论文中性点接地方式的研究

变电运行中的隐患问题与解决方法探讨论文

论文摘要：对变电运行隐患及其预控的概念进行了阐述，针对变电运行作业危险点及隐患问题提出了强化危险点预防、加强人员安全教育培训和将红外热像仪等新技术融入变电运行等有效的解决方法和预防措施。

论文关键词：变电运行；隐患；解决方法

随着我国经济建设步伐的不断加快，作为电网安全前沿的变电运行安全管理工作越来越得到企业、社会和研究人员的关注。变电运行的一大特点是设备多、危险点或隐患出现的几率大，而且隐蔽性强，变电运行作业中任何不规范的工作程序都会影响电力的正常运行甚至整个电网的安全和重大人身事故的发生。所以，如何寻找设备运行状况的危险点、对潜在的安全隐患问题进行分析和探讨、制订严谨的、科学的安全防护措施已成为电力系统变电运行亟待研究和解决的热点问题。

一、变电运行隐患及其预控的概念

变电运行中潜在的可能发生安全事故的场所、元器件、作业工具和操作等均称为安全隐患。

安全隐患分为三个方面。

一是作业场所未按照环境与职业健康安全要求进行设置，高温、噪音、气味等危害的作业环境会直接或间接地对作业人员的身体健康造成危害而诱发职业病。

二是作业现场的机器设备防护不到位，如缺乏危险标识、机械链轮不设安全罩等，会对人体直接造成伤害。

三是安全管理不到位，操作人员安全意识淡漠，违反安全作业条例所形成的安全隐患。

危险点隐患的预控就是在作业前采用技术手段，找出作业危险点，对其进行科学的分析和评估，制订严谨的、切实可行的控制方案、采取积极有效的预防方法。它既是将事故隐患消除在萌芽状态或将安全隐患带来的风险和损失降至最低，也是确保电网正常运行的有效途径。

二、变电运行管理中的危险点与隐患分析

1.变压器

（1）操作危险点及隐患。变压器的操作是变电运行操作中最常见的、典型的操作之一，它的内容包括向变压器充电、带负荷、切断空载变压器等。通常情况下，操作变压器时，在切合空载变压器的过程中，存在操作过电压情况的出现而影响或危及变压器的绝缘的现象以及变压器的空载电压升高而导致变压器绝缘遭受损坏的危险和隐患。

（2）防范措施。变压器的操作应谨慎小心，避免因疏忽而产生难以挽回的后果。变压器采用中性点接地方式是为了避免产生操作过电压。

变压器中性点接地倒闸应遵循的`原则：

1）当数台变压器运行时并列于不同的母线，为防止由于母联开关跳开发生母线不接地现象，要求每一条母线应有1台以上变压器中性点直接接地。

2）当变压器低压侧配有电源时，要求变压器的中性点必须直接接地，以防止当高压侧开关跳闸时变压器成为中性点绝缘系统而产生安全隐患。

3）应采用投入电抗器、降低送端电压和改变有载调压变压器分接头等方法，避免变压器空载电压的升高。

2.母线倒闸

（1）操作的危险点。母线是变电运行设备的汇合场所，其特点是连接元件多、操作工作量大。在母线的送电、停电以及母线上的设备在两条母线之间的倒换过程会产生危险点和隐患，应严格按照操作要求进行操作。

母线操作潜在的危险点有以下几点：

1）带负荷拉刀闸事故。

2）对继电保护或自动装置切换不正确而引起的误动。

3）在向空载母线充电时，电感式电压互感器与开关断口电容之间所形成的串联谐振。

（2）防范措施。

1）当备用母线存在故障时，为防止事故扩大可由母联开关将其切除。

2）在母线倒闸过程中，应将母联开关的操作电源拉开，避免操作过程中母联开关误跳闸，造成带负荷拉刀闸安全事故的发生。

3）在进行将一条母线上的所有元器件全部倒换至另一母线上时，应根据操作机构的位置和操作人员的习惯，正确使用以下两种倒换次序：一种是将某一元件的刀闸合于一母线，而拉开另一母线刀闸；另一种是将全部元器件均合于一母线之后，再拉开另一母线的所有刀闸。

4）当设备倒换使得母线上的电压互感器停电，因注意不可使继电保护及自动装置因失去电压而发生误动作而向不带电母线反充电，从而引起电压回路熔断器熔断、继电保护误动等情况的出现。

5）由于设备倒换至另一母线或母线上的电压互感器停电，继电保护及自动装置的电压回路需要转换由另一电压互感器给电时，应注意勿使继电保护及自动装置因失去电压而误动作。避免电压回路接触不良以及通过电压互感器二次向不带电母线反充电的现象。

