1、 毕 业 设 计 （ 论 文 ）开 题 报 告题 目 中 性 点 经 小 电 阻 接 地 配 电 网 中 弧 光 接地 过 电 压 的 研 究专 业 电 气 工 程 及 其 自 动 化 班 级 电 气 学 生 指 导 教 师 20 年1、 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 课 题 来 源 、 类 型本 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 的 课 题 来 源 为 自 选 课 题 ， 选 题 类 型 为 工 程应 用 。 2、 选 题 的 目 的 及 意 义1.我国10 kV配电网一般采用中性点非有效接地方式。在中性点不接地系统中，弧光接地过电压持续时间长，过电压遍及全网，对设备绝缘是一种较大的威胁。而
2、采用中性点经消弧线圈接地方式，并不能降低弧光接地过电压的幅值，#但可以使恢复电压大为减缓，从而使得电弧存在的时间大大缩短，重燃次数减少，降低高幅值过电压出现的概率，这在调谐良好的情况下更是如此，而且消弧线圈的存在在某些情况下甚至可以使得过电压值更大。而且，当发生单相接地故障时故障支路零序电流较小，增加了选线难度。随着城市电缆线路增加，线路电容电流随之增大，需提高消弧线圈容量来适应大的电容电流。因此在以电缆出线为主的城市配电网中，中性点经小电阻的接地方式得到广泛应用。据统计，单相接地故障占电网故障的80，其中弧光接地占相当大的比例。目前针对中性点经小电阻接地方式的研究大多集中在电阻值的选取原则、
3、小电阻的保护措施等方面。当系统发生间歇性电弧接故故障时，对于采用小电阻接地方式能否抑制弧光过电压这一问题的研究不多。所以，此题目的研究对于中国未来供电系统的结构与发生故障的几率有着极为深远的意义。2 弧光接地过电压对电气设备的危害当335 kV中性点非直接接地系统发生单相金属性接地时，非故障相电压幅值可达歹倍相电压，此时，系统中的电气设备般允许在该电压下安全运行。但当发生间歇性弧光接地时，由于不稳定的间歇性电弧多次不断熄灭和重燃，在故障相和非故障相的电感电容回路上会引起高频振荡过电压，非故障相的过电压幅值一般可达31535倍相电压。这种过电压是由于系统对地电容上电荷多次不断的积累和重新再分配形
4、成的，是断续的、瞬间发生的且幅值较高的过电压，对电力系统的设备危害极大。而如果接地电流在高频过零点熄弧或在电压接近最大值时发生击穿，电压将会更高。间歇性弧光接地引起的过电压是电气设备绝缘的主要威胁之一，其危害主要表现在以下几个方面：(1)随着我国城市电网和大中型企业内部电网的发展，具有固体绝缘的电缆线路逐渐取代架空线路。由于固体绝缘击穿的积累效应，当系统发生单相弧光接地故障时，在35倍过电压的持续作用下，造成电气绝缘的积累性损伤，在非故障相的绝缘薄弱环节造成对地击穿，进而发展成为相间短路事故。(2)弧光接地过电压还会使电压互感器饱和而容易激发铁磁谐振，产生过电压或导致电压互感器爆炸事故。(3)
5、弧光接地和铁磁谐振过电压的能量由电源提供，持续时间较长，当过电压超过避雷器所能承受的能量时，就会造成避雷器的爆炸事故。由此可见，电力系统发生弧光接地时，由于电容电流与电容电压存在90的相角差，所以电容电流在较大时不能自熄灭电弧，相应地就会产生间隙弧光接地叶稳定弧光接地一金属性弧光接地的发展过程。对地弧光给供用电设备造成的危害简单说就是产生的过电压对供用电设备绝缘造成破坏或累积性损伤，导致供用电设备故障，逐步发展成弧光短路，而较强的弧光热能使固体绝缘迅速下降，最终造成电缆短路故障或电压波动等事故。因此，供用电设备发生弧光接地故障时必须将其电弧消除，如不采取有效的措施进行限制，不仅直接危及电力系统
6、安全供电，还会严重影响企业的连续生产和人们的正常生活。3.中性点经小电阻接地系统中弧光接地过电压存在的可能性分析对于中性点经小电阻接地系统中弧光接地过电压存在的可能性，可以从系统出线的组成，接地故障电流值以及故障的切除时间三方面加以分析。（1）即使是以电缆出线为主的城市配电网，由于系统中仍旧有架空出线，当接地故障发生在架空线上时，就可能产生间歇性的弧光接地。（2）根据交流电气装置的过电压保护和绝缘配合，系统当电容电流大于10A（钢筋混凝土或金属杆塔的架空线），20A （非钢筋混凝土或非金属杆塔的架空线）或30A（电缆），接地电弧将不能自熄)。但对接地电流大于何值，接地电弧将能稳定燃弧（即不发生
