系統(tǒng)諧振及過電壓

系統(tǒng)諧振電力系統(tǒng)中一些電感、電容元件在系統(tǒng)進(jìn)行操作或發(fā)生故障時可形成各種振蕩回路,在一定的能源作用下,會產(chǎn)生串聯(lián)諧振現(xiàn)象,導(dǎo)致系統(tǒng)某些元件出現(xiàn)嚴(yán)重的過電壓,這一現(xiàn)象叫電力系統(tǒng)諧振過電壓。諧振過電壓分為以下幾種:（1） 線性諧振過電壓諧振回路由不帶鐵芯的電感元件（如輸電線路的電感,變壓器的漏感）或勵磁特性接近線性的帶鐵芯的電感元件（如消弧線圈）和系統(tǒng)中的電容元件所組成。（2） 鐵磁諧振過電壓諧振回路由帶鐵芯的電感元件（如空載變壓器、電壓互感器）和系統(tǒng)的電容元件組成。因鐵芯電感元件的飽和現(xiàn)象,使回路的電感參數(shù)是非線性的,這種含有非線性電感元件的回路在滿足一定的諧振條件時,會產(chǎn)生鐵磁諧振。（3） 參數(shù)諧振過電壓由電感參數(shù)作周期性變化的電感元件（如凸極發(fā)電機(jī)的同步電抗在Kd?Kq間周期變化）和系統(tǒng)電容元件（如空載線路）組成回路,當(dāng)參數(shù)配合時,通過電感的周期性變化,不斷向諧振系統(tǒng)輸送能量,造成參數(shù)諧振過電壓。變壓器空載運(yùn)行1、 變壓器空載運(yùn)行，二次電流為零；2、 一次僅是是變壓器的空載勵磁電流；3、 這時候，變壓器的輸入功率只是鐵心損耗，即鐵損，沒有銅損；4、 這時候，是變壓器損耗最小的時候，由于沒有輸出功率，所以效率為零，功率因數(shù)為零；5、 一般情況下，不允許變壓器空載運(yùn)行，應(yīng)該停止運(yùn)行；PT問題原因分析1．電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部由于非線性負(fù)載造成較大的電流諧波分量（3、5次諧波分量較大），而原設(shè)計(jì)采用的PT0.5級100VA（不排除PT勵磁特性差）在電流諧波的作用下很容易使鐵芯進(jìn)入鐵磁深飽和區(qū)，勵磁電流增大，感抗下降，引發(fā)鐵磁諧振，會在PT一次繞組出現(xiàn)數(shù)安培到十幾安培幅值的瞬間涌流，從而燒斷PT0.5A高壓熔絲。電站10KV系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地方式，其母線系統(tǒng)上的Y0接線的PT是中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)對地的唯一金屬通道，因此電網(wǎng)相對地電容的充、放電途徑必然通過PT一次繞組，PT的勵磁電感和系統(tǒng)對地電容形成L-C回路，從而引發(fā)鐵磁諧振而出現(xiàn)飽和過電壓，并將由通常的工頻位移過電壓轉(zhuǎn)化為諧波振蕩過電壓，使PT的勵磁電流可達(dá)額定勵磁電流的幾倍到十幾倍，造成PT的高壓熔絲一相或兩相或三相熔斷，甚至使PT因嚴(yán)重過熱而燒毀。電網(wǎng)系統(tǒng)相對地電壓不平衡、不穩(wěn)定、三次諧波電流的出現(xiàn)，或所用三相PT伏安特性相差過大，造成PT剩余繞組開口電壓升高。PT問題預(yù)防措施1.建議使用二次輸出容量較大的PT，如計(jì)量級0?2~0?5時選用150-200VA以上容量的產(chǎn)品，或帶有防鐵磁諧振裝置的PT。2?建議用戶的PT柜配置過電壓吸收裝置或避雷器加一次消諧器。3.釆購PT時，應(yīng)對互感器廠家提出：如果是單獨(dú)的PT,三只伏安特性基本一致的PT應(yīng)編成一組，并做好相應(yīng)的標(biāo)識，（成套裝配時應(yīng)裝于同一臺PT柜內(nèi)，質(zhì)量部門監(jiān)督）；如果是三相組合式的且鐵芯是分立的PT,應(yīng)保證三相伏安特性一致，出廠試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)有剩余繞組開口電壓測量值，此值不大于5V。采購要求：單獨(dú)的PT,要求互感器廠家把三只勵磁特性基本一致的PT編成一組（不超過15%），并做好相應(yīng)的標(biāo)識（可以是三個相同標(biāo)識或編號的編成一組，如三個1#、三個2#…），且試驗(yàn)報(bào)告提供勵磁特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)。三相組合式的PT,要求互感器廠家制造時保證以下幾點(diǎn)：1）、相之間伏安特性應(yīng)基本一致。