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消弧消諧的工作原理

日期:2015/9/2 9:23:33         點擊量:


二、消弧線圈的作用

電網安裝消弧線圈后,發生單相接地時消弧線圈產生電感電流,該電感電流補償因單相接地而形成的電容電流,使得接地電流減小,同時使得故障相恢復電壓速度減小,治理電容電流過大所造成的危害。同時由于消弧線圈的嵌位作用,它可以有效的防止鐵磁諧振過電壓的發生概率。

三、消弧線圈接地方式存在的一些問題:

1. 單相接地故障時,非故障相對地電壓升高到3 相電壓以上,持續時間長、波及全系統設備,可能引起第二點絕緣擊穿,引起事故擴大事故。

2.消弧線圈不能補償諧波電流,有些城市電網諧波電流占的比例達5%-15%,僅諧波電流就可能遠大于10A,仍然可能發生弧光接地過電壓。

3.對于電容電流很大的配電網,如果通過補償要使單相接地故障電流Ijd<10A,就必須使系統保持較小的脫諧度,系統的脫諧度過小,對由于三相電容不對稱引起的中性點位移電壓會產生較強的放大作用,使中性點電壓偏移超過規程允許值(<15%un),保護將發出接地故障信號。另外脫諧度太小,系統運行在接近諧振補償狀態,將給系統運行帶來極大的潛在危險(諧振過電壓);要保證中性點位移電壓不超過規程允許值,就要增大脫諧度,然而,脫諧度過大,將導致殘余接地電流太大(ijd>10A),又可能引起間歇性弧光接地過電壓。很難保證既使殘余接地電流Ijd<10A,又保證中性點位移電壓不超過規程允許值這兩個相互制約的條件。

3.消弧線圈的調節范圍受到調節容量限制,調節容量與額定之比一般為1/2,如按終期要求選擇,工程初期系統電容電流小,消弧線圈的最小補償電流偏大,可能投不上;如按工程初期的要求選擇,工程終期系統電容電流大,消弧線圈的最大補償電流又偏小,也不能滿足合理補償的要求。

4.在運行中,消弧線圈各分接頭的標稱電流和實際電流會出現較大誤差,運行中就發生過由于實際電流與名牌電流誤差較大而導致諧振的現象。

5.由于系統的運行方式及系統電壓經常變化,系統的電容電流經常變化,跟蹤補償困難。目前的自動跟蹤補償裝置呈百花齊放的景象,實際運行考驗時間較短,運行情況還不理想。而且價格高、結構復雜、維護量大,不適應無人值班變電站的要求。

6. 由于上述原因,中性點經消弧線圈接地僅能降低弧光接地過電壓的概率,不能消除弧光接地過電壓,也不能降低弧光接地過電壓的幅值,弧光過電壓倍數也很高。

7.尋找單相接地故障線路困難,目前許多小電流接地選線方法的選線成功率還不理想,往往還要采用試拉法 。

8.采用試拉法時,既造成非故障線路短時停電,又會引起操作過電壓。

9.系統諧振過電壓高,諧振過電壓持續時間長并波及全系統設備,常造成PT燒壞、或PT熔斷器熔斷。武高所和廣州供電局在區莊變電站試驗中測得1/2分頻諧振過電壓達2PU,測得由合閘操作激發的3次高頻諧振過電壓達4PU,測得A相導線斷線并接地于負荷側時,諧振過電壓值為3.8PU。。

10.電纜排管或電纜隧道內的電纜發生單相接地時,不及時斷開故障線路,可能引起火災,上海某35KV系統電纜就發生過單相接地一小時后引起火災,燒毀電纜隧道中40多條電纜的重大事故。

11.尋找故障線路時間較長,在帶接地故障運行期間,容易引起人身觸電事故。

12.單相接地時,非故障相電壓升高至線電壓或更高,在不能及時檢出故障點的情況下,無間隙金屬氧化物(MOA)避雷器長時間在線電壓下運行,容易損壞甚至爆炸?;」饨拥剡^電壓、諧振過電壓幅值高、持續時間長,MOA由于動作負載問題,一般不要求WGMOA系統內過電壓,不能有效利用MOA的優良特性,不利于MOA在配電網的推廣使用。

四、 以電纜線路為主的配電網的特點:

1.單位長度的電纜線路的電容電流比架空線路電容電流大10幾倍,以電纜為主的城市電網對地電容電流很大。

2.電纜線路受外界環境條件(雷電、外力、樹木、大風等)影響小,瞬時接地故障很少,接地故障一般都是永久性故障。

3. 電纜線路發生接地故障時,接地電弧為封閉性電弧,電弧不易自行熄滅,如不及時跳閘,很容易造成相間短路,擴大事故。

4. 電纜為弱絕緣設備。例如,10kV交聯聚乙稀電纜的一分鐘工頻耐壓為28KV ,而一般10kV 配電設備的絕緣水平為42kV 。在消弧線圈接地系統中,由于查找故障點時間較長,電纜長時間承受工頻或暫態過電壓作用,易發展成相間故障,造成一線或多線跳閘。

5.在電纜線路中,高頻振蕩電流幅值大衰減慢,高頻振蕩電流遠大于工頻電流,在工頻電流過零時高頻振蕩電流仍然有很大的幅值,維持弧光燃燒取決于高頻振蕩電流衰減的快慢和工頻電流,消弧線圈不能補償高頻振蕩電流,又由于在電纜線路中消弧線圈補償后的殘流大,消弧線圈在電纜線路中不能消弧。

五、PT諧振

1.PT諧振

PT諧振對于yo/yo電磁式PT,在正常情況下線路發生單相接地不會出現鐵磁諧振過電壓,但在下列條件下,就可能引發鐵磁諧振。

(1)對于中性點不接地系統,當系統發生單相接地時,故障點流過電容電流,未接地的兩相相電壓升高3倍。但是,一旦接地故障點消除,非接地相在接地故障期間已充的線電壓電荷只能通過PT高壓線圈經其自身的接地點流入大地,在這一瞬間電壓突變過程中,PT高壓線圈的非接地兩相的勵磁電流就要突然增大,甚至飽和,由此構成相間串聯諧振。

(2)系統發生鐵磁諧振。近年來,由于配電線路用戶PT、電子控制電焊機、調速電機等數量的增加,使得10kV配電系統的電氣參數發生了很大的變化,導致諧振的頻繁出現。在系統諧振時,PT將產生過電壓使電流激增,此時除了造成一次側熔斷器熔斷外,還將導致PT燒毀。個別情況下,還會引起避雷器、變壓器、斷路器的套管發生閃絡或爆炸。

(3)線路檢修,事先不向調度部門申請辦理停電手續,隨意帶負荷拉開分支線路隔離刀閘或帶負荷拉開配電變壓器的高壓跌落開關,造成刀閘間弧光短路而引發諧振。

(4)當配電變壓器內部發生單相接地故障時,故障電流將通過抗電能力強的絕緣油對地放電,也會產生不穩定的電弧激發電網諧振。

(5)運行人員送電操作程序不對,未拉開PT高壓側刀閘就直接帶PT向空母線送電,引起PT鐵磁諧振。

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