CN115792482A - 一种10千伏配电系统传递过电压试验方法 - Google Patents

一种10千伏配电系统传递过电压试验方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115792482A
CN115792482A CN202111059896.7A CN202111059896A CN115792482A CN 115792482 A CN115792482 A CN 115792482A CN 202111059896 A CN202111059896 A CN 202111059896A CN 115792482 A CN115792482 A CN 115792482A
Authority
CN
China
Prior art keywords
grounding
distribution transformer
voltage
transformer
overvoltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111059896.7A
Other languages
English (en)
Inventor
孙孔明
李玉敦
南东亮
范荣奇
李乃永
李聪聪
王永波
刘萌
梁正堂
李娜
黄强
李宽
张婉婕
李晨昊
史方芳
王宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN202111059896.7A priority Critical patent/CN115792482A/zh
Publication of CN115792482A publication Critical patent/CN115792482A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location

Landscapes

  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

一种10千伏配电系统传递过电压试验方法，可准确测试10千伏配电变压器高压侧发生单相经外壳接地故障时，经400伏侧中性线传递至用电设备外壳的过电压。本测试方法的提出为该领域研究人员提供了理论验证方法。此外，测试结果可重点用于指导变电站内中性点接地方式的选取及改造、10千伏配电变压器接地方式的选取及改造、10千伏配电变压器低压侧重复接地极的配置等。