2） 、三相電壓對稱空載運(yùn)行時、三相電壓不平衡在±5%時，繼保電壓Uj2n<10Vo3） 、缺一相空載時，繼保電壓Uj2n<50Vo4） 、單相接地空載時，繼保電壓Uj2n=100V±5V。5） 、試驗(yàn)報(bào)告提供以上測試數(shù)據(jù)。10kV電壓互感器單相接地與諧振在電力系統(tǒng)中，電壓互感器（PT）是一、二次系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)元件，它能正確地反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況。PT的一次線圈并聯(lián)在高壓電路中，其作用是將一次高壓變換成額定100V低電壓，用作測量和保護(hù)等的二次回路電源，在正常工作時二次繞組近似于開路狀態(tài)，所以，正常運(yùn)行中的PT二次側(cè)不允許短路。一、PT單相接地及處理在10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，為了監(jiān)視系統(tǒng)中各相對地的絕緣狀況以及計(jì)量和保護(hù)的需要，在每個變電站的母線上均裝有電磁式PT。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，將產(chǎn)生較高的諧振過電壓，影響系統(tǒng)設(shè)備的絕緣性能和使用壽命，進(jìn)而出現(xiàn)更頻繁的故障。1.1在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，當(dāng)其中一相出現(xiàn)金屬性接地時，就會產(chǎn)生激磁涌流，導(dǎo)致PT鐵芯飽和。如A相接地，則Uan的電壓為零，非接地相Ubn、Ucn的電壓表指示為100V線電壓。PT開口三角兩端出現(xiàn)約100V電壓（正常時只有約3V）,這個電壓將起動絕緣檢査繼電器發(fā)出接地信號并報(bào)警。1?2當(dāng)發(fā)生非金屬性短路接地時，即高電阻、電弧、樹竹等單相接地。如A相發(fā)生接地，則Uan的電壓低于正常相電壓，Ubn、Ucn電壓則大于58V,且小于100V，PT開口三角處兩端有約70V電壓，達(dá)到絕緣檢査繼電器起動值，發(fā)出接地信號并報(bào)警。1.3PT二次側(cè)熔斷器熔斷或接觸不良時，中央信號屏發(fā)出“電壓回路斷線”的預(yù)告信號，同時光字牌亮，警鈴響。査電壓表可發(fā)現(xiàn)：未熔斷相電壓表指示不變，熔斷相的電壓表指示降低或?yàn)榱?。遇到這種情況，可檢査PT二次回路接頭（端子排）處有無松動、斷頭、電壓切換回路有無接觸不良等現(xiàn)象和PT二次熔斷器是否完好，找到松動、斷線處應(yīng)立即處理；若更換熔斷器后再次熔斷，應(yīng)査明原因，不可隨意將其熔絲增大。1.4PT高壓側(cè)熔斷器熔斷。其原因有：①電力系統(tǒng)發(fā)生單相間歇性電弧放電、樹竹接地等使系統(tǒng)產(chǎn)生鐵磁諧振過電壓。②PT本身內(nèi)部出現(xiàn)單相接地或匝間、層間、相間短路故障。③PT二次側(cè)發(fā)生短路，而二次側(cè)熔斷器未熔斷，造成高壓熔斷器熔斷。因此，在更換PT一、 二次熔斷器時一定要選用符合規(guī)格的熔斷器。需要指出的是當(dāng)高壓某相熔斷器熔斷時，如C相熔斷，則Ucn的電壓表指示本應(yīng)為零，其余兩相Uan、Ubn的電壓表指示仍為100V電壓。但在實(shí)際檢修工作中，因?yàn)镻T的二次回路通過計(jì)量用的有功、無功電能表電壓線圈與保護(hù)回路中的電壓繼電器線圈串聯(lián)構(gòu)成回路，故使Ucn有一定電壓指示，但其數(shù)值很小。此外，當(dāng)PT熔斷器熔斷時，應(yīng)首先用萬用表檢査二次側(cè)各相熔斷器的進(jìn)、出線端相電壓是否有58V(線電壓100V)，或?qū)⑷蹟嗥魅∠掠萌f用表電阻檔測量通斷，判斷出熔絲是否熔斷。如果熔絲完好，則故障發(fā)生在一次高壓側(cè)。處理的方法是：先拉開PT高壓側(cè)隔離刀閘，取下低壓二次熔斷器，經(jīng)確證無電后，做好現(xiàn)場安全措施，再仔細(xì)檢査PT一次套管、端蓋處有無破裂、滲油、異物和絕緣油的異常氣味等。當(dāng)檢査到有異常時，應(yīng)用兆歐表測量絕緣電阻。在確認(rèn)PT正常后，戴上絕緣手套更換符合標(biāo)準(zhǔn)的高壓熔斷器，進(jìn)行試送電。