10kV接地电阻器热稳定性能研究

论文摘要

随着城市供电网络容量的增大和电缆线路的广泛应用,系统单相短路电容电流越来越大。在以电缆线路为主的城市配电网络中,小电阻接地方式因可以有效降低系统过电压水平、消除谐振过电压等显著优点,而得到越来越多地应用。但因接地电阻器为阻性器件,长时间通过大电流发热导致烧毁的事故偶有发生,成为制约其应用的主要因素。配电网实际运行过程中,当系统中性点电压偏移时,电阻器内会有约数十安培的电流通过,电阻器因发热而温度升高,由于电流较小,电阻器温升有限,一般不会造成损坏。当系统发生单相金属性接地故障时,电阻器将因通过约1000A的短路电流而剧烈发热,但继电保护应会立即可靠动作,切除故障线路,因此电阻器损坏的概率并不大。但是,当系统发生非金属接地故障或间歇性接地故障时,故障电流可能只有一百或几百安培,若未达到继电保护设定值,故障线路不会切除。这种故障电流会在电阻器中累积大量的热,时间过长,电阻器极易因温升过高而烧毁,从而导致电网接地方式变化甚至故障扩大。电阻器烧毁事故大多为此类情况。目前,关于电阻器可承受的电流与时间的关系尚无详细数据。为了降低电阻器热烧毁的概率,我们必需研究电阻器的热稳定能力,进而提出针对电阻器的保护措施。本文结合接地电阻器结构、应用现状、运行工况对其热稳定性能进行了分析,并提出非金属接地和间歇性接地故障情况是导致电阻器烧毁的主要原因。通过试验模拟电阻器整机和单片电阻在不同工频电流作用下的温升过程,用红外测温的方法得到温度-时间曲线,通过对实测数据的分析,我们就ZDZ66-10 -10型电阻器耐受电流、温升、时间三者间的关系得出以下结论与建议:1.)该型电阻器整机在电流不超过100A时,可在温升小于385K条件下达到热平衡状态,持续2h无异常。2.)当电流大于100A后,测试样机无法在385K温升限值范围内达到热平衡状态,长时运行将对电阻器造成损伤。本文得出了在温升不超过385K的条件下,电阻器整机可承受的电流（100A至300A范围内）与持续时间关系曲线。建议针对电阻器采取适当电流-时间保护。例如装设小电流监测装置,当接地电流达到一定数值时动作发信（或跳闸）,以便运行人员及时巡视检查。建议以120A有效值持续5秒或小于5秒累计9次为信号报警条件。3.)可通过改进电阻器的通风散热结构提升电阻器长时热稳定能力,在户内条件下采用无封闭外壳或吹风散热方式可大幅提升电阻器的散热能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 配电系统的中性点接地方式简述
• 1.2 我国配电系统常用的接地方式
• 1.3 中性点接地电阻器的应用情况
• 1.4 本章小结
• 第二章 中性点接地电阻器热稳定性能分析
• 2.1 中性点接地电阻器的运行工况分析
• 2.2 中性点接地电阻器的结构分析
• 2.3 中性点接地电阻器的热稳定性能分析
• 2.3.1 中性点接地电阻器的短时热稳定性能分析
• 2.3.2 中性点接地电阻器的长时热稳定性能分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 中性点接地电阻器热稳定性能研究
• 3.1 研究的方法
• 3.2 中性点接地电阻器单片电阻温升试验
• 3.2.1 试验方案
• 3.2.2 试验过程及测试数据
• 3.2.3 试验结果
• 3.3 中性点接地电阻器整机温升试验
• 3.3.1 试验方案
• 3.3.2 试验过程及测试数据
• 3.3.3 试验结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 全文总结
• 4.1 主要结论
• 4.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
• 附件