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    智能消弧消谐柜原理
    发布时间 : 2013-12-18

    1系统分析

    通过作者在和一些工矿企业用户的接触中,发现大多数用户高、低压配电室及户外现场出线基本为电缆出线,高、低压线路混杂,并且比较密集,运行环境比较恶劣。

    随着现在电网的发展,架空线路逐步被固体绝缘的电缆线路所取代是一种必然趋势。由于固体绝缘击穿的积累效应,其内部过电压,特别是电网发生单相间歇性弧光接地时产生的弧光接地过电压及由此激发的铁磁谐振过电压,己成为这类电网安全运行的一大威胁,其中以单相弧光接地过电压最为严重。弧光接地过电压会使电压互感器发生饱和,激发铁磁谐振,导致电压互感器严重过载,造成熔断器熔断或互感器烧毁。同时由于弧光接地过电压持续时间长,能量极易超过避雷器的承受能力,导致避雷器爆炸。再就是弧光接地产生的高幅值的过电压加剧了电缆等固体绝缘的积累性破坏甚至击穿放炮。

    2弧光接地过电压的产生及危害

    弧光接地过电压又称间歇性弧光接地过电压,形成弧光接地过电压的基础是间歇性电弧。当中性点非直接接地系统发生单相间歇性弧光接地(以下简称“弧光接地”)故障时,由于电弧多次不断的熄灭和重燃,导致系统对地电容上的电荷多次不断的积累和重新再分配,在非故障相的电感—电容回路上引起高频振荡过电压。对于电缆线路弧光接地时,非故障相的过电压可达47倍。如此高的过电压对供电设备造成了极大的危害,主要表现以下几方面:

    一 弧光接地过电压的危害

    ⒈弧光接地产生的高幅值的过电压加剧了电缆等固体绝缘的积累性破坏。对于中性点非直接接地系统,我国现行规程笼统地规定允许带单相接地故障运行2小时,并未区分是架空线路还是电缆线路,也没有明确是弧光接地还是金属接地。在高幅值的弧光接地过电压的持续作用下,加剧了电缆等固体绝缘的积累性破坏。最终在非故障相的绝缘薄弱环节造成对地击穿,进而发展成为相间短路事故。

    ⒉弧光接地过电压导致烧PT或保险熔断,普通的电压互感器饱和点一般为1.61.8倍,在弧光接地过电压作用下,使电压互感器严重饱和,激磁电流剧烈增加。另一方面,电压互感器饱和,也很容易激发铁磁谐振,导致电压互感器过载。上述两种情况,都将造成电压互感器烧毁或高压保险熔断。

    ⒊弧光接地过电压导致避雷器爆炸

    弧光接地时,过电压的能量由电源提供,持续时间较长,能量很大。当过电压的能量超过避雷器所能承受的400A/2ms的能量指标时,就会造成避雷器的爆炸事故。

    二 单相弧光接地时的电弧电流的危害

    由于高频电流较小,且衰减较快,发生单相接地时,电弧电流对故障点的破坏程度,主要取决于稳态的工频电容电流。正因为这样,几十年来,人们一直把工频电容电流当作单相接地时的电弧电流。

    单相接地电弧电流对电缆线路的破坏:

    ①由于电缆线路的稳态工频电容电流比架空线路大很多,而过渡过程中的高频电流更大,电弧电流对故障点的破坏程度远比架空线路更加严重。

    ②电缆线路的相间距离很小,电弧燃烧时将直接破坏相间绝缘,以至于在很短的时间之内就会造成电缆击穿,形成相间短路事故。

    三、高压电缆线路中加装微机消弧消谐柜应用原理及功能说明

    综上所述,在本系统610KV线路中一旦发生弧光接地过电压,微机消弧控制器向故障相真空接触器发出合闸命令,故障相真空接触器快速动作,在2个周波内将弧光接地转化为金属性接地。故障点因弧光过电压为零而立即熄弧,非故障相过电压稳定在倍的额定相电压,可以长时间安全运行(国家规程要求2小时)。此时由值班人员对故障线路进行处理,或由微机选线装置自动处理。目前普通小电流接地选线装置在发生弧光接地故障时,选线准确率比较低,我们推荐采用我立恩公司研制的暂态和稳态选线原理相结合的综合选线装置,它与微机消弧消谐控制器集成安装,组合使用可达到极高的选线准确率。本装置中的微机消弧消谐控制器还设置了PT断线、装置故障报警等功能;当系统发生接地故障时可发出动作信号,显示故障性质(弧光接地或金属接地或谐振)并显示故障相别;本装置设有RS485微机通讯接口,可实现与计算机联网,与综保厂家后台实现通讯。

    总之,在中性点不接地610KV系统电网中加装微机消弧消谐柜后可起到如下作用:

    1.可在2个周波内熄灭弧光,有效地消除弧光接地过电压,从而可避免弧光接地引起的各种绝缘事故。

    2. 由于各类相对地及相对相之间的操作过电压均被限制到较低的水平,这就大大降低了激发铁磁谐振的可能性。

    3. 我公司生产的微机消弧消谐装置与选线装置配合,选线效果理想。

    4.由微机消弧消谐装置的工作原理可知,其限制过电压的机理与电网对地电容电流大小无关,因而其保护性能不随电网运行方式的变化而改。

    5.微机消弧消谐装置可取代单独的PT柜。

    6.微机消弧消谐装置单独装柜,结构简单,安装方便,占地面积小,既适用于新建变电站,也适用于老站的改造。

     综合以上分析,在工矿企业电网系统的电缆线路中装设微机消弧消谐柜是非常必要的。

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