如再次熔斷，則應(yīng)考慮PT的內(nèi)部故障，并進(jìn)一步作直流電阻、變比等試驗(yàn)來決定PT好壞。而在停用PT前，應(yīng)考慮到對繼電保護(hù)、自動裝置和計(jì)量的影響，在取得調(diào)度和有關(guān)負(fù)責(zé)人的許可后將保護(hù)裝置、自動裝置暫時停用，以防其它設(shè)備誤動作。二、 PT諧振及處理1、PT諧振PT諧振對于yo/yo電磁式PT，在正常情況下線路發(fā)生單相接地不會出現(xiàn)鐵磁諧振過電壓，但在下列條件下，就可能引發(fā)鐵磁諧振。對于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，故障點(diǎn)流過電容電流，未接地的兩相相電壓升高3倍。但是，一旦接地故障點(diǎn)消除，非接地相在接地故障期間已充的線電壓電荷只能通過PT高壓線圈經(jīng)其自身的接地點(diǎn)流入大地，在這一瞬間電壓突變過程中，PT高壓線圈的非接地兩相的勵磁電流就要突然增大，甚至飽和，由此構(gòu)成相間串聯(lián)諧振。系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振。近年來，由于配電線路用戶PT、電子控制電焊機(jī)、調(diào)速電機(jī)等數(shù)量的增加，使得10kV配電系統(tǒng)的電氣參數(shù)發(fā)生了很大的變化，導(dǎo)致諧振的頻繁出現(xiàn)。在系統(tǒng)諧振時，PT將產(chǎn)生過電壓使電流激增，此時除了造成一次側(cè)熔斷器熔斷外，還將導(dǎo)致PT燒毀。個別情況下，還會引起避雷器、變壓器、斷路器的套管發(fā)生閃絡(luò)或爆炸。線路檢修，事先不向調(diào)度部門申請辦理停電手續(xù)，隨意帶負(fù)荷拉開分支線路隔離刀閘或帶負(fù)荷拉開配電變壓器的高壓跌落開關(guān)，造成刀閘間弧光短路而引發(fā)諧振。當(dāng)配電變壓器內(nèi)部發(fā)生單相接地故障時，故障電流將通過抗電能力強(qiáng)的絕緣油對地放電，也會產(chǎn)生不穩(wěn)定的電弧激發(fā)電網(wǎng)諧振。運(yùn)行人員送電操作程序不對，未拉開PT高壓側(cè)刀閘就直接帶PT向空母線送電，引起PT鐵磁諧振。2.諧振的處理(1)當(dāng)出現(xiàn)空母線諧振時，不宜拉開PT的隔離刀閘，應(yīng)考慮增大母線電容和并聯(lián)電感，即合上一條空載線路或者空載的變壓器來破壞諧振條件，可使三相電壓恢復(fù)平衡。⑵在PT高壓線圈中性點(diǎn)的接地線中串接一只約5kQ阻尼電阻(在一次側(cè)中性點(diǎn)串接阻尼電阻會影響二次側(cè)反映單相接地故障的靈敏度，且在相電壓有同期裝置的回路中一般不宜采用)。相當(dāng)于在零序阻抗上并聯(lián)一個電阻，可以有效地抑制單相接地故障引起的諧振。PT發(fā)生諧振時的電壓是相電壓的3倍，則在開口三角處將會產(chǎn)生10A2O0V電壓，因此在PT開口三角處可并聯(lián)一只220V/200W消諧燈泡(或選用220V/80OW/6OQ標(biāo)準(zhǔn)電阻。消諧電阻功率不得大于PT極限容量的2.4倍，并做好消諧電阻的安裝絕緣措施，防止PT二次側(cè)多點(diǎn)接地)，也可在PT零序回路中裝設(shè)專用KFX-10消諧器。變電站值班人員在恢復(fù)送電時，應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行操作，確認(rèn)PT的隔離刀閘在拉開位置后，才對空母線送電，再合上PT的隔離刀閘。檢修人員應(yīng)盡量將其刀閘三相同期性調(diào)整好。技術(shù)部門應(yīng)采用鎧裝電纜線路和伏安特性較高、飽和遲鈍的PT及電容式PT,以改善技術(shù)性能，減少激發(fā)諧振過電壓的幾率。綜上所述,單相接地與諧振過電壓故障現(xiàn)象有著根本的不同。正常情況下,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,仍可在故障狀態(tài)下繼續(xù)運(yùn)行一段時間,值班人員可以在這段時間內(nèi)通知處理故障。而鐵磁諧振過電壓對設(shè)備的威脅最大，切不可將PT諧振誤判為單相接地而耽誤了及時、準(zhǔn)確處理的時間。單相弧光接地過電壓的分析和防范隨著電力系統(tǒng)的逐漸增容和發(fā)展，電網(wǎng)中的各種過電壓發(fā)生機(jī)率越來越高，每一次的過電壓都對電氣設(shè)備的安全運(yùn)行造成直接的、嚴(yán)重的威脅，而且每發(fā)生一次過電壓就會對電氣設(shè)備的絕緣造成一次破壞，并且這種過電壓破壞具有明顯的累積效應(yīng)，當(dāng)達(dá)到一定程度時，會造成電氣設(shè)備損壞，甚至是造成局域電力網(wǎng)絡(luò)發(fā)供電中斷或是受損。