【正文】 顧老師淵博的知識、豐富的經(jīng)驗(yàn)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)作風(fēng)和忘我的敬業(yè)精神一直讓我深感敬佩；同時(shí)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(hù)裝置（以下簡稱裝置）適用于6～35kV 中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng), 主要用來限制系統(tǒng)運(yùn)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(hù)電氣設(shè)備不受過電壓的危害，提高了電力系統(tǒng)運(yùn)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(shí)的電壓高低都涉及到電擊事故發(fā)生的機(jī)率及危害程度，必須嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，以高度的責(zé)任感認(rèn)真地進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，并做到及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，務(wù)必驗(yàn)收合格，方可投入使用。配電變壓器的防雷保護(hù)接地是一項(xiàng)復(fù)雜的電氣工程，必須考慮防雷接地、保護(hù)接地、工作接地的各種要求，以其中最小值為標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)和施工。 這 兩 種保 護(hù) 的 不 同 點(diǎn) 主 要 表 現(xiàn) 在 三 個(gè) 方 面 ： 一 是 保 護(hù) 原 理 不 同 。 它 分 為 機(jī) 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(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)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(hù)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(bǔ)償，一回電纜平均長度按2kM 計(jì)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(jī)選線保護(hù)裝置采用特殊的多種算法，可快速準(zhǔn)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(bǔ)時(shí)中性點(diǎn)位移電壓＜15%相電壓，避免諧振，滿足了運(yùn)行規(guī)程要求。(2)過補(bǔ)、欠補(bǔ)、最小殘流3種運(yùn)行方式任選，可在現(xiàn)場根據(jù)需要隨時(shí)設(shè)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(shè)中性點(diǎn)電壓互感器測量中性點(diǎn)電壓。常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)算和控制由它來實(shí)現(xiàn)，控制器實(shí)時(shí)測量出系統(tǒng)對地的電容電流，由此計(jì)算出電網(wǎng)當(dāng)前的脫諧度 ε，當(dāng)脫諧度偏差超出預(yù)定范圍時(shí)，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(yù)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(yīng)各種運(yùn)行方式，在消弧線圈接地回路應(yīng)串接阻尼電阻箱。在這種運(yùn)行方式下，接地殘流可能為容性，也可能為感性，有時(shí)甚至為零（即全補(bǔ)） ，但由于加裝了阻尼電阻，中性點(diǎn)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(shí)，則消弧線圈的分接頭將進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至重新滿足上述條件為止。 b. 過補(bǔ)：指運(yùn)行中電容電流 IC小于電感電流 IL的運(yùn)行方式。當(dāng)0＜I CIL≤I d， （I d為消弧線圈相鄰檔位間的級差電流） ，即當(dāng)殘流為容性且殘流值≤級差電流時(shí)，消弧線圈不進(jìn)行調(diào)檔。 （2） 消弧線圈的補(bǔ)償方式：一般分為過補(bǔ)、欠補(bǔ)、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(yùn)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(lì)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(diǎn)無法引出時(shí)，引出中性點(diǎn)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(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)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(gè)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(bǔ)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(biāo)所產(chǎn)生的影響和投運(yùn)傳統(tǒng)消弧線圈存在問題的分析，應(yīng)采用自動跟蹤消弧線圈補(bǔ)償技術(shù)和配套的單相接地微機(jī)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(zhǔn)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(shí)，由于補(bǔ)償方式、殘流大小不明確，用于選擇接地回路的微機(jī)選線裝置更加難以工作。既要控制殘流量小，易于熄??；又要控制脫諧度保證位移電壓（U0=√d 2+ε 2 (見參考文獻(xiàn)3）不超標(biāo)，這對矛盾很難解決。 （5）運(yùn)行中的消弧線圈不少容量不足，只能長期在欠補(bǔ)償下運(yùn)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(shí)踐表明：只有脫諧度不超過177。如果遇到系統(tǒng)異常或事故情況下，如系統(tǒng)故障低周低壓減載切除線路等，來不及進(jìn)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(bǔ)償精度很低。 傳統(tǒng)消弧線圈存在的問題 當(dāng)3—66KV 系統(tǒng)的單相接地故障電容電流超過10A 時(shí)，應(yīng)采用消弧線圈接地方式，通過計(jì)算電網(wǎng)當(dāng)前脫諧度（ε = (I L IC)/IC （2）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)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(yīng)35KV 線路, I c單回線路電容電流） 變電所增加電容電流的計(jì)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(dāng)可觀的，又由于接地電流和正常時(shí)的相電壓相差90176。 （2） 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算電容電流： Ic=UP L (32)常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)算 （1）根據(jù)單相對地電容，計(jì)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(dāng)有人誤觸帶電部位時(shí)，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(biāo)的危害 實(shí)踐表明中性點(diǎn)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(luò)中單相接地電容電流將急劇增加，當(dāng)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(dāng)發(fā)生間歇弧光接地時(shí)，引起多處絕緣薄弱的地方放電擊穿和設(shè)備瞬間損壞，使小電流供電系統(tǒng)的可靠性這一優(yōu)點(diǎn)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(jī)的安全運(yùn)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(diǎn)引出，因此，在變電所設(shè)計(jì)中要考慮10kV 接地變、消弧線圈和自動補(bǔ)償裝置的設(shè)置。因此，測試接地網(wǎng)的接地電阻值時(shí)應(yīng)在相似氣侯和濕度條件下進(jìn)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?xí)r，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(yīng)引至主干線，以提高運(yùn)行人員和室內(nèi)二次設(shè)備的安全性。　施工時(shí)，應(yīng)注意的問題 ，減少銹蝕速度。另外，施工單位將總體布置圖當(dāng)作竣工圖給運(yùn)行單位，未標(biāo)出施工過程中改動的地方。由于現(xiàn)在普遍采用微機(jī)保護(hù)，其對接地電阻值的要求很高，即 R 1ρ，2022V 難以滿足要求，故有的采取鋪設(shè)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(shí)，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(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)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≤2022/I的要求。 取值時(shí)，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(shí)，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(yīng)由避雷線的出線回路數(shù)確定，出線為1路時(shí)，3路時(shí)，~，且應(yīng)根據(jù)出線所跨走廊的分流效果做出相應(yīng)的增減。 In 為發(fā)生最大接地短路時(shí)，流往變電所主變壓器中性點(diǎn)的短路電流。 關(guān)于接地短路電流的計(jì)算 電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T 6211997中的計(jì)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(jìn)行散流的電流。有的設(shè)計(jì)人員并不知道土壤電阻率是由哪個(gè)部門提供、如何測量、是否能反映土壤的分層情況等，計(jì)算接地短路電流時(shí)，未能合理選擇點(diǎn)分流和避雷線分流系數(shù)，致使設(shè)計(jì)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(luò)，其中影響接地效果的幾個(gè)因素有土 壤 電 阻 率 、腐和合理的布劃接地網(wǎng)絡(luò)變電所接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)與安裝?，F(xiàn)在還有一種既防腐，又廉價(jià)實(shí)惠的銅覆鋼復(fù)合接地棒，它既有很好的導(dǎo)電及防腐性能（銅材），又有較高的機(jī)械強(qiáng)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(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)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(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jī)用三相電源，照明及其它單相負(fù)載用用單相電源，配電變壓器中性點(diǎn)接地，到車間后，車間設(shè)備的外殼單獨(dú)接地。TT 系統(tǒng)，系統(tǒng)中有一點(diǎn)直接接地，用電設(shè)備外殼采取接地保護(hù)。 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(diǎn)接地，并與高壓側(cè)避雷器接地共用一個(gè)接地裝置，適應(yīng)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(diǎn)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(fù)荷不平衡時(shí)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(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)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(yīng)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(dāng)?shù)仉娢簧邥r(shí)，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(diǎn)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(lì)磁，通過電磁感應(yīng)使高壓線圈感應(yīng)出很高的電壓。焊接處應(yīng)采取防腐措施。地下連接處應(yīng)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(yīng)采用 404 的扁鋼，垂直接地極用 L404，埋深大于 60cm，填土?xí)r用干凈的原土并夯實(shí)。常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 9 頁 共 37 頁目前的實(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(gè)環(huán)后，測試接地電阻不合要求，則應(yīng)在環(huán)外再做一個(gè)大環(huán)，兩環(huán)相距 4～5 m，埋深比第一環(huán)深，