第四节 断续电弧接地过电压.ppt

第四节断续电弧接地过电压 发展过程防护措施 中性点不接地电网中的单相接地电流 电容电流 较大 接地点电弧将不能自熄 而以断续电弧的形式存在 就会产生另一种严重的操作过电压 断续电弧接地过电压 一 发展过程 这种过电压的发展过程和幅值大小都与熄弧的时间有关 存在两种熄弧时间 下面以工频电流过零时熄弧的情况来说明这种过电压的发展机理 作如下简化 1 略去线间电容的影响 2 设各相导线的对地电容均相等 即C1 C2 C3 C 就可得如图9 12 a 所示的等值电路 设接地故障发生于A相 而且是正当经过正幅值时发生 这样A相导线的电位立即变为零 中性点电位由零升至相电压 即 B C两相的对地电压都升高到线电压 流过C2和C3的电流和分别较和超前90 其幅值为 因为与在相位上相差60 所以故障点的电流幅值为 电网的额定电压 线路总长度C 每相导线的对地电容 单位长度的对地电容 由此可知 1 流过故障点的电流是线路对地电容所引起的电容电流2 故障电流的大小与电网额定电压和线路总长度成正比 如以uA uB uC代表三相电源电压 以u1 u2 u3代表三相导线的对地电压 即C1 C2 C3上的电压 则通过分析可得如下图所示的过电压发展过程 按工频电流过零时熄弧的理论所作的分析结论是 1 两健全相的最大过电压倍数为3 5 2 故障相上不存在振荡过程 最大过电压倍数等于2 0 长期以来大量试验研究表明 故障点电弧在工频电流过零时和高频电流过零时熄灭都是可能的 一般来说 发生在大气中的开放性电弧往往要到工频电流过零时才能熄灭 而在强烈去电离的条件下 电弧往往在高频电流过零时就能熄灭 电弧的燃烧和熄灭会受到发弧部位的周围媒质和大气条件等的影响 具有很强的随机性质 因而它所引起的过电压值具有统计性质 二 防护措施 对付这种过电压 最根本的防护办法就是不让断续电弧出现 可以通过改变中性点接地方式来实现 一 采用中性点有效接地方式 这时单相接地将造成很大的单相短路电流 断路器将立即跳闸 切断故障 经过一段短时间歇让故障点电弧熄灭后再自动重合 如能成功 可立即恢复送电 如不能成功 断路器将再次跳闸 不会出现断续电弧现象 二 采用中性点经消弧线圈接地方式 采用中性点有效接地方式虽然能解决断续电弧问题 但每次发生单相接地故障都会引起断路器跳闸 大大降低了供电可靠性 当单相接地流过故障点的电容电流不大时 不能维持断续电弧长期存在 因而可采用中性点不接地的方式 当电网的电容电流达到一定数值时 单相接地点的电弧将难以自熄 需要装设消弧线圈来加以补偿 方能避免断续电弧的出现 关于消弧线圈的应用场合 我国标准有如下规定 1 对于35kV和66kV系统 如单相接地电容电流不超过10A时 中性点可采用不接地方式 如超过上述容许值时 10A 应采用经消弧线圈接地方式 2 对于不直接与发电机连接的3 10kV系统 的容许值如下 由钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成者 10A由非钢筋混凝土或非金属杆塔的架空线路构成者 3kV 6kV 30A 10kV 20A由电缆线路构成者 30A 3 对于与发电机直接连接的3 20kV系统 如不超过表9 2所示容许值 其中性点可采用不接地方式 如超过容许值 应采用经消弧线圈接地方式 消弧线圈是一只具有分段铁心 电感可调的电抗器 接在电网中性点与大地之间 全补偿时的电感值为 消弧线圈的运行主要就是调谐值的整定 在选择消弧线圈的调谐值 即L值 时 应满足下述两方面的基本要求 1 单相接地时流过故障点的残流应符合能可靠地自动消弧的要求 2 在电网正常运行和发生故障时 中性点位移电压都不可升高到危及绝缘的程度 实际上 这两个要求是互相矛盾的 因而我们只能采取折衷的方案来同时满足两方面要求 小结 一般来说 发生在大气中的开放性电弧往往要到工频电流过零时才能熄灭 而在强烈去电离的条件下 电弧往往在高频电流过零时就能熄灭 电弧的燃烧和熄灭会受到发弧部位的周围媒质