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电网谐振过电压的限制方法

作者:泰宜电力 阅读次数:53次    发布时间:2017-08-11 18:12:20
        电力供电系统上的过电压现象十分普遍。如果没有防范措施,随时都可能发生。引起电网过电压的因素很多,主要可分为:谐振过电压、操作过电压和雷电过电压。
  
        谐振过电压在正常运行中出现的频率高且危害大。一旦发生过电压,往往造成电气设备的损坏,甚至引发大面积的停电事故。通常,中、低压电网中过电压事故大多数都是由谐振现象所引起的。由于谐振过电压作用的时间较长,而引发谐振的因素又比较复杂,因此在选择保护措施上存在一定的难度。为了尽可能地防止谐振过电压的发生,在设计和操作电网设备时,必须进行必要的估算和安排,尽量避免形成严重的串联谐振回路,以防止谐振的发生。
  
        在电力生产和电力运行的中、低压电网中,故障的形式和操作方式是多种多样的,谐振性质也各不相同。因此,应该了解各种不同类型谐振的性质与特点,掌握其振荡的性质和特点,制订防振和消振的对策与措施。目前,我国35kV及以下配电网,大部分仍采用中性点不接地方式运行,一部分采用老式的消弧(消谐)线圈接地。实践证明,中性点不接地系统中一方面由于电压互感器铁芯饱和引起的铁磁谐振过电压比较多,尽管采取了不少限制谐振过电压的措施,如消谐灯、消谐器、TV高压中性点增设电阻或单只TV等,但始终无法从根本上得到解决,TV烧毁、熔丝熔断仍不断发生。另一方面由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后,允许维持一定的时间,一般为2小时,不致于引起用户断电。但随着中低压电网的扩大,出线回路数增多、线路增长,中低压电网对地电容电流亦大幅度增加,单相接地时接地电弧不能自动熄灭必然产生电弧过电压,一般为相电压的3-5倍,甚至更高,致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿,并会造成相间短路引发设备损坏和停电事故。而采用老式消弧线圈接地方式的系统由于结构的限制,只能运行在过补偿状态,不能处在全补偿状态,所以脱谐度整定的比较大,约在20%-30%,对弧光过电压无抑制效果。并需要手动调节分接头,然而此时却不能随电网对地电容电流的变化及时将电压调整到最佳的工作位置,影响漏电保护器测试仪功能发挥,也不适应电网无人值班变电所的需要。
  
        因此,可以采用自动调谐原理的接地补偿装置,通过过补、全补和欠补的运行方式,来较好地解决此类问题。目前自动调谐接地补偿装置主要是由五大部分组成:接地变压器、电动式消弧线圈、微机控制部分、阻尼电阻部分、中性点专用互感器和非线性电阻。接地变压器是作为人工中性点接入消弧线圈。消弧线圈电流通过有载开关调节并实现远方自动控制,采用予调节方式,即在正常运行方式情况下,根据电网参数的变化而随时调节消弧线圈的分接头到最佳位置。自动跟踪和自动调谐利用微机控制器实现。通过测量位移电压为主和中性点电流与电压之间的相位,能够准确的计算、判断、发出指令自动进行调整,显示有关参数:电容电流、电感电流、残流和位移电压等。还能追忆、报警、自动打印和信号远送,满足无人值班变电所的需要。
  
        自动调谐接地补偿装置能够实现全补偿运行或很小的脱谐度,主要是由于在消弧线圈的一次回路中串入了大功率的阻尼电阻,降低中性点谐振过电压的幅值使之达到相电压的5%-10%。因为如果当系统的电容电流与消弧线圈工作电流相等时,即在谐振时中性点电压限制在允许值以下,这样就可实现全补偿方式,这是残流为最小的最佳工作方式。接地时残流很小,不会引起弧光过电压。所以,可在消弧线圈的一次回路中串入大功率的阻尼电阻,增大阻尼率的措施来达到。消弧线圈的脱谐率与电压及电网的阻尼率有关,当电网形成后其不对称电压基本是个固定值,消弧线圈为保证在单相接地时有效地抑制弧光过电压的产生,要求脱谐率达到±5%以内,那么只有改变阻尼率,才能改变位移电压,因此应当在消弧线圈回路串入电阻,保证阻尼率,控制中性点位移电压。在低压电网中由于中性点不对称电压很小,为提高测量精度采用特制的中性点专用互感器,提高检测灵敏度;非线性电阻的采用对欠补偿下的断线过电压和传递过电压都有明显的抑制作用。
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