中低压电网内部过电压治理措施研究（共2篇）
中低压电网内部过电压治理措施研究 篇1
中低压电网内部过电压治理措施研究
深入而有针对性地分析了治理中低压电压内部过电压的主要措施,对电网运行工作有着重要的指导意义,并对治理过电压的`关键措施进行了深入的探讨.
作 者：聂肇中 作者单位：陕西省电力工程咨询勘察设计有限公司,陕西,西安,710065刊 名：现代商贸工业英文刊名：MODERN BUSINESS TRADE INDUSTRY年，卷(期)：21(19)分类号：V242.3关键词：中低电压 过电压 治理
中低压电网内部过电压治理措施研究 篇2
1 电弧接地过电压
我国实测电弧接地过电压倍数最大为3.2, 绝大部分小于3.0。由于这种过电压的幅值低于一次设备设计选型时所考虑的过电压倍数4.0, 理论上一次设备的绝缘能够承受这种过电压。但由于这种过电压持续时间较长, 而且遍及全网, 对网内设备存在较大的威胁, 尤其是绝缘薄弱点容易被击穿。经验证明, 由这种过电压所造成的设备损坏和大面积停电事故在我国时有发生, 需要予以足够的重视。
单相接地常以电弧接地的故障形式出现。当接地电流较小时, 电弧能够自动熄灭。接地电流较大时, 往往电弧不能够自熄, 又不能稳定燃烧, 会出现熄弧与重燃交替进行的现象, 使系统中电感、电容间产生电磁振荡, 造成遍及全系统的电弧接地过电压。
电弧的熄灭与重燃时刻是决定最大过电压的重要因素。单相接地时流过弧道的电流有两个分量:工频电流 (强制) 分量和高频电流 (自由) 分量。一般假设在电源相电压为最大值时燃弧, 由于燃弧瞬间出现的自由振荡频率远远高于工频, 故可以认为接地瞬间弧道中的电流以高频电流为主, 高频电流迅速衰减后, 剩下的主要是工频电流。在分析电弧接地过电压时有两种假设:以高频电流第一次过零时熄弧为前提进行分析, 称为高频电流熄弧理论, 因高频电流过零时, 高频振荡电压恰为最大值, 熄弧后残留在非故障相上的电荷量较大, 故按此分析, 过电压值较高:以工频电流过零时熄弧为条件进行分析, 称工频电流熄弧理论, 按此分析, 熄弧时残留在非故障相上的电荷量较少, 过电压值较低, 但接近于电网中的实际测量值。虽然两种理论分析所得的过电压值大小不同, 但反映过电压形成的物理本质是相同的。
2 预防电弧接地过电压的方式
预防电弧接地过电压, 可装设消弧线圈, 并使其工作在过补偿方式。防止单相接地工频过电压, 最有效的方法是在中性点加装消弧线圈, 并使消弧线圈工作在过补偿方式。这样系统零序电抗为正值, 不可能引起单相接地时的工频电压升高。即使是完全补偿状态, 单相接地时也不会引起过电压现象。如果消弧线圈完全调谐, 则消弧线圈与线路电容并联后的电流和为零。此时发生单相接地, 健全相的电压将上升万倍, 即上升到线电压。经典的理论认为, 消弧线圈的作用仅仅是消除电弧, 从这一点出发, 规定了3~10千伏的电网当电容电流大于30A时中性点应接入消弧线圈;35千伏电网当电容电流大于10A时应使用消弧线圈。言下之意就是电容电流小于上述数值时, 就可以不用消弧线圈。这种认识导致实际工作中存在着很多中性点不接地系统。正因为如此, 中低压系统出现了很多过电压问题, 造成很多事故。消弧线圈的费用并不高, 节省消弧线圈的费用得不偿失。
3 减小电弧接地过电压的措施
3.1 设置消弧线圈
第一, 消弧。线路接地时, 消弧线圈的电感电流抵消了线路的电容电流, 使流经电弧的电流减小, 从而达到熄弧的目的。这是消弧线圈的主要作用, “消弧线圈”也由此而得名。对空气击穿性质的放电, 当电流过零熄灭后, 由于消弧线圈的补偿作用, 不会再次燃弧, 接入消弧线圈有明显的熄弧效果;对于绝缘子沿面放电, 如果属于受潮绝缘降低, 则能够因燃弧加热蒸发水分, 使绝缘恢复, 进而达到熄弧的目的。