Description

一种10千伏配电系统传递过电压试验方法
技术领域
本发明涉及电力系统配电网过电压技术领域，具体涉及一种10千伏配电系统传递过电压试验方法。
背景技术
目前，我国10千伏配电变压器大多采用保护地与工作地共用接地极的接线方式，当配电变压器高压侧发生单相碰壳故障，故障电流流经配变接地极后会将低压中性点电位抬高，过电压经中性线传导至用户用电设备外壳，将会引发人身伤亡、设备损坏、火灾等事故，给配电系统的供电安全带来严重威胁。此外，配变高压侧线路发生近区接地短路故障，也会将地表电位抬升，进而通过大地传导至配变接地极形成过电压，故障点离配变接地极越近，传递电压越高。
传递过电压大小与多种因素有关，主要包括：变电站内10千伏中性点接地方式、配电变压器工作地与安全地连接方式、400V配电系统接地方式等。我国变电站10千伏中性点普遍采用中性点不接地或经消弧线圈接地系统，10千伏线路发生单相接地时，故障电流较小，产生的传递电压小。但中性点经小电阻接地系统发生故障后，故障电流理论值将近600A，会产生严重的传递过电压。当前，国内部分省市逐步试点经小电阻接地，传递过电压的问题也被重视起来，但目前的研究仅限于理论层面，并未有现场实际验证。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种为了实际测量配电变压器发生碰壳接地故障时在低压侧产生的传递过电压数值，为变电站中性点接地方式改造提供实测数据。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种10千伏配电系统传递过电压试验方法，包括：
a)根据变电站10千伏母线中性点接地方式，获取变电站中性点接地装置以及10千伏线路的参数；
b)测量配电变压器等效接地电阻阻值；
c)计算配电变压器高压侧碰壳接地故障电流及电压；
d)模拟配电变压器高压侧膨壳接地故障；
e)测量配电变压器接地极电流及电压；
f)将计算值与实测值进行对照，完成10千伏配电系统传递过电压试验。
进一步的，步骤a)中获取的10千伏线路的参数包括：
a-1)获取中性点不接地系统中的系统电容电流IC；
a-2)获取中性点经消弧线圈接地系统中补偿后最大接地电流；
a-3)中性点经小电阻接地系统后获取小电阻阻值R0及接地变阻抗ZT0；a-4)获取10千伏出线始端至试验配电变压器之间线路阻抗Zl。
进一步的，步骤b)中测量配电变压器等效接地电阻阻值的步骤为：b-1)根据配电变压器安全地与工作地的接地方式，明确配变低压系统接地方式；b-2)找到配电变压器接地极，并对地上部分进行处理，使配电变压器接地极露出金属部分；
b-3)使用接地电阻测试仪接地极钳子夹于配电变压器接地极露出金属部分，测量得到配变等效接地电阻RTequ。
进一步的，步骤c)中计算配电变压器高压侧碰壳接地故障电流及电压的步骤为：c-1)对于中性点不接地系统，通过公式UT0＝ICRTequ计算得到中高压侧碰壳接地时的传递过电压UT0；
c-2)对于中性点经消弧线圈接地系统，通过公式UT0＝10RTequ计算得到高压侧碰壳接地时的传递过电压UT0；
c-3)对于中性点经小电阻接地系统，通过公式
Figure BDA0003255724150000021
计算得到高压侧碰壳接地时的传递过电压UT0，式中UN为系统相电压。
进一步的，步骤d)中模拟配电变压器高压侧膨壳接地故障的步骤为：
d-1)距配电变压器接地极直线距离大于10米处制作一处人工接地极作为零电位参考点；
d-2)将配变高压侧A相进线与配变外壳之间接入柱上断路器，断路器控制器放置于距配变接地极10米外绝缘垫上；
d-3)10千伏穿芯式零序电流互感器套于配变外壳与断路器之间导线上，10千伏单相电压互感一次侧接于配变低压侧中性点与零电位参考点之间；
d-4)断开配变低压侧所有出线空气开关，断开配变低压侧所有连接用户中性线；
d-5)重新用接地电阻测试仪测量配变接地极电阻值RT。
进一步的，步骤e)中测量配电变压器接地极电流及电压的步骤为：
e-1)将零序电流互感器、零序电压互感器二次侧接入便携式故障录波仪，故障录波仪设置为自启动录波，电压突变量启动值为10V；
e-2)将零序电流互感器、零序电压互感器二次侧分别用导线与零电位参考点相连；
e-3)修改变电站内试验线路保护装置的定值，将过流Ⅰ段定值一次值修改为600A，时间修改为0s，将过流Ⅱ段定值一次值修改为300A，时间修改为3s，其它保护功能均退出；
e-4)通过柱上断路器控制器遥控开关合闸，触发碰壳接地故障，故障持续时长2s后遥控断开断路器。
进一步的，步骤f)中计算值与实测值进行对照的步骤为：
f-1)读取故障录波仪的故障电流If、故障电压Uf；
f-2)判断中性点不接地系统及消弧线圈接地系统中等式
Figure BDA0003255724150000031
是否成立；
f-3)判断中性点经小电阻接地系统中等式
Figure BDA0003255724150000032
是否成立。
优选的，步骤a-2)中补偿后最大接地电流为10A。
优选的，步骤b-2)中配电变压器接地极露出金属部分的面积大于等于接地电阻测试仪接地极钳子的夹钳的面积。