6）母线操作时应根据母差保护运行规程对母差进行保护。母差保护应贯穿于倒母线操作过程中，母线装有自动重合闸，操作中应根据需要对重合闸方式作相应改变。

3.直流回路操作时的危险点及防范

直流回路操作是变电运行操作人员常见的操作项目。直流回路操作方法不正确，致使某些保护及自动装置误动作等危险和隐患。

（1）取下直流控制熔断器时，为防止产生寄生回路，避免保护装置的误动作，应严格按照先取正极、后取负极的操作顺序；装上直流控制熔断器时，应严格执行先装负极，后装正极的操作。在进行装、取熔断器时，判断正确后应果断和迅速，避免反复地接通、断开的操作方式，在取下和再装上之间应有不小于5s的时间间隔。   （2）运行中需要停用直流电源时，应采取先停用保护出口连接片，再停用直流回路的正确顺序；恢复时采用相反的操作顺序。

（3）断路器停电操作中，应在确认拉开开关做好了安全措施之后取下。

（4）在断路器送电操作中，断路器的控制熔断器应在拆除安全措施之前装上。这是因为在装上控制熔断器后，可以检查保护装置和控制回路工作状态是否完好。

4.环形网络的并解列操作危险点及其防范

环形网络的并解列即合环、解环操作，是电力系统变电运行中由一种方式向另一种方式转变的常见操作。环网的并解列操作中，除应满足线路和变压器自身操作的一般要求，还应正确预计每一步骤的潮流分布、对各元件允许范围进行安全控制，确保环网并解列操作后电力系统的安全运行。

环网的并解列操作应满足以下条件：

（1）初次合环，或在可能引起线路相位变化的检修之后进行合环操作时，为保证相位一致，必须随时进行相位测定。

（2）应对电压差进行调整和控制，保证最大允许电压差不超过20%；特殊情况下，应将环网并列最大电压差控制在30%以内。

（3）合环后应保证线路各元件不过载、对各结点电压进行控制和监测，使之不超出规定值。

（4）继电保护系统应满足和适应环网的方式。

（5）解环操作时，应综合考虑解环对潮流电压、负荷转移以及自动装置继电保护的变化等。

以上这些潜在的危险点构成变电运行的隐患，若不能得到及时有效的预控，将会导致安全事故的发生。

三、变电运行作业危险点及隐患预防措施

变电运行日常工作中，应在建立规章制度执行危险点控制的同时，强化危险点预防工作。

1.提高危险点预防意识

变电运行作业中，应结合现场实际，强化安全理念，不断提高操作人员的安全意识，实现创新管理。将操作人员心理状态、变化因素等纳入危险点预防工作范围内。

2.实行人性化管理

“人性化”的安全管理是众望所归，它是企业实现长治久安的关键，是刚性约束与柔性管理的润滑剂。合理运用人性化管理，可增强操作人员工作的责任心和荣誉感，激发工作人员爱岗敬业精神。

3.强化员工执行标准化操作的力度

通过严格执行操作票、流程卡工作制度等标准化作业模式规避操作危险点和杜绝隐患的有力保证。

4.加强人员危险性教育和培训工作

要使员工切实感受现实存在的危险。开展实用性技术培训是提高人员整体素质、防止人员误操作、对危险点有效预防和控制的重要手段。此外，还应建立有效的激励机制，提高员工的学习力。

5.将红外热像仪等新技术融入变电运行

红外热像仪可对变电运行的高、低压电气设备实时进行远距离的、非接触式的诊断。与传统的停电预防性检测相比较，红外热像仪更能对设备的缺陷进行有效地、真实的检查。由于红外测温仅仅是对物体发出的红外线进行接收而不对设备外加任何红外源，所以对运行中的设备不会损害和影响正常的电力生产、运行的连续性。

四、结论

综上所述，安全生产是电力企业常抓不懈、永恒不变的主题，是电力系统工作的中心。明确隐患的概念和构成是实现危险点的预控、确保变电运行的首要环节。只有对安全隐患进行全员、全过程、全方位的控制和预防，才能保证变电运行工作的正常运行，在给社会带来稳定的同时为企业创造效益。