第二, 稳定电弧。消弧线圈消弧并不能够适应所有的接地情况。对于绝缘子本身绝缘介质的损坏, 或由于电弧太强而引起绝缘永久损坏, 消弧线圈补偿不会达到熄弧的目的;对于电力电缆绝缘介质击穿, 消弧线圈补偿同样不能消除接地故障。这种情况下, 消弧线圈补偿反而会使电弧 (或接地电流) 不稳定, 使过电压现象持续。解决这一问题的办法就是:在消弧不成功时, 增加电流稳定电弧。因为稳定燃烧的电弧不会引起过电压, 从而可以有效保护电网中其它部分的绝缘, 避免进一步发展为相间短路。
所以, 消弧线圈的作用不仅仅是消弧, 还应该增加“稳定电弧”这一功能。采用有载调节消弧线圈, 在接地故障初期, 实现常规补偿功能, 促使接地点的电弧熄灭;在消弧不成功时, 进一步增加补偿电流, 稳定接地点的电弧。目前, 有载调节式消弧线圈已经在现场普遍应用, 完全可以实现上述功能。
第三, 为电荷提供泄放通道。从理论分析可知, 电弧接地过电压的物理本质是, 熄弧时系统对地电容存储的电荷无泄放通道, 导致重燃时, 电路过渡过程的振幅加剧, 出现较高的过电压现象。
线路电容存储的电荷为直流性质, 消弧线圈能够为电荷提供泄放的通道, 一定程度上可以降低过渡过程中的振荡幅度, 从而降低过电压的水平。消弧线圈工作在过补偿状态, 其阻抗比较小, 更有利于电荷的泄放。
实际系统中, 如果没有装设消弧线圈, 则电弧接地过程中系统对地电容上的电荷经电压互感器一次绕组泄放, 形成直流性质的电流, 很容易引起电压互感器饱和。从这方面考虑, 也有
准确选线并切除故障线路是从根本上消除电弧接地过电压的措施。但是, 目前没有很好的选线方法, 现场应用的选线装置大都存在选线不准的问题。因此选线的结果只能够作用于“信号”, 不能直接去跳闸。为了寻求更加可靠的小电流接地选线方法, 并期望实现直接跳闸的功能, 并提出一种更好的故障选线方法。
3.3 采用自动重合闸
为了实现“接地选线直跳”功能, 同时又考虑中低压电网故障选线的实际问题, 有必要采用自动重合技术弥补选线不准造成的误跳闸, 减少对供电可靠性的影响, 降低选线判别的难度, 同时还可以结合跳闸, 对选线结果进行进一步的判断。有研究人员提出了中低压电网的自动重合闸技术, 并对选线结果中的“第一、第二、第三备选线路”分别实施跳闸和重合, 并在馈线跳开期间, 对选线结果作进一步的判断。这样不仅可以尽快找出故障线路, 还能够迅速熄灭配电线路的电弧, 使配电线路很快恢复正常运行, 防止电弧接地过电压长期存在。
结语:我国中低压配电网中, 广泛采用小电流接地系统, 单相接地故障在此类系统中的发生率占总故障的70%~80%。随着社会的不断发展, 供电容量与供电质量的提高是我们所面临的越来越迫切的任务, 配电网发展的好坏, 直接关系到用户的切身利益。所以说, 配电网建设是电力建设事业的重要环节。因此, 加强对中低压配电网电弧接地过电压预防和治理的研究十分必要。
摘要：随着我国电网系统的发展, 电力系统中的过电压现象越来越严重, 尤其随着电缆线路逐渐代替架空线路, 电容电流不断增加, 在中低压电网中电弧接地过电压现象经常发生。因此, 如何采取有效措施, 以尽量减少电弧接地过电压对中低压电网的影响, 是研究的重点。
关键词：中低压电网,电弧接地过电压,防治措施
参考文献
[1]陈慈营.过电压保护原理与运行技术[M].北京:中国电力出版社, 2002.[1]陈慈营.过电压保护原理与运行技术[M].北京:中国电力出版社, 2002.
[2]周燕莉.配电网间歇性电弧接地过电压抑制措施的仿真研究[J].青海电力, 2002, 4.[2]周燕莉.配电网间歇性电弧接地过电压抑制措施的仿真研究[J].青海电力, 2002, 4.