7、弧光接地及类似金属性接地的情况）并没有说明，这是因为接地电弧的燃弧情况除了与恢复电压有关外，还与外界气象条件，电弧部位介质等多种因素有关，实际过程极为复杂。但不论接地电弧能否自熄，实验证明，在接地故障电流为数安至数百安的范围内都可能产生接地弧光过电压，而在中性点经小电阻接地系统中发生单相接地时，其故障电流也就是在几百安左右（当然不排除接地故障电流在近千安的情况）这就有可能发生弧光接地过电压。（3）中性点经小电阻接地系统采用限时零序电流速断保护作为主保护，一旦发生接地故障，要求立即跳闸以切除故障点。其实所谓“立即”是相对的，其动作时间也有零点几秒!而这相对于工频周期而言并不是立即的，在这段时间内
8、足以产生弧光接地过电压。由上分析，在中性点经小电阻接地系统中，仍然可能产生弧光接地过电压， 有必要对其进行进一步的研究。3、 本 课 题 在 国 内 外 的 研 究 状 况 及 发 展 趋 势发 达 国 家 也 有 采 用 经 小 电 阻 接 地 系 统 ， 但 为 了 防 止 引 起 电 气火 灾 采 取 了 有 效 的 技 术 措 施 。 具 体 措 施 是 将 变 电 所 低 压 系 统 的 接 地另 打 接 地 极 分 开 设 置 ， 使 上 述 危 险 暂 态 过 电 压 无 法 由 此 传 导 到 低 压用 户 去 。 也 可 大 大 减 小 变 电 所 接 地 电 阻 值 和 供
9、 电 系 统 的 接地 短 路 电 流 值 ， 使 上 述 暂 态 过 电 压 不 致 达 到 危 险 值 。 但 我 国 的 电 网设 计 安 装 只 片 面 地 仿 效 了 国 外 的 经 小 电 阻 接 地 系 统 ， 却 未 学 习 国 外配 套 的 电 气 安 全 措 施 ， 由 此 引 起 的 电 气 事 故 已 时 有 所 闻 ， 如 果 不 及时 消 除 这 一 新 的 电 气 隐 患 ， 我 国 电 气 火 灾 发 生 率 居 高 不 下 ， 有 增 无减 的 势 头 将 越 发 难 以 遏 制 。鉴于配电网特别是以电缆出线为主的城市配电网的新情况。近年来中性点经小电阻接地方
10、式在我国开始被采用，并在上海、北京、 广州 、深圳、珠海 、苏州等地率先使用。 中性点经小电阻接地可以有效地降低单相接地时非故障相的过电 压，消除弧光接地过电压和一些谐振过电压对以电缆为主的系统可以选择较低的绝缘水平， 以利节约投资，并能采用零序电流保护迅速选择故障线路，瞬时跳闸切除故障点，避免使单相接地故障发展为相间故障。经小电阻接地，可以使灵敏而有选择的接地保护得以实现，并能够减小电弧接地过电压的危害，并且会降低单相接地暂态过电压幅值，但其故障跳闸率高及供电可靠性差。因此怎样选择中性点接地方式，降低弧光接地过电压对电网的危害，成为了迫切需要解决的一个问题。4、 本 课 题 主 要 研 究
11、内 容 及 指 标本课题是对中性点经小电阻接地配电网中弧光接地电压的研究，在供电线路长度较短时，接地故障电流很小，多数临时性弧光接地故障发生后，一般都能够迅速熄弧。但是，随着供电线路长度增加和工作电压的升高，单相接地电流也随之增大，许多弧光接地故障不能自动熄灭；另一方面，由于接地故障电流不大，所以往往不能产生稳定性的电弧，于是就形成了熄弧与电弧重燃相互交替的不稳定状态。研究内容主要有：1.几种配电网中性点接地方式的区别及优缺点；2.主要研究配电网中性点经小电阻接地方式，以及对于其他方式优越的方面；3.配电网中弧光过电压的产生条件及其危害，各种方式下产生弧光过电压的区别；4.中性点经小电阻接地配
12、电网中弧光过电压的研究，及其优于其他方式的地方。性 能 指 标 ： 减 小 甚 至 消 除 中 性 点 经 小 电 阻 接 地 的 配 电 网 中 的 弧光 接 地 电 压 。5、 完 成 论 文 的 条 件 和 拟 采 用 的 研 究 手 段 （ 途 径 ）1 完 成 论 文 的 条 件 有 ： (1). 校 图 书 馆 提 供 书 籍 、 期 刊 等 相 关 资 料 ； (2). 校 园 网 提 供 的 中 国 期 刊 网 等 网 上 资 料 查 询 ； (3). 电 气 工 程 系 机 房 提 供 充 足 的 上 机 条 件 ； (4). 其 他 条 件 待 协 商 解 决 ； 2 拟
