马莲台煤矿变电站电容电流治理方案.doc

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1、马莲台煤矿变电站电容电流治理方案北京丹华昊博电力科技有限公司2011年2月28日目录一、马莲台煤矿变电站10KV系统电容电流问题现状3二、解决方案所需设备3三、解决方案所需的基本步骤概述及所涉及设备的功能51．电容电流补偿流程概述52．计算系统接地电容电流63．使用消弧线圈补偿接地电流64．消弧线圈与综合自动化系统的通信65．消弧线圈的消谐功能66．消弧线圈的自检61．总体构成72．遵循主要标准83．Z型接地变压器94．8421并联电抗器组合式消弧线圈95．消弧线圈自动调谐控制器116．控制屏127．消弧线

2、圈、选线装置设备参数12四、消弧线圈自动调谐原理13马莲台煤矿变电站10KV系统电容电流问题现状马莲台煤矿变电站10kV系统母线采用单母分段运行，有18条出线，根据马莲台煤矿变电站现场信息：Ⅰ段母线电容电流值大概为110A，Ⅱ段母线的电容电流值大概为110A，将两段母线电容电流值相加得到系统电容电流值大概为220A。并且还将随着煤矿巷道的延伸继续增大。而电容电流过大，将会对井下人员及矿井电力系统安全造成严重威胁。为此，《煤矿安全规程》2010年版第九章第四百五十七条规定：矿井高压电网，必须采取措施限制单相接

3、地电容电流不超过20A。依据马莲台煤矿变电站电缆长度计算以及现场实测，该10kV电网系统的电容电流已经超标，需要采取措施加以限制。马莲台煤矿变电站配电系统多为交联聚乙烯电缆线路，系固体绝缘电缆，较油浸绝缘电缆的对地电容要大。且绝缘的损伤因不能自愈，容易形成绝缘的薄弱环节，较大的电容电流在此处易造成对地击穿，产生弧光接地，形成弧光接地过电压，引发单相间歇性弧光接地产生。当中性点非直接接地系统发生此类单相间歇性弧光接地（以下简称“弧光接地”）故障时，由于电弧多次不断的熄灭和重燃，导致系统对地电容上的电荷多次不断

4、的积累和重新再分配，这在非故障相的电感—电容回路上极易引发高频振荡过电压。以电缆线路为主的供电电网，绝缘击穿或电弧重燃时过渡过程中的高频电流，可达数百安培甚至上千安培，给供电系统安全运行造成威胁。在此弧光接地时，非故障相的过电压可达到3倍以上。单相接地时的电弧电流对电缆故障点的破坏，主要表现在：1．燃弧点的弧光可产生数千兆焦的能量，温度高达5000K以上，将会烧伤导线，甚至导致断线事故。2．此时若电弧不能很快熄灭，则在风吹、电动力、热气流等因素的影响下，将会发展成为相间弧光短路事故。一、解决方案所需设备马莲

5、台煤矿变电站共有两段母线，每段母线安装消弧线圈一套，自动调谐控制器一套，使用“一控二”方式，控制两套消弧线圈，。配置如下表所示。马莲台煤矿变电站电容电流治理方案所需设备序号设备名称型号及规格单位数量备注1接地变压器DKSG-900kVA/10.5kV台2干式2消弧线圈KA2003-XH-8421-900/10.50-148A套2干式杜邦纸绝缘，分体式消弧线圈3自动调谐控制器KA2003-XH-8421台1一控二，Windowsce操作系统4真空接触器JCZ1-12/400AC220V4K2B台1010kV5

6、隔离开关GN19-12/630只2单极10kV6避雷器HY5WZ2-17/50只12站用7控制屏PK-10面1标配8中性点CTLZZB9-10200/5A个2环氧浇注0.5级9中性点PTJDZJ-1010kV/100V个2环氧浇注0.5级10箱式外壳户内全封闭台2户内以上部分，为2套消弧线圈组成部分一、解决方案所需的基本步骤概述及所涉及设备的功能1．电容电流补偿流程概述当线路正常运行时，装置通过有效的方法计算出系统的接地电容电流，当发生单相接地故障时，并联电抗器组合式消弧线圈投入，补偿接地电流，如果发生弧光

7、接地，可有效熄灭弧光，并阻止弧光重燃，使系统重新回到正常的运行状态。同时，小电流接地系统单相接地故障选线装置准确进行选线。其流程图如图2-1所示。正常状态计算系统接地电流投入消弧线圈补偿接地电流选线装置进行选线发生单相接地故障弧光接地：熄灭弧光并阻止弧光重燃其他接地：限制和减小接地电流防止发生弧光接地图2-1电容电流补偿流程图1．计算系统接地电容电流在系统正常运行时，须将系统的接地电容电流计算出来，以便消弧线圈控制器根据用户指定的残流或脱谐度要求得到电抗器的组合方案。此项工作可由消弧线圈自动调谐控制器完成，

8、具体的计算方法将在后面阐述，消弧线圈自动调谐控制器会自动跟踪测量系统的电容电流。2．使用消弧线圈补偿接地电流在中性点非直接接地系统中，当发生单相金属性接地或者高阻接地，如果不及时补偿接地电流，会逐渐演变为弧光接地。一旦发生弧光接地，极易对供电系统安全运行造成威胁，因此需要使用消弧线圈进行补偿，通过限制和减小接地电流熄灭弧光并阻止弧光重燃，来保证系统安全运行。3．消弧线圈与综合自动化系统的通信可与综合自动化系统通过