操作过电压之四——弧光接地过电压

在中性点不接地的电力网中,随着线路的增长和工作电压的升高,单相接地电流也随之增大,许多弧光接地故障不能够自动熄灭;另一方面,由于接地电流并不大,所以往往也不能产生稳定性的电弧,于是就形成了熄弧与电弧重燃相互交替的不稳定状态。这种间歇性的电弧接地使得系统工作状态时刻发生着变化,导致电感电容元件之间的电磁振荡,形成遍及全系统的过电压,这就是弧光接地过电压或称间歇电弧接地过电压。其波形图如下所示:

当A相在-Um发生单相接地故障时,我们令Um=1,方便分析。在A相接地前t0-时刻,线路三相电压如下:

在A相接地后t0+时刻,线路三相电压如下:

在t=0的振荡过程中B、C两相过电压=2*1.5-0.5=2.5。


当t=t1时,电弧熄灭。


断弧时瞬间,A相电压为0,B、C两相电压为-1.5,三相对地总电荷等于-3,这些电荷将无处释放,将在三相电容间重新分配,形成三相电压的直流分量,此时UA=UB=UC=-1。


这样断弧后导线对地稳态电压由各相电源电势和直流电压分量叠加组成。所以断弧后瞬间UB=UC=-0.5-1=-1.5,UA=-1+1=0。此时电弧不会发生重燃。


当t=t2时,发生重燃。

重燃前,UA=-1-1=-2,UB=UC=-1+0.5=-0.5。

重燃后,UA=0,UB=UC=1.5。

此过程中B、C两相的过电压=2*1.5-(-0.5)=3.5。

往后每隔半个工频周期发生熄弧和重燃,其过渡过程与t1之后的过程完全相同。

综上非故障相的最大过电压为3.5,故障相为2。


影响因素如下:

a) 电弧过程的随机性

上述分析条件是在燃弧在故障相电压最大值,熄弧在故障相过零时,但由于受电弧发生部位的介质(空气、油、固体介质)及外界气象条件(风、雨、湿度、温度),实际情况非常复杂。最大为3.5,实际一般小于3.1。

b) 导线间电容的影响

在故障相闪络瞬间,非故障相对故障相的相间电容将与各自导线的对地电容并接在一起,电荷重新分配使得初始电压更接近于稳态电压,从而降低振荡过电压。以上述情况为例,在t2时刻重燃前,CAB上的电压为1.5,CB上的电压为B相电源电压+B相对地电容电压=0.5-1=-0.5,闪络后二者并联,起始电压变为:

之前的起始电压是-0.5,显然当CAB不为0时,更接近稳态电压1.5,从而降低了振荡过电压。

c) 电网的损耗电阻

电源内阻抗、线路中的电阻或电弧本身的电弧阻抗,使得高频振荡很快衰减,使得过电压降低。

d) 对地绝缘的泄漏电导

三相对地电容通过泄露电导释放电荷,使得初始电压变小,进而减小过电压。


限制措施如下;

装设避雷器

弧光接地过电压的幅值、变化范围及分布规律,在实际约50%左右的弧光接地过电压不会使得避雷器动作。并且弧光接地过电压由电源提供,持续时间长,当过电压超过避雷器的耐受能量400A 2ms时,还会导致避雷器的爆炸。

如果避雷器是按老的规程躲过内部过电压设计,放电电压在相电压的4倍以上,以雷电过电压作为防护重点,不能对弧光过电压起到任何限制作用。

综上所述,避雷器只能作为补充手段,不能很好的解决弧光接地过电压。

中性点经消弧线圈接地

经上述分析可得知三相对地电容上的电容重新分配,是导致过电压的根本原因。消弧线圈无法对此过程造成影响,且消弧线圈的投入减少了故障点的电流同时加快了故障点绝缘的恢复,使得在电源电压接近最大值的时候发生击穿的可能性以及在高频电流过零点击穿的可能性大大增加,这会使得过电压的幅值增加。

消弧线圈的存在,虽然不能减低弧光接地过电压的最大值,甚至在某些情况下会使得过电压的值更大,但因它可以使得电弧的存在时间大为缩短,所以重燃次数也就大为减少,这就使得高幅值过电压出现的概率减少。

而且由于消弧线圈的存在通过故障点的电容电流及电感电流都是高频的,电容电流是增加的,电感电流是减少,此时根本无法补偿。只有转为稳定电弧接地或金属性接地这样的以基波为主时,才能起到较好的补偿效果。

综上所述,中性点经消弧线圈接地限制弧光接地过电压主要体现在降低建弧率上,如果一旦发生间歇性的弧光接地对过电压反而可能有促进作用,且在高频状态下,对补偿效果很差。


备注:上述的两种传统方式实质上对弧光接地过电压的限制效果都不是很好。由于固体绝缘的积累性损伤(架空线路绝缘可以自恢复),弧光接地过电压的问题越来越突出。


中性点加装电阻

从根本上缓解了弧光接地过电压,但扩大了单相接地时的故障电流,加剧了故障点的烧伤,牺牲了对用户的供电可靠性。

一些电网采用中性点经非线性电阻接地的方式,有效抑制弧光过电压的同时,不影响单相接地故障时的运行,对设备冲击非常小。

电网中装设Δ(或Y)接线的电容器组。

变相增加了相间电容,使得起始电压更接近稳态值,从而降低了过电压。

快速单相接地开关

在线路两侧投入快速单相接地开关,在30ms内使得故障相转为金属性接地故障,迫使故障点电压为零,从而消除弧光接地过电压。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 224,619评论 6 522
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 96,163评论 3 402
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 171,789评论 0 366
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 60,911评论 1 300
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 69,920评论 6 399
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 53,410评论 1 314
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 41,788评论 3 428
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 40,762评论 0 279
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 47,293评论 1 324
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 39,328评论 3 345
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 41,456评论 1 354
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 37,063评论 5 350
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 42,775评论 3 337
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 33,231评论 0 25
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 34,363评论 1 275
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 49,995评论 3 381
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 46,519评论 2 365

推荐阅读更多精彩内容

  • 选择题部分 1.(),只有在发生短路事故时或者在负荷电流较大时,变流器中才会有足够的二次电流作为继电保护跳闸之用。...
    skystarwuwei阅读 13,012评论 0 7
  • 专业考题类型管理运行工作负责人一般作业考题内容选项A选项B选项C选项D选项E选项F正确答案 变电单选GYSZ本规程...
    小白兔去钓鱼阅读 9,022评论 0 13
  • 姓名:马联波 学号:17021210892 转载自 http://www.elecfans.com/d/58673...
    M_lb阅读 2,037评论 0 0
  • 1 电荷的性质 电荷之间存在着相互作用力,同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引。 2 电场。。 在带电体周围的空间存...
    电圈子阅读 2,634评论 0 8
  • 提起家乡的美食,真是数不胜数。 随着物质的丰盈、流通的便捷、国门的打开,在家乡就可以品尝到跨市、跨省、甚至跨国界的...
    谅谅阅读 523评论 0 3