13、采 用 的 研 究 手 段 ： (1).利 用 ATP SOFTWARE 仿 真 软 件 对 配 电 网 的 弧 光 接 地 电 压 进行 仿 真 ， 并 与 变 压 器 故 障 状 态 、 配 电 网 故 障 状 态 进 行 比 较 。 ATP SOFTWARE 可 以 进 行 电 力 系 统 计 算 机 辅 助 设 计 ， 他 是 一 种 图形 化 的 仿 真 软 件 ， 可 进 行 电 网 的 绘 制 ， 数 据 的 输 入 ， 结 果 的 可 视 化 ，结 果 和 控 制 的 设 置 等 。 ATP SOFTWARE 是 一 套 基 于 软 件 的 电 磁 暂 态模 拟 工 具 ,可
14、以 用 它 来 进 行 简 单 电 力 系 统 的 模 拟 ， 并 进 行 调 用 。 可以 用 它 来 研 究 电 力 系 统 中 由 于 故 障 引 起 的 过 电 压 ， 多 运 行 工 具(Mnltiple mnfacilities)用 来 进 行 模 拟 故 障 发 生 在 波 形 的 不 同 位置 ， 故 障 的 类 型 不 同 ， 故 障 点 不 同 ， 从 而 分 析 发 生 故 障 时 最 坏 的 情况 。6、 本 课 题 进 度 安 排 、 各 阶 段 预 期 达 到 的 目 标月 日 周次 任 务 阶 段 名 称 及 详 细 项 目 检查日期 检 查 结 果232.25-
15、3.1 1查 阅 关 于 10kV 配 电 网 中 性 点 经 小电 阻 接 地 方 式 的 文 献 资 料 、 了 解国 内 外 研 究 现 状3 48 2查 阅 资 料 ， 撰 写 开 题 报 告 (研 究 的背 景 、 目 的 、 意 义 、 现 状 及 拟 采用 的 方 法 )翻 译 英 文 文 献3 1115 3课 题 调 研 ， 完 成 开 题 报 告 (研 究 的背 景 、 目 的 、 意 义 、 现 状 及 拟 采用 的 方 法 )完 成 英 文 文 献 翻 译3 1822 4 查 阅 ATP/EMTP 仿 真 软 件 的 相 关资 料 ， 并 熟 悉 该 软 件3 2529
16、5 学 习 使 用 ATP/EMTP 仿 真 软 件 并进 行 学 习 元 器 件 的 参 数 设 置4 15 6 详 细 分 析 弧 光 接 地 过 电 压 产 生 的机 理 及 特 点4 812 7 建 立 合 适 的 弧 光 模 型4 1519 8 利 用 ATP/EMTP 仿 真 软 件 搭 建 配电 系 统 的 方 针 模 型4 2226 9 仿 真 中 性 点 不 接 地 系 统 的 弧 光 接地 过 电 压454.295.3 10 分 析 结 果 并 且 给 出 一 定 的 结 论5 610 11 仿 真 中 性 点 经 小 电 阻 接 地 时 的 弧光 接 地 过 电 压月 日
17、 周次 任 务 阶 段 名 称 及 详 细 项 目 检查日期 检 查 结 果5 1317 12 分 析 接 地 电 阻 对 过 电 压 的 影 响5 2024 13根 据 仿 真 结 果 得 出 中 性 点 经 小 电阻 接 地 系 统 限 制 弧 光 接 地 过 电 压的 结 论5 2731 14 整 理 仿 真 结 果6 37 15 撰 写 论 文 初 稿6 1014 16 修 改 论 文 初 稿6 1721 17 提 交 正 式 论 文 ， 答 辩7、 参 考 文 献1 高亚栋， 杜斌， 赵峰， 施围。 “中性点经小电阻接地配电网中弧光接地过电压的研究” J。2 孙 伟 忠 ， 屠 幼
18、萍 ， 彭 勇 ， 彭 银 波 ， 应 高 峰 ， 何 洁 。 “35kV 系统不同接地方式的弧光接地过电压”J。3 毛 卫 华 .“弧 光 接 地 过 电 压 的 危 害 及 消 弧 措 施 ”J。4 支 元 彦 ， 杨 国 平 ， 陶 文 ， 雷 斌 。 “限制弧光接地过电压及提高小电流接地选线率的新技术” J。5 王健， “消除弧光接地过电压的方法研究”D，合肥工业大学硕士学位论文。6 童奕宾，尤智，李姝。 “小电阻接地系统间歇性弧光过电压分析 ”D。7 贺 栋 栋 ， 张 贵 怀 ， 杨 润 田 ， 姚 鑫 。 “中压电网中性点不同接地方式的弧光过电压仿真研究”J。8 毛卫华。“弧光接地过电压的危害及消弧措施”J。9 金恩淑，杨明芳，李卫刚,陈韬。“基于 MODELS 的工频弧光接地过电压的仿真”J。