【摘要】：电力系统中性点是否接地以及接地的方式是一个关系到电网供电安全、经济效益、技术水平等多方面的综合问题。目前在中压配电网中中性点接地主要的方式分为:中性点直接接地、中性点经电抗接地、中性点经低阻接地、中性点经高阻接地、中性点经消弧线圈接地(即中性点谐振接地)。大类可归纳为:大电流接地系统和小电流接地系统。中性点接地方式直接关系到电力系统的供电可靠性、用电人员的人身安全、用电设备的安全与电力绝缘性、过压保护、电磁污染、继电保护等多方面的问题。 本文首先阐述谐振接地对电网安全供电的影响要素,进一步讨论自动消弧补偿系统在中压电网中应用的必要性和工程技术的实际困难。近年来有很多的自动消弧补偿系统问世,但是绝大部分的系统均采用中性点电压位移作为自动消弧补偿系统的启动信号,以及作为衡量谐振接地系统重要指标的失谐度也是通过间接方法取得的,大大降低了测量的精确度以及系统的抗干扰能力,同时增加了系统的繁琐性和计算复杂度。 本课题通过微机控制与失谐度测试系统相结合,将测量失谐度的扫描信号注入PT低压侧,通过频率扫描的方法获得电网自振频率,通过相应的理论就可以不需要测试其他参数也不需要特殊的通讯配合的情况下就可以直接计算出补偿电网的失谐度;同时注入的信号既不影响电网的正常运行又可以不受工频信号的干扰。被测信号在被送入单片机前经过多级整形与有源带阻滤波有效的降低了性号的噪声,大大提高了被测信号的准确性,系统误差被有效控制在允许的范围内。 在准确的获得失谐度的基础上,设计一种有别于传统意义上预调式或随调式消弧线圈的消弧线圈模式,集成预调和随调式两种方式消弧线圈的优点,摒弃两种消弧线圈劣势的新型消弧线圈。本文把这种消弧线圈命名为粗微调式消弧线圈。以失谐度为依据对谐振接地自动补偿系统进行精确地控制,使系统工作在国家规定标准之内,并进一步使其降到允许值,通过对单片机的编程实现失谐度测量、消弧线圈调节、故障动作以及现场故障保护等任务。【关键词】：谐振接地 粗微调消弧线圈 失谐度 单片机 自动跟踪调谐 【学位授予单位】：河北工业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：TM862【目录】：摘要4-5ABSTRACT5-8第一章 绪论8-16§1-1 电力系统中性点接地方式概论8-10§1-2 电力系统中性点接地方式适用范围及发展概述10-131-2-1 中性点有效接地方式类型10-111-2-2 中性点非有效接地方式类型11-13§1-3 谐振接地方式的应用价值和存在的技术难题13-15§1-4 本课题的研究任务15-16第二章 谐振接地原理及技术标准16-30§2-1 谐振接地概述16-17§2-2 补偿电网的工作原理17-232-2-1 消弧线圈的结构和工作原理172-2-2 补偿电网等值接线图17-192-2-3 电流谐振等值回路19-202-2-4 失谐度、合谐度与阻尼率20-212-2-5 弧隙恢复电压上升速度的减缓21-23§2-3 补偿电网中性点位移电压23-272-3-1 补偿电网正常运行情况下的位移电压23-252-3-2 补偿电网的异常位移电压25-27§2-4 补偿电网的谐振危害及抑制措施27-28§2-5 小结28-30第三章 失谐度的外加扫频信号自动测量方法30-46§3-1 传统测量电网调谐方法及其不足30-343-1-1 补偿电流的测量30-313-1-2 电网对地电容电流的粗估算313-1-3 电网对地电网电容电流实测31-34§3-2 外加扫频信号法测量失谐度的基本原理34-403-2-1 测量方法的理论依据34-363-2-2 对外加扫频信号的要求36-373-2-3 失谐度测试系统的工作原理37-40§3-3 自动扫频信号源的电路实现及工作过程40-433-3-1 电路实现40-433-3-2 工作过程43§3-4 小结43-46第四章 消弧线圈自动跟踪补偿系统46-52§4-1 消弧线圈的补偿方式46-484-1-1 预调式与随调式消弧线圈46-474-1-2 粗微调式消弧线圈47-48§4-2 粗微调消弧线圈的设计48-504-2-1 粗调线圈工作状态的选择48-504-2-2 微调线圈的选择504-2-3 微机控制粗调消弧线圈的功能概述50§4-3 小节50-52第五章 微机消弧线圈控制策略与实现52-57§5-1 微控制器工作流程52-53§5-2 故障模块控制流程53-55§5-3 谐振故障控制模块流程55§5-4 小节55-57第六章 结论57-58参考文献58-60致谢60-61

三相发电机以Y形输出时才有中性点接地的说法。由于下述原因发电机中性点要采用不同的接地方式：发电机及发电机端所连设备和装置存在大小不等的对地电容，当发电机绕组发生单相接地等不对称故障时，接地点流过的故障电流即上述对地电容电流。该电流一般仅数安或数十安。发生故障时，故障处电弧时断时续，产生间歇性弧光过电压，这将损伤发电机定子绝缘，造成匝间或相间短路，扩大事故范围，严重的将烧伤定子铁芯。当发电机端外部元件发生单相接地故障等不对称性故障时，同发电机内部接地故障一样，或由于弧光过电压，或由于电容电流超过一定数值，将对发电机和其它设备造成损害。由于上述原因，发电机中性点要采取不同的接地方式，主要目地是防止发电机及其它设备遭受不对称故障的危害。具体有以下几方面:1.当发电机外部故障时，限制定子一点接地时最大接地电流从而限制定子线圈的机械应力。2.限制故障点电流或故障时间，把故障点的损伤控制到最小。3.限制故障时的稳态和暂态过电压大小在安全数值以下，防止设备绝缘遭受破坏。4.提供选择性好、灵敏度高的接地保护，以便在定子一点接地时，能准确地发出接地信号或有选择地断开故障发电机。

我国的10kv系统都是采用中性点不接地方式运行。中性点不接系统在发生一相接地故障时不停电，因而供电可靠性较高。