變?nèi)萘?，kVA 例如某110kV 變電所，二臺主變，10kV 單母線分段，共24回電纜出線，兩套裝置補償，一回電纜平均長度按2kM 計算，所變?nèi)萘?00kVA， COSФ= 。 接地變壓器容量選擇 接地變除可帶消弧圈外，兼作所用變。(6)該技術(shù)包括的微機選線保護裝置采用特殊的多種算法，可快速準確顯示單相接地線路。(4)消弧線圈串聯(lián)電阻方式，可限制全補時中性點位移電壓＜15%相電壓，避免諧振，滿足了運行規(guī)程要求。(2)過補、欠補、最小殘流3種運行方式任選，可在現(xiàn)場根據(jù)需要隨時設定變更。 隔離開關(guān)、電壓互感器隔離開關(guān)安裝消弧線圈前，用于投切消弧線圈，由于消弧線圈內(nèi)的電壓互感器不滿足測量精度，需另設中性點電壓互感器測量中性點電壓。常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文第 22 頁 共 37 頁 調(diào)諧和選線裝置自動調(diào)諧和選線裝置是整套技術(shù)的關(guān)鍵部分，所有的計算和控制由它來實現(xiàn)，控制器實時測量出系統(tǒng)對地的電容電流，由此計算出電網(wǎng)當前的脫諧度 ε，當脫諧度偏差超出預定范圍時，通過控制電路接口驅(qū)動有載開關(guān)調(diào)整消弧線圈分接頭，直至脫諧度和殘流在預定范圍內(nèi)為止。阻尼電阻可選用片狀電阻，根據(jù)容量選用不同的阻值。為防止產(chǎn)生諧振過電壓及適應各種運行方式，在消弧線圈接地回路應串接阻尼電阻箱。在這種運行方式下，接地殘流可能為容性，也可能為感性，有時甚至為零（即全補） ，但由于加裝了阻尼電阻，中性點電壓不會超過15%相電壓。若對地電容發(fā)生變化不滿足上述條件時，則消弧線圈的分接頭將進行調(diào)節(jié)，直至重新滿足上述條件為止。 b. 過補：指運行中電容電流 IC小于電感電流 IL的運行方式。當0＜I CIL≤I d， （I d為消弧線圈相鄰檔位間的級差電流） ，即當殘流為容性且殘流值≤級差電流時，消弧線圈不進行調(diào)檔。 （2） 消弧線圈的補償方式：一般分為過補、欠補、最小殘流3種方式可供選擇。為了減少殘流，增加了分頭數(shù)，根據(jù)容量不同，目前有9檔—14檔，因而工作可靠，可保證安全運行。 有載調(diào)節(jié)消弧線圈 （1） 消弧線圈的調(diào)流方式：一般分為3種，即：調(diào)鐵芯氣隙方式、調(diào)鐵芯勵磁方式和調(diào)匝式消弧線圈。 接地變壓器接地變壓器的作用是在系統(tǒng)為△型接線或 Y 型接線中性點無法引出時，引出中性點用于加接消弧線圈，該變壓器采用 Z 型接線（或稱曲折型接線） ，與普通常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文第 21 頁 共 37 頁變壓器的區(qū)別是每相線圈分別繞在兩個磁柱上，這樣連接的好處是零序磁通可沿磁柱流通，而普通變壓器的零序磁通是沿著漏磁磁路流通，所以 Z 型接地變壓器的零序阻抗很?。?0Ω 左右） ，而普通變壓器要大得多。 自動跟蹤消弧線圈補償技術(shù) 根據(jù)供配電網(wǎng)小電流接地系統(tǒng)對地電容電流超標所產(chǎn)生的影響和投運傳統(tǒng)消弧線圈存在問題的分析，應采用自動跟蹤消弧線圈補償技術(shù)和配套的單相接地微機選線技術(shù)。該裝置只能依靠含量極低的高次諧波（小于5%）的大小和方向來判別，準確率很低，這也是過去小電流選線裝置存在的問題之一。 （6）單相接地時，由于補償方式、殘流大小不明確，用于選擇接地回路的微機選線裝置更加難以工作。既要控制殘流量小，易于熄?。挥忠刂泼撝C度保證位移電壓（U0=√d 2+ε 2 (見參考文獻3）不超標，這對矛盾很難解決。 （5）運行中的消弧線圈不少容量不足，只能長期在欠補償下運行。 （4）由于消弧線圈抑制過電壓的效果與脫諧度大小相關(guān)，實踐表明：只有脫諧度不超過177。如果遇到系統(tǒng)異?；蚴鹿是闆r下，如系統(tǒng)故障低周低壓減載切除線路等，來不及進行調(diào)整，易造成失控。 （2）傳統(tǒng)消弧線圈按電壓等級的不同、電網(wǎng)對地電容電流大小的不同，采用的調(diào)節(jié)級數(shù)也不同，一般分五級或九級，級數(shù)少、級差電流大，補償精度很低。 