优选的，在10千伏系统中，步骤c-3)中UN取值为6000V。
本发明的有益效果是：可准确测试10千伏配电变压器高压侧发生单相经外壳接地故障时，经400伏侧中性线传递至用电设备外壳的过电压。，本测试方法的提出为该领域研究人员提供了理论验证方法。此外，测试结果可重点用于指导变电站内中性点接地方式的选取及改造、10千伏配电变压器接地方式的选取及改造、10千伏配电变压器低压侧重复接地极的配置等。
附图说明
图1为本发明的试验接线图。
具体实施方式
下面结合附图1的对本发明做进一步说明。
一种10千伏配电系统传递过电压试验方法，包括：
a)根据变电站10千伏母线中性点接地方式，获取变电站中性点接地装置以及10千伏线路的参数。
b)测量配电变压器等效接地电阻阻值。
c)计算配电变压器高压侧碰壳接地故障电流及电压。
d)模拟配电变压器高压侧膨壳接地故障。
e)测量配电变压器接地极电流及电压。
f)将计算值与实测值进行对照，完成10千伏配电系统传递过电压试验。
本发明提供的一种配电系统传递过电压试验方法，可准确测试10千伏配电变压器高压侧发生单相经外壳接地故障时，经400伏侧中性线传递至用电设备外壳的过电压。，本测试方法的提出为该领域研究人员提供了理论验证方法。此外，测试结果可重点用于指导变电站内中性点接地方式的选取及改造、10千伏配电变压器接地方式的选取及改造、10千伏配电变压器低压侧重复接地极的配置等。
实施例1：
步骤a)中获取的10千伏线路的参数包括：
a-1)获取中性点不接地系统中的系统电容电流IC。
a-2)获取中性点经消弧线圈接地系统中补偿后最大接地电流。
a-3)中性点经小电阻接地系统后获取小电阻阻值R0及接地变阻抗ZT0。
a-4)获取10千伏出线始端至试验配电变压器之间线路阻抗Zl。
实施例2：
步骤b)中测量配电变压器等效接地电阻阻值的步骤为：
b-1)根据配电变压器安全地与工作地的接地方式，明确配变低压系统接地方式。
b-2)找到配电变压器接地极，并对地上部分进行处理，使配电变压器接地极露出金属部分。
b-3)使用接地电阻测试仪接地极钳子夹于配电变压器接地极露出金属部分，测量得到配变等效接地电阻RTequ。
实施例3：
步骤c)中计算配电变压器高压侧碰壳接地故障电流及电压的步骤为：
c-1)对于中性点不接地系统，通过公式UT0＝ICRTequ计算得到中高压侧碰壳接地时的传递过电压UT0。
c-2)对于中性点经消弧线圈接地系统，通过公式UT0＝10RTequ计算得到高压侧碰壳接地时的传递过电压UT0。
c-3)对于中性点经小电阻接地系统，通过公式
Figure BDA0003255724150000051
计算得到高压侧碰壳接地时的传递过电压UT0，式中UN为系统相电压。
实施例4：
步骤d)中模拟配电变压器高压侧膨壳接地故障的步骤为：
d-1)距配电变压器接地极直线距离大于10米处制作一处人工接地极作为零电位参考点。
d-2)将配变高压侧A相进线与配变外壳之间接入柱上断路器，断路器控制器放置于距配变接地极10米外绝缘垫上。
d-3)10千伏穿芯式零序电流互感器套于配变外壳与断路器之间导线上，10千伏单相电压互感一次侧接于配变低压侧中性点与零电位参考点之间，如附图1所示。
d-4)断开配变低压侧所有出线空气开关，断开配变低压侧所有连接用户中性线。
d-5)重新用接地电阻测试仪测量配变接地极电阻值RT。
实施例5：
步骤e)中测量配电变压器接地极电流及电压的步骤为：
e-1)将零序电流互感器、零序电压互感器二次侧接入便携式故障录波仪，故障录波仪设置为自启动录波，电压突变量启动值为10V。
e-2)将零序电流互感器、零序电压互感器二次侧分别用导线与零电位参考点相连，保证安全。
e-3)修改变电站内试验线路保护装置的定值，将过流Ⅰ段定值一次值修改为600A，时间修改为0s，将过流Ⅱ段定值一次值修改为300A，时间修改为3s，其它保护功能均退出。定值修改原则为保证全线路发生相间短路时能无延时切除故障，且发生单相接地故障时保护动作时间大于人工接地试验的持续时间。
e-4)通过柱上断路器控制器遥控开关合闸，触发碰壳接地故障，故障持续时长2s后遥控断开断路器。
实施例6：
步骤f)中计算值与实测值进行对照的步骤为：
f-1)读取故障录波仪的故障电流If、故障电压Uf。
f-2)判断中性点不接地系统及消弧线圈接地系统中等式
Figure BDA0003255724150000061
是否成立。
f-3)判断中性点经小电阻接地系统中等式
Figure BDA0003255724150000062
是否成立。
步骤f-2)和步骤f-3)的等式成立，说明10千伏配电系统传递过电压试验是成功的。
实施例7：
步骤a-2)中补偿后最大接地电流为10A。
实施例8：
步骤b-2)中配电变压器接地极露出金属部分的面积大于等于接地电阻测试仪接地极钳子的夹钳的面积。
实施例9：
在10千伏系统中，步骤c-3)中UN取值为6000V。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种10千伏配电系统传递过电压试验方法，其特征在于，包括：
a)根据变电站10千伏母线中性点接地方式，获取变电站中性点接地装置以及10千伏线路的参数；