單相弧光接地過電壓的形成機(jī)理對于單相弧光接地過電壓形成機(jī)理的理論分析方法很多，對于電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，電力電纜在其相間和相地間都有等效電容。經(jīng)計(jì)算表明,發(fā)生單相弧光接地時過電壓的最大值將達(dá)到：Umax"5Um+（1'5Um0.7Um）=2'3Um單相弧光接地的過電壓瞬時幅值最大可以達(dá)到20.4KV。如果弧光接地在接地點(diǎn)造成弧光間隙性反復(fù)燃燒，那么產(chǎn)生的過電壓倍數(shù)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2.3倍。根據(jù)有關(guān)資料介紹，在國外有些專家對單相弧光接地進(jìn)行了實(shí)測，其結(jié)果顯示，過電壓幅值高達(dá)正常相電壓幅值的3?3?5倍。在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，都產(chǎn)生了較高的過電壓，才會引起避雷器放電。強(qiáng)烈的過電壓使相間空氣絕緣被擊穿，形成相間弧光短路，至于避雷器的爆炸，主要是由于避雷器的選型錯誤（原設(shè)計(jì)型號為Y3W-10/31.5）和產(chǎn)品質(zhì)量欠佳（受潮），再加上弧光短路產(chǎn)生的高能熱量加劇了避雷器的爆炸。由此可見如此高的過電壓一旦產(chǎn)生就將會在電力網(wǎng)絡(luò)絕緣薄弱環(huán)節(jié)形成閃絡(luò)放電，嚴(yán)重時將破壞絕緣，造成相間短路或者損害電氣設(shè)備。發(fā)電機(jī)接地電流已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于5A,才會造成發(fā)電機(jī)定子鐵芯熔化，即與發(fā)電機(jī)有電氣連接的電力網(wǎng)絡(luò)的單相接地電流已大大超過了5A。3單相弧光接地產(chǎn)生的原因從上述分析可見，單相弧光接地是威脅電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和可靠運(yùn)行的最主要和最直接因素。而中性點(diǎn)的接地方式，直接影響到單相弧光接地的產(chǎn)生和限制力度。根據(jù)我國的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在6KV-35KV電力系統(tǒng)普遍采用中性點(diǎn)不接地方式，這是因?yàn)樵谠缙诘碾娏W(wǎng)中，電力電纜采用量不大，系統(tǒng)的單相接地電容電流并不大。而隨著各電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展和增容，原電力系統(tǒng)主接線發(fā)生了很大的變化，電力電纜的采用量急劇增加。從諸多系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀和經(jīng)驗(yàn)來看，其過電壓發(fā)生的機(jī)率越來越高，由于過電壓造成的事故在整個電氣事故中所占的比例也越來越大。供電系統(tǒng)亦屬于這種情況。該系統(tǒng)從最初的以架空線為主的配電系統(tǒng)發(fā)展成為了擁有發(fā)電、供配電以及以電力電纜連接為主的電力系統(tǒng)，再加上即將上馬的更高變配電網(wǎng)絡(luò)，將形成以發(fā)、變和配電綜合一體化電力系統(tǒng)。因此最初采用的中性點(diǎn)不接地方式將受到嚴(yán)峻的考驗(yàn)！根據(jù)《電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》和電力部、國家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，對于3?35KV電力系統(tǒng)，當(dāng)單相接地電流小于30A時,如要求發(fā)電機(jī)能帶單相接地故障運(yùn)行，則當(dāng)與發(fā)電機(jī)有電氣連接的3?35KV電網(wǎng)的接地電流小于5A時，其中性點(diǎn)可采用不接地運(yùn)行方式。4.