傳統(tǒng)消弧線圈存在的問題 當3—66KV 系統(tǒng)的單相接地故障電容電流超過10A 時，應采用消弧線圈接地方式，通過計算電網(wǎng)當前脫諧度（ε = (I L IC)/IC （2）根據(jù)經(jīng)驗公式，計算電容電流： Ic= (~)UPL103 (34) 式中：U P━電網(wǎng)線電壓(kV) L ━架空線長度(km) ━系數(shù)，適用于無架空地線的線路 ━系數(shù)，適用于有架空地線的線路同桿雙回架空線電容電流 ：I c2=（~）I c（ 線路,應35KV 線路, I c單回線路電容電流） 變電所增加電容電流的計算圖51電容電流表通過42和44比較得出電纜線路的接地電容電流是同等長度架空線路的37倍左右，所以在城區(qū)變電站中，由于電纜線路的日益增多，配電系統(tǒng)的單相接地電容電流值是相當可觀的，又由于接地電流和正常時的相電壓相差90176。 （2） 根據(jù)經(jīng)驗公式，計算電容電流： Ic=UP L (32)常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文第 19 頁 共 37 頁 式中：U P━電網(wǎng)線電壓(kV) L ━電纜長度(km) 架空線電容電流的計算 （1）根據(jù)單相對地電容，計算電容電流： （33） 式中：U P━電網(wǎng)線電壓(kV)。（5）配電網(wǎng)對地電容電流增大后，對架空線路來說，樹線矛盾比較突出，尤其是雷雨季節(jié)，因單相接地引起的短路跳閘事故占很大比例。 （3）當有人誤觸帶電部位時，由于受到大電流的燒灼，加重了對觸電人員的傷害，甚至傷亡。 系統(tǒng)對地電容電流超標的危害 實踐表明中性點不接地系統(tǒng)(小電流接地系統(tǒng))也存在許多問題，隨著電纜出線增多，10kV 配電網(wǎng)絡中單相接地電容電流將急劇增加，當系統(tǒng)電容電流大于10A 后，將帶來一系列危害，具體表現(xiàn)如下： （1）當發(fā)生間歇弧光接地時，引起多處絕緣薄弱的地方放電擊穿和設備瞬間損壞，使小電流供電系統(tǒng)的可靠性這一優(yōu)點大受影響。并直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器和發(fā)電機的安全運行以及對通信線路的干擾。一般的110/10kV 變電所，其變壓器低壓側(cè)為△接線，系統(tǒng)低壓側(cè)無中性點引出，因此，在變電所設計中要考慮10kV 接地變、消弧線圈和自動補償裝置的設置。因此，測試接地網(wǎng)的接地電阻值時應在相似氣侯和濕度條件下進行。由于接地網(wǎng)的特性，隨土壤的成分和物理狀態(tài)，以及隨接地極的延伸范圍和形狀而變化，還隨季節(jié)變化。 ，回填土時，接地網(wǎng)下要用干凈的原土，不得將臟土或碎石填到下部。 ，且每組的接地線都應引至主干線，以提高運行人員和室內(nèi)二次設備的安全性?！∈┕r，應注意的問題 ，減少銹蝕速度。另外，施工單位將總體布置圖當作竣工圖給運行單位，未標出施工過程中改動的地方。由于現(xiàn)在普遍采用微機保護，其對接地電阻值的要求很高，即 R 1ρ，2021V 難以滿足要求，故有的采取鋪設接地銅排等措施來降低接地電阻值，國外有的已要求 IR 650V。 土壤電阻率 ρ 的取值 土壤電阻率 ρ 是決定接地網(wǎng)的關(guān)鍵參數(shù)，選擇變電所所址時，要考慮所在地的土質(zhì)情況，接地網(wǎng)處的土壤分層情況，不能僅取表層土壤的電阻率 ρ，若土常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文第 16 頁 共 37 頁壤電阻率?太大，接地網(wǎng)的接地電阻值滿足不了 R≤2021/I的要求。 取值時，要考慮10年以上的發(fā)展規(guī)劃，~；在散流比較困難的地方。 Kel 為短路時，與變電所接地網(wǎng)相連的所有避雷線的分流系數(shù)，據(jù)專家分析，Kel 應由避雷線的出線回路數(shù)確定，出線為1路時，3路時，~，且應根據(jù)出線所跨走廊的分流效果做出相應的增減。 In 為發(fā)生最大接地短路時，流往變電所主變壓器中性點的短路電流。 