b)测量配电变压器等效接地电阻阻值；
c)计算配电变压器高压侧碰壳接地故障电流及电压；
d)模拟配电变压器高压侧膨壳接地故障；
e)测量配电变压器接地极电流及电压；
f)将计算值与实测值进行对照，完成10千伏配电系统传递过电压试验。
2.根据权利要求1所述的10千伏配电系统传递过电压试验方法，其特征在于，
步骤a)中获取的10千伏线路的参数包括：
a-1)获取中性点不接地系统中的系统电容电流IC；
a-2)获取中性点经消弧线圈接地系统中补偿后最大接地电流；
a-3)中性点经小电阻接地系统后获取小电阻阻值R0及接地变阻抗ZT0；
a-4)获取10千伏出线始端至试验配电变压器之间线路阻抗Zl。
3.根据权利要求1所述的10千伏配电系统传递过电压试验方法，其特征在于，
步骤b)中测量配电变压器等效接地电阻阻值的步骤为：
b-1)根据配电变压器安全地与工作地的接地方式，明确配变低压系统接地方式；
b-2)找到配电变压器接地极，并对地上部分进行处理，使配电变压器接地极露出金属部分；
b-3)使用接地电阻测试仪接地极钳子夹于配电变压器接地极露出金属部分，测量得到配变等效接地电阻RTequ。
4.根据权利要求2所述的10千伏配电系统传递过电压试验方法，其特征在于，
步骤c)中计算配电变压器高压侧碰壳接地故障电流及电压的步骤为：
c-1)对于中性点不接地系统，通过公式UT0＝ICRTequ计算得到中高压侧碰壳接地时的传递过电压UT0；
c-2)对于中性点经消弧线圈接地系统，通过公式UT0＝10RTequ计算得到高压侧碰壳接地时的传递过电压UT0；
c-3)对于中性点经小电阻接地系统，通过公式
Figure FDA0003255724140000021
计算得到高压侧碰壳接地时的传递过电压UT0，式中UN为系统相电压。
5.根据权利要求4所述的10千伏配电系统传递过电压试验方法，其特征在于，
步骤d)中模拟配电变压器高压侧膨壳接地故障的步骤为：
d-1)距配电变压器接地极直线距离大于10米处制作一处人工接地极作为零电位参考点；
d-2)将配变高压侧A相进线与配变外壳之间接入柱上断路器，断路器控制器放置于距配变接地极10米外绝缘垫上；
d-3)10千伏穿芯式零序电流互感器套于配变外壳与断路器之间导线上，10千伏单相电压互感一次侧接于配变低压侧中性点与零电位参考点之间；
d-4)断开配变低压侧所有出线空气开关，断开配变低压侧所有连接用户中性线；
d-5)重新用接地电阻测试仪测量配变接地极电阻值RT。
6.根据权利要求5所述的10千伏配电系统传递过电压试验方法，其特征在于，
步骤e)中测量配电变压器接地极电流及电压的步骤为：
e-1)将零序电流互感器、零序电压互感器二次侧接入便携式故障录波仪，故障录波仪设置为自启动录波，电压突变量启动值为10V；
e-2)将零序电流互感器、零序电压互感器二次侧分别用导线与零电位参考点相连；
e-3)修改变电站内试验线路保护装置的定值，将过流Ⅰ段定值一次值修改为600A，时间修改为0s，将过流Ⅱ段定值一次值修改为300A，时间修改为3s，其它保护功能均退出；
e-4)通过柱上断路器控制器遥控开关合闸，触发碰壳接地故障，故障持续时长2s后遥控断开断路器。
7.根据权利要求6所述的10千伏配电系统传递过电压试验方法，其特征在于，
步骤f)中计算值与实测值进行对照的步骤为：
f-1)读取故障录波仪的故障电流If、故障电压Uf；
f-2)判断中性点不接地系统及消弧线圈接地系统中等式
Figure FDA0003255724140000031
是否成立；
f-3)判断中性点经小电阻接地系统中等式
Figure FDA0003255724140000032
是否成立。
8.根据权利要求2所述的10千伏配电系统传递过电压试验方法，其特征在于：步骤a-2)中补偿后最大接地电流为10A。
9.根据权利要求3所述的10千伏配电系统传递过电压试验方法，其特征在于：步骤b-2)中配电变压器接地极露出金属部分的面积大于等于接地电阻测试仪接地极钳子的夹钳的面积。
10.根据权利要求4所述的10千伏配电系统传递过电压试验方法，其特征在于：在10千伏系统中，步骤c-3)中UN取值为6000V。
CN202111059896.7A 2021-09-10 2021-09-10 一种10千伏配电系统传递过电压试验方法 Pending CN115792482A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111059896.7A CN115792482A (zh) 2021-09-10 2021-09-10 一种10千伏配电系统传递过电压试验方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111059896.7A CN115792482A (zh) 2021-09-10 2021-09-10 一种10千伏配电系统传递过电压试验方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115792482A true CN115792482A (zh) 2023-03-14

