电网谐振过电压
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电力系统中,过电压现象十分普遍。如果没有防范措施,随时都可能发生,也随时都可以发现。引起电网过电压的原因很多。主要可分为谐振过电压、操作过电压和雷电过电压;其中谐振过电压在正常运行操作 中出现频繁,其危害性较大;过电压一旦发生,往往造成电气设备的损坏和大面积的停电事故。多年电力生产运行的记载和事故分析表明,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 电压作用时间较长,所引起谐振现象的原因又很多,因此在选择保护措施方面造成很大的困难。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,应进行必要的估算和安排,以避免达到谐振条件; 或采取适当的防止谐振的措施。
目前我国35kV系统为不接地系统,电网中存在大量星形接线的电压互感器,其一次绕组直接接地,成为电网对地电容电流、高次谐波电流的充放电途径,当线路接地时,电压互感器的铁心线圈相当于与非故障线路对接电容并联,构成了可能产生谐振的并联电路,由于相对地电压升高3-5倍,有可能使得电压互感器的铁心出现饱和或接近饱和,阻抗变小,电路中出现容抗和阻抗相等的情况,从而产生了并联谐振,此时互感器一侧的电流最大,这样有可能使电压互感器的高压侧熔断件熔断,或者烧坏电压互感器,以及电缆爆炸。此种情况往往在变电站投产初期(线路出线回路少)不是很明显,但随着线路出线回路的增多(各回线路对地的等值电容量增大,容抗增大)出现谐振的情况较多。另外由于35kV系统为室内开关柜,35kVPT接地点多,一般为4个接地点,这也为发生谐振过电压提供了条件。
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,应进行必要的估算和安排,以避免形成严重的串联谐振回路,或采取适当的防止谐振的措施。
(1)从电网的运行实践证明,中性点不接地系统中,一方面由于电压互感器铁心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,但始终没有从根本上解决问题。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2h)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3-5倍相电压甚至更高,致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿,并会发展为相间短路进而造成设备损坏和停电事故。
(2)自动调谐接地补偿装置能够实现全补偿运行或产生很小的脱谐度,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。
(3)消弧线圈调谐是由微机控制器自动控制的,调谐时消弧线圈不需退出运行,克服了老式线圈的一些缺点。因此.建议目前需要改造的老式消弧线圈采用新型自动调谐消弧线圈方式。自动调谐接地补偿装置,是将变柜改造为变兼接地变柜,加装开关二组、电流互感器二组及相应二次保护,接地变、消弧线圈为户外布置。消弧线圈选用有载调匝调节方式。调节档位应大于9个以上,以便能够达到最小的脱谐度。
每种谐振过电压的产生有多种原因,有着不同的特点,所以应采用比较全面防范措施,才能保证企业电网的安全运行。
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