關(guān)于接地短路電流的計算 電力行業(yè)標準 DL/T 6211997中的計算公式為 I =（Imax In）(1 Kel)和 I = In(1 Ke2)，取其最大值，式中 I 為接地短路電流，即通過接地網(wǎng)進行散流的電流。有的設計人員并不知道土壤電阻率是由哪個部門提供、如何測量、是否能反映土壤的分層情況等，計算接地短路電流時，未能合理選擇點分流和避雷線分流系數(shù)，致使設計的接地網(wǎng)電阻值可信度很低。系統(tǒng)的接地工程主要由接地體、連接線組成接地網(wǎng)絡，其中影響接地效果的幾個因素有土 壤 電 阻 率 、腐和合理的布劃接地網(wǎng)絡變電所接地網(wǎng)的設計與安裝?，F(xiàn)在還有一種既防腐，又廉價實惠的銅覆鋼復合接地棒，它既有很好的導電及防腐性能（銅材），又有較高的機械強度（鋼材），是一種很值得推廣的新型接地材料，用它來逐步代替鋼材來作接地裝置材料，是今后的發(fā)展方向。有防腐要求的場所（如制鹽企業(yè)、化工企業(yè)等），其接地裝置最好是采用銅質(zhì)材料來制作。圖 37 TNC 系統(tǒng)常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文第 12 頁 共 37 頁圖 38 TNCS 系統(tǒng)圖 39 TNS 系統(tǒng) 圖 310 TT 系統(tǒng)常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文第 13 頁 共 37 頁圖 311 IT 系統(tǒng)一般居民用戶可用 TNCS 系統(tǒng)，即低壓從配電變壓器引出的主干線可以采取 TNC 系統(tǒng)（四線制），到用戶的支線采取 TNS 系統(tǒng)；工廠車間可以采用 TT系統(tǒng)，電動機用三相電源，照明及其它單相負載用用單相電源，配電變壓器中性點接地，到車間后，車間設備的外殼單獨接地。TT 系統(tǒng)，系統(tǒng)中有一點直接接地，用電設備外殼采取接地保護。 基本接地型式 配電變壓器低壓側(cè)的接地型式前述配電變壓器低壓側(cè)中性點接地，并與高壓側(cè)避雷器接地共用一個接地裝置，適應于大量采用的低壓系統(tǒng)為 TN 和 TT，但是如采用 IT 制式，則中性點就不能接地。中性線斷線意味著低壓系統(tǒng)失去接地，成為不接地系統(tǒng)。 中性線及其連接做法中性線在三相負荷不平衡時流過電流，按有關(guān)規(guī)定該電流不得大于相線電流的 25%。常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文第 10 頁 共 37 頁圖 35 　配電變壓器逆變換情況圖 36　配電變壓器正變換情況低壓側(cè)加裝避雷器，因其往往采用高、低壓架空線，容易受雷擊，35/ kV 直配變壓器因其變比大，更應在低壓側(cè)加裝一組避雷器。因此，必須在配電變壓器的低壓側(cè)安裝一組低壓避雷器。當?shù)仉娢簧邥r，通過避雷器放電，使低壓線圈只承受低壓避雷器的殘壓（1300 V 左右），這樣高壓中性點附近的過電壓就被限制在可承受范圍之內(nèi)，這就是防止逆變換損壞變壓器，見圖 35 所示。該壓降加在低壓線圈上，通過低壓線路電容接地，在低壓線圈中就有一沖擊電流使線圈勵磁，通過電磁感應使高壓線圈感應出很高的電壓。焊接處應采取防腐措施。地下連接處應采用焊接，并符合要求。 接地裝置的施工接地裝置的地下水平接地極應采用 404 的扁鋼，垂直接地極用 L404，埋深大于 60cm，填土時用干凈的原土并夯實。常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文第 9 頁 共 37 頁目前的實際情況是，高壓避雷器接地端分別用鋼絞線接線，三根鋼絞線再連在一起，且都是絞合連接，配電變壓器外殼的接地線也用鋼絞線與避雷器接地線絞合，然后再與接地裝置的引上線用螺栓連接，有的也未壓制接線鼻，這些連接都不符合標準的要求，接頭過多，容易造成接觸不良。引下線一般用扁鋼，但也有采用鋼絞線。如土壤電阻率較高，做一個環(huán)后，測試接地電阻不合要求，則應在環(huán)外再做一個大環(huán)，兩環(huán)相距 4～5 m，埋深比第一環(huán)深