Family

ID=85473514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111059896.7A Pending CN115792482A (zh) 2021-09-10 2021-09-10 一种10千伏配电系统传递过电压试验方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115792482A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109669103B (zh) 一种真型配电网多态复杂故障模拟试验平台及试验方法
US7529073B2 (en) Protecting medium voltage inductive coupled device from electrical transients
Burgess et al. Minimising the risk of cross-country faults in systems using arc suppression coils
Abdulahovic et al. Vacuum circuit-breaker parameter calculation and modelling for power system transient studies
Grebovic et al. Influence of shunt reactor switching on overvoltages in 400 kV substation
CN111769518A (zh) 一种基于间隙保护和避雷器的电站变压器中性点保护方法
CN115792482A (zh) 一种10千伏配电系统传递过电压试验方法
CN107957539B (zh) 一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测方法及装置
CN112824911A (zh) 用于测试消弧线圈的装置
Kizilcay et al. Analysis of switching transients of an EHV transmission line consisting of mixed power cable and overhead line sections
CN216082927U (zh) 适用于高电场强度下断路器或隔离开关的电阻测量装置
Lopez-Roldan et al. Analysis, simulation and testing of transformer insulation failures related to switching transients overvoltages
Banjanin et al. Experimental registration and numerical simulation of the transient overvoltages caused by single phase intermittent Arc Earth Fault in 35 kV network with isolated neutral
Papp et al. Arc Suppression Coils-The key component of modern earthfault protection systems
CN215678700U (zh) 一种高耦合分裂电抗器型限流器短路电流限制试验回路
Orságová et al. Earth fault analysis using measured data from fault experiments in actual distribution network
Martinich et al. Analysis of damaging open-phase event on a healthy shunt compensated 500 kV line initiated by unintended trip
Sutherland Snubber circuit design for transformers in urban high rise office building
Barghandan et al. Simulation of switching overvoltages of 400 kV shunt reactor
Daud et al. Investigation on the suitability of PSCAD/EMTDC models to study energisation transients of 132 kV underground cables
CN114019245A (zh) 适用于高电场强度下断路器或隔离开关的电阻测量方法
Jurišić et al. Calculation of Lightning and Switching Overvoltages Transferred through Power Transformer
Jurisic et al. CALCULATION OF FAST FRONT OVERVOLTAGES IN VICINITY OF A POWER TRANSFORMER
Daud et al. A study on the suitability of cable models to simulate switching transients in a 132 kV underground cable
Lopez-Roldan et al. Fast transients overvoltages produced by switching distribution transformers with a vacuum circuit breaker: simulation and testing

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination