第四節(jié) 斷續(xù)電弧接地過電壓.ppt

第四節(jié)斷續(xù)電弧接地過電壓 發(fā)展過程防護措施 中性點不接地電網(wǎng)中的單相接地電流 電容電流 較大 接地點電弧將不能自熄 而以斷續(xù)電弧的形式存在 就會產(chǎn)生另一種嚴重的操作過電壓 斷續(xù)電弧接地過電壓 一 發(fā)展過程 這種過電壓的發(fā)展過程和幅值大小都與熄弧的時間有關(guān) 存在兩種熄弧時間 下面以工頻電流過零時熄弧的情況來說明這種過電壓的發(fā)展機理 作如下簡化 1 略去線間電容的影響 2 設(shè)各相導(dǎo)線的對地電容均相等 即C1 C2 C3 C 就可得如圖9 12 a 所示的等值電路 設(shè)接地故障發(fā)生于A相 而且是正當經(jīng)過正幅值時發(fā)生 這樣A相導(dǎo)線的電位立即變?yōu)榱?中性點電位由零升至相電壓 即 B C兩相的對地電壓都升高到線電壓 流過C2和C3的電流和分別較和超前90 其幅值為 因為與在相位上相差60 所以故障點的電流幅值為 電網(wǎng)的額定電壓 線路總長度C 每相導(dǎo)線的對地電容 單位長度的對地電容 由此可知 1 流過故障點的電流是線路對地電容所引起的電容電流2 故障電流的大小與電網(wǎng)額定電壓和線路總長度成正比 如以uA uB uC代表三相電源電壓 以u1 u2 u3代表三相導(dǎo)線的對地電壓 即C1 C2 C3上的電壓 則通過分析可得如下圖所示的過電壓發(fā)展過程 按工頻電流過零時熄弧的理論所作的分析結(jié)論是 1 兩健全相的最大過電壓倍數(shù)為3 5 2 故障相上不存在振蕩過程 最大過電壓倍數(shù)等于2 0 長期以來大量試驗研究表明 故障點電弧在工頻電流過零時和高頻電流過零時熄滅都是可能的 一般來說 發(fā)生在大氣中的開放性電弧往往要到工頻電流過零時才能熄滅 而在強烈去電離的條件下 電弧往往在高頻電流過零時就能熄滅 電弧的燃燒和熄滅會受到發(fā)弧部位的周圍媒質(zhì)和大氣條件等的影響 具有很強的隨機性質(zhì) 因而它所引起的過電壓值具有統(tǒng)計性質(zhì) 二 防護措施 對付這種過電壓 最根本的防護辦法就是不讓斷續(xù)電弧出現(xiàn) 可以通過改變中性點接地方式來實現(xiàn) 一 采用中性點有效接地方式 這時單相接地將造成很大的單相短路電流 斷路器將立即跳閘 切斷故障 經(jīng)過一段短時間歇讓故障點電弧熄滅后再自動重合 如能成功 可立即恢復(fù)送電 如不能成功 斷路器將再次跳閘 不會出現(xiàn)斷續(xù)電弧現(xiàn)象 二 采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式 采用中性點有效接地方式雖然能解決斷續(xù)電弧問題 但每次發(fā)生單相接地故障都會引起斷路器跳閘 大大降低了供電可靠性 當單相接地流過故障點的電容電流不大時 不能維持斷續(xù)電弧長期存在 因而可采用中性點不接地的方式 當電網(wǎng)的電容電流達到一定數(shù)值時 單相接地點的電弧將難以自熄 需要裝設(shè)消弧線圈來加以補償 方能避免斷續(xù)電弧的出現(xiàn) 關(guān)于消弧線圈的應(yīng)用場合 我國標準有如下規(guī)定 1 對于35kV和66kV系統(tǒng) 如單相接地電容電流不超過10A時 中性點可采用不接地方式 如超過上述容許值時 10A 應(yīng)采用經(jīng)消弧線圈接地方式 2 對于不直接與發(fā)電機連接的3 10kV系統(tǒng) 的容許值如下 由鋼筋混凝土或金屬桿塔的架空線路構(gòu)成者 10A由非鋼筋混凝土或非金屬桿塔的架空線路構(gòu)成者 3kV 6kV 30A 10kV 20A由電纜線路構(gòu)成者 30A 3 對于與發(fā)電機直接連接的3 20kV系統(tǒng) 如不超過表9 2所示容許值 其中性點可采用不接地方式 如超過容許值 應(yīng)采用經(jīng)消弧線圈接地方式 消弧線圈是一只具有分段鐵心 電感可調(diào)的電抗器 接在電網(wǎng)中性點與大地之間 全補償時的電感值為 消弧線圈的運行主要就是調(diào)諧值的整定 在選擇消弧線圈的調(diào)諧值 即L值 時 應(yīng)滿足下述兩方面的基本要求 1 單相接地時流過故障點的殘流應(yīng)符合能可靠地自動消弧的要求 2 在電網(wǎng)正常運行和發(fā)生故障時 中性點位移電壓都不可升高到危及絕緣的程度 實際上 這兩個要求是互相矛盾的 因而我們只能采取折衷的方案來同時滿足兩方面要求 小結(jié) 一般來說 發(fā)生在大氣中的開放性電弧往往要到工頻電流過零時才能熄滅 而在強烈去電離的條件下 電弧往往在高頻電流過零時就能熄滅 電弧的燃燒和熄滅會受到發(fā)弧部位的周圍媒質(zhì)