單相接地電流的估算在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，單相接地電流IC等于正常時相對地電容電流ICi的3倍，即lc=3》lCi。而正常時的相對地電容電流主要由架空線、電力電纜和主要電氣設(shè)備(如發(fā)電機(jī))組成。為說明問題，本文在此僅采用估算法對現(xiàn)階段電力網(wǎng)絡(luò)單相接地時的電容電流進(jìn)行簡要計(jì)算。4.1.1單相接地時架空線的電容電流IC1：IC1=(2?7-3?3)AUnLx10-3(A)式中UN—系統(tǒng)額定電壓(KV)L—線路長度(Km)入一設(shè)備影響修正系數(shù)。根據(jù)架空線均是無避雷線的架空線的情況，取Un=10KV、L=20Km、系數(shù)K=3?0、入=1.16,因此：Ic1=3.0AUnLx10-3=1?16x3?0x10x20x10-3=0?70(A)4.1.2單相接地時電力電纜電容電流IC2：采用的電力電纜形式多樣，截面面積從50?120mm2均有不同程度的采用。在此按平均截面積為70mm2估算。C2A）式中S—電纜截面（mm2）L—電纜長度（Km）UN—系統(tǒng)額定電壓（KV）根據(jù)電力電纜使用情況取L=20Km、S=70mm2、UN=10KV，因此：NIC2== =17.7（A）4.1.3單相接地時發(fā)電機(jī)電容電流IC3：熱電廠兩臺發(fā)電機(jī)的電容電流按下式進(jìn)行估算：IC3=2.5KSwUnx10-3/式中K—絕緣材料系數(shù)S—發(fā)電機(jī)視在功率（MVA）3—角頻率（rad/s）UN—發(fā)電機(jī)額定電壓（KV）對于熱電廠B級絕緣的兩臺QF-6-2型汽輪發(fā)電機(jī)，取K=0?O187、S=7?5MVA、Un=10?5KV,N因此：IC3=2x2.5KSwUnx10-3/=2x2?5x0?0187x7?5x2x3?14x50x10?5x10-3/=0?3（A）為此在發(fā)生單相接地時，在接地點(diǎn)極其容易形成不穩(wěn)定的間隙性弧光接地，從而產(chǎn)生過電壓，危及供電安全。同時強(qiáng)烈的電弧將引起兩相或三相短路，造成電氣設(shè)備嚴(yán)重破壞，危及安全生產(chǎn)。為此如何采取防范措施就顯得尤為重要。5?防范措施針對電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地后的現(xiàn)狀，要解決過電壓以及發(fā)電機(jī)的單相接地電流的問題，應(yīng)從以下幾方面著手，以提電力系統(tǒng)在出現(xiàn)單相接地時的穩(wěn)定性和安全性。5?1改變系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式電力系統(tǒng)中性點(diǎn)目前采用的是不接地運(yùn)行方式，這種方式對其本身來說雖然有它的諸多優(yōu)越性，根據(jù)《電氣事故處理規(guī)程》的規(guī)定，在出現(xiàn)單相金屬性接地時，可以運(yùn)行1?2h,在出現(xiàn)單相弧光接地時可以運(yùn)行15min，這對于電力用戶來說其可靠性相對較好。但是實(shí)際上一旦產(chǎn)生弧光接地，過電壓以及大的接地電流對電氣設(shè)備的損壞是迅速的，根本就沒有15min的時間留給值班人員進(jìn)行分析、判斷和處理。實(shí)踐證明電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地的優(yōu)越性與其由此造成的損失和它帶來的不利因素的影響相比，這種優(yōu)越性已經(jīng)很難體現(xiàn)。結(jié)合上述的分析，中性點(diǎn)是否繼續(xù)維持不接地方式，值得探討。要從根本上這類問題，中性點(diǎn)采用消弧線圈接地，應(yīng)該不失為行之有效的措施之一。消弧線圈防治措施消弧線圈是一個鐵芯可調(diào)節(jié)的電感線圈，將它裝設(shè)于熱電廠發(fā)電機(jī)或即將新建的變電站變壓器的中性點(diǎn)，這樣系統(tǒng)一旦發(fā)生單相接地（不針對弧光接地高頻分量）時，可形成一個與接地電流大小近似相等、方向相反的電感電流與容性接地電流相補(bǔ)償，從而達(dá)到限制接地電流，避免在接地點(diǎn)形成弧光。同時即使是運(yùn)行方式發(fā)生變化，使消弧線圈的補(bǔ)償度或脫諧度發(fā)生變化（無論如何變化，只要在設(shè)計(jì)上考慮充分，均不可能由過補(bǔ)償轉(zhuǎn)變?yōu)槿a(bǔ)或欠補(bǔ)），而產(chǎn)生弧光接地，燃弧后電容的充放電電流要經(jīng)過消弧線圈流回，而不會在故障點(diǎn)形成多次弧光重燃，這樣就有效地避免了接地點(diǎn)的間歇性燃弧，達(dá)到揚(yáng)制弧光過電壓的目的。同時在經(jīng)過精確測試現(xiàn)有系統(tǒng)的單相接地電流的基礎(chǔ)上，合理地設(shè)計(jì)和選擇好消弧線圈，可以將接地電流限制在5A以下，以確保電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全。對于系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式有諸多方式，如高阻或低阻接地等。但采用消弧線圈接地仍是最行之有效的方式。因?yàn)椴捎孟【€圈接地系統(tǒng)仍屬于小電流接地系統(tǒng)，改造后不會對現(xiàn)有電氣運(yùn)行方式造成影響，不會涉及到繼電保護(hù)方式的調(diào)整。要采用消弧線圈接地，必須對現(xiàn)有系統(tǒng)的單相接地電流進(jìn)行實(shí)測，以準(zhǔn)確地選擇消弧線圈，因?yàn)槔碚撚?jì)算出來的單相接地電流與實(shí)際接地電流會有很大偏差。在我國諸多電網(wǎng)，特別是一些大型工礦企業(yè)的系統(tǒng)都進(jìn)行了中性點(diǎn)接地方式的改造，技術(shù)可行，經(jīng)驗(yàn)成熟，運(yùn)行可靠。消弧線圈的技術(shù)分析但是長期以來，我國3?35kV（含66kV）的電網(wǎng)大多采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。此類電網(wǎng)在發(fā)生單相接地時，非故障相的對地電壓將升高到線電壓UL,但系統(tǒng)的線電壓保持不變,所以我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,3?35kV（66kV）的電網(wǎng)在發(fā)生單相接地故障后允許短時間帶故障運(yùn)行，因而這類電網(wǎng)的各類電氣設(shè)備，都應(yīng)滿足長期承受線電壓而不損壞的要求。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，3?35kV（含66kV）電網(wǎng)屬于中低壓配電網(wǎng)，此類電網(wǎng)中的內(nèi)部過電壓的絕對值不高，所以危及電網(wǎng)絕緣安全水平的主要因素不是內(nèi)部過電壓，而是大氣過電壓（即雷電過電壓），因而長期以來采取的過電壓保護(hù)措施僅是以防止大氣過電壓對設(shè)備的侵害。主要技術(shù)措施僅限于裝設(shè)各類避雷器，避雷器的放電電壓為相電壓的4倍以上，按躲過內(nèi)部過電壓設(shè)計(jì)，因而僅對保護(hù)雷電侵害有效，對于內(nèi)部過電壓不起任何保護(hù)作用。然而，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)這類電網(wǎng)發(fā)展到一定規(guī)模時，內(nèi)部過電壓，特別是電網(wǎng)發(fā)生單相間歇性弧光接地時產(chǎn)生的弧光接地過電壓及特殊條件下產(chǎn)生的鐵磁諧振過電壓已成為這類電網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行的一大威脅，其中以單相弧光接地過電壓最為嚴(yán)重。隨著我國對城市及農(nóng)村電網(wǎng)的大規(guī)模技術(shù)改造，城市、農(nóng)村的配電網(wǎng)必定向電纜化發(fā)展，系統(tǒng)對地電容電流在逐漸增大，弧光接地過電壓問題也日益嚴(yán)重起來。為了解決上述問題，不少電網(wǎng)采用了諧振接地方式，即在電網(wǎng)中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線圈，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相弧光接地時，利用消弧線圈產(chǎn)生的感性電流對故障點(diǎn)電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，使流經(jīng)故障點(diǎn)殘流減小，從而達(dá)到自然熄弧。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，雖然消弧線圈對抑制間歇性弧光接地過電壓有一定作用，但在使用中也發(fā)現(xiàn)消弧線圈存在的一些問題。由于電網(wǎng)運(yùn)行方式的多樣化及弧光接地點(diǎn)的隨機(jī)性，消弧線圈要對電容電流進(jìn)行有效補(bǔ)償確有難度，且消弧線圈僅僅補(bǔ)償了工頻電容電流，而實(shí)際通過接地點(diǎn)的電流不僅有工頻電容電流，而且包含大量的高頻電流及阻性電流，嚴(yán)重時僅高頻電流及阻性電流就可以維持電弧的持續(xù)燃燒。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生斷線、非全相、同桿線路的電容耦合等非接地故障，使電網(wǎng)的不對稱電壓升高，可能導(dǎo)致消弧線圈的自動調(diào)節(jié)控制器誤判電網(wǎng)發(fā)生接地而動作，這時將會在電網(wǎng)中產(chǎn)生很高的中性點(diǎn)位移電壓，造成系統(tǒng)中一相或兩相電壓升高很多，以致?lián)p壞電網(wǎng)中的其它設(shè)備。目前國外對3?35kV電網(wǎng)采取中性點(diǎn)直接接地的方式，國內(nèi)也有少數(shù)地區(qū)釆取了經(jīng)小電阻接地的方式，雖然抑制了弧光接地過電壓，克服了消弧線圈存在的問題，但卻犧牲了對用戶供電的可靠性。這種系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，人為增加短路電流使斷路器動作，不論負(fù)荷性質(zhì)及重要性，一律切除故障線路而且也不能分辨出金屬性或弧光接地。使并不存在弧光接地過電壓危害的金屬性接地故障線路也被切除，擴(kuò)大了停電范圍和時間。由于加大了故障電流，對于弧光接地則加劇了故障的燒損。消弧、消諧及過電壓保護(hù)裝置5.4.1概述消弧消諧選線及過電壓保護(hù)裝置注要應(yīng)用于6?35kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)，該裝置不僅能對該類電網(wǎng)中的各類過電壓（弧光接地過電壓、諧振過電壓、操作過電壓）加以限制，而且能夠準(zhǔn)確選出系統(tǒng)的接地線路,有效地提高了該類電網(wǎng)的運(yùn)行安全性及供電可靠性。工作原理本裝置對系統(tǒng)發(fā)生的弧光接地故障,首先分析弧光接地的性質(zhì),然后針對具體的接地類型,采取相應(yīng)的處理方式,處理方式如下:如果系統(tǒng)發(fā)生不穩(wěn)定的間歇性弧光接地故障，則微機(jī)控制器判斷接地的相別，同時發(fā)出指令使故障相的真空接觸器閉合，從而完成消弧。數(shù)秒后，故障相的高壓真空接觸器斷開，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。真空接觸器快速動作將不穩(wěn)定的弧光接地轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的金屬性接地。如果接地故障是穩(wěn)定的弧光接地，微機(jī)控制器在判斷接地相別后，則裝置輸出開關(guān)量接點(diǎn)信號，也可根據(jù)用戶要求由微機(jī)向真空接觸器發(fā)出動作指令； 若故障消失，說明這一電弧接地故障是由過電壓沖擊引起的瞬時性接地故障，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行；若故障相接觸器斷開后，系統(tǒng)再次在原故障相出現(xiàn)穩(wěn)定的電弧接地，則裝置認(rèn)定此故障為永久性電弧接地故障，于是再次閉合故障相真空接觸器,等待值班人員處理。消諧原理本裝置采用的是微機(jī)二次消諧技術(shù),當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生諧振時，微機(jī)消諧裝置在PT的開口三角繞組瞬間接入大功率的消諧電阻,利用消諧電阻破壞系統(tǒng)的諧振參數(shù),消耗諧振功率,從而消除系統(tǒng)的諧振故障。主要具有以下特點(diǎn):采用的是微機(jī)二次消諧技術(shù),響應(yīng)時間非?？?，消諧效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)統(tǒng)于傳統(tǒng)的消諧裝置;對電壓互感器保護(hù)繞組（開口三角）的電壓輸出無任何影響,避免了傳統(tǒng)消諧技術(shù)影響電壓互感器保護(hù)繞組電壓輸出的缺點(diǎn)裝置的基本功能及特點(diǎn)?能將系統(tǒng)的大氣過電壓和操作過電壓限制到較低的電壓水平，保證了電網(wǎng)及電氣設(shè)備的絕緣安全。裝置動作速度快，可在30ms內(nèi)快速消除間歇性弧光及穩(wěn)定性弧光接地故障，抑制弧光接地過電壓，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大，降低線路的事故跳閘率。能夠快速、有效地消除系統(tǒng)的諧振過電壓，防止長時間諧振過電壓對系統(tǒng)絕緣破壞，防止諧振過電壓對電網(wǎng)中裝設(shè)的避雷器及小感性負(fù)載的損傷。?裝置動作后，允許200A的電容電流連續(xù)通過至少2小時以上，用戶可以在完成轉(zhuǎn)移負(fù)荷的倒閘操作之后再處理故障線路。?能夠準(zhǔn)確查找單相接地故障線路，對防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，對減輕運(yùn)行和維護(hù)人員的工作量有重要意義。?由裝置的工作原理可知，其限制過電壓的機(jī)理與電網(wǎng)對地電容電流的大小無關(guān)，因而其保護(hù)性能不隨電網(wǎng)運(yùn)行方式的改變而改變，大小電網(wǎng)均可使用，電網(wǎng)擴(kuò)容也沒有影響。?本裝置中的電壓互感器可以向計(jì)量儀表和繼電保護(hù)等裝置提供系統(tǒng)的電壓信號，能夠替代常規(guī)的PT柜。?裝置設(shè)備簡單，體積小，安裝、調(diào)試方便，即適用于變電站，同樣適用于發(fā)電廠的高壓廠用電系統(tǒng)；既適用于新建站，也適用于老電站的改造。?性價(jià)比高，相對于消弧線圈系統(tǒng)而言，性能價(jià)格比很高。5.5選擇過電壓裝置電力系統(tǒng)面臨的過電壓不僅僅是單相弧光接地過電壓，對于雷電過電壓、操作過電壓、諧振過電壓等等仍然是存在的。隨著國家關(guān)于斷路器推行'無油化”改造的不斷進(jìn)行，原有的大量少油斷路器(SN系列)將逐步改造為ZN或vs系列真空無油斷路器，而真空斷路器在分?jǐn)喔行孕∝?fù)載電流時產(chǎn)生的截流過電壓，也將危及到電氣設(shè)備的安全。因此合理的選擇和設(shè)置過電壓保護(hù)裝置，對于現(xiàn)有的電力網(wǎng)來說顯得異常重要。采用避雷器作為過電壓保護(hù)裝置，仍是目前電力系統(tǒng)的潮流和主要措施。氧化鋅避雷器(MOA)以其優(yōu)越的保護(hù)特性，是電網(wǎng)中避雷器的首選。MOA的種類繁多，對于限制操作過電壓各個廠家生產(chǎn)了專門用于保護(hù)電機(jī)、線路、電容器組以及電站用、配電用等不同類別的MOA，還有YW系列和HYW系列。在防爆、防潮、抗老化、抗污穢等性能方面，HYW系列遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于YW系列。從事故和大量MOA損壞的事例分析可以看出，正確選擇MOA的標(biāo)稱電流、電壓等級、工頻放電電壓、雷電沖擊電流、適用范疇以及優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量是保證MOA安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。通過對MOA的分析比較，熱電廠將母線上原設(shè)計(jì)選用的YW-10/31.5型MOA更換為HY=WZ-17/45型MOA后,MOA運(yùn)行安全可靠，未發(fā)生MOA35損壞事件。5.6絕緣薄弱環(huán)節(jié)的絕緣從電力系統(tǒng)的電網(wǎng)來看，系統(tǒng)一次設(shè)備的絕緣相對較為薄弱，主要是因?yàn)榉蹓m污染造成部分絕緣子污閃以及高濕度的環(huán)境空氣降低了有效絕緣水平。針對這種具體情況，在高壓設(shè)備的工作場所采取了各種孔洞的封堵措施，最大程度的限制水汽、粉塵的進(jìn)入，同時對容易贓污的裸露母線加裝了熱縮絕緣材料，避免相間空氣氣隙被過電壓擊穿。對于容易造成污閃的電氣設(shè)備（如電抗器支持瓷瓶），進(jìn)行定期清掃除塵。通過這些措施，有效地提高了絕緣薄弱環(huán)節(jié)的絕緣水平。5.7行維護(hù)管理加強(qiáng)電氣設(shè)備的管理，是保障其安全正常工作的重要環(huán)節(jié)。在堅(jiān)持既有的管理平臺基礎(chǔ)上，對于目前電力系統(tǒng)隨時可能遭受的過電壓沖擊的不利局面，從以下幾方面加強(qiáng)管理，有助于降低過