字體:[大 中 小] 瀏覽次數(shù):3370次 發(fā)布時(shí)間:2018-01-31 關(guān)閉
在6~35kV的中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中,當(dāng)進(jìn)行負(fù)載的起動(dòng)或停止操作或發(fā)生事故時(shí),由于開(kāi)關(guān)觸頭間電弧重燃,運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生突變,引起電容和電感元件之間電磁能量相互轉(zhuǎn)換,出現(xiàn)一種振蕩性過(guò)電壓,即產(chǎn)生操作過(guò)電壓。
(1)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)合閘過(guò)電壓
理論上認(rèn)為,電動(dòng)機(jī)合閘起動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)機(jī)端產(chǎn)生的過(guò)電壓為式中, 為合閘電壓瞬時(shí)值;z為電動(dòng)機(jī)沖擊波阻抗;Z 為電纜沖擊波阻抗。一般地,Z=100~5000Q,z =20~50Q,因此電動(dòng)機(jī)合閘起動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)機(jī)端產(chǎn)生的過(guò)電壓可達(dá)2倍相電壓。對(duì)于真空開(kāi)關(guān),觸頭閉合前往往會(huì)發(fā)生預(yù)擊穿,電弧的燃弧和熄滅可達(dá)數(shù)十次,這種預(yù)燃過(guò)電壓幅值較大且波前很陡,對(duì)電動(dòng)機(jī)的絕緣可造成較大的威脅,電機(jī)產(chǎn)生過(guò)電壓可裝設(shè)電機(jī)型過(guò)電壓保護(hù)器。
(2) 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)分閘過(guò)電壓
運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,在斷開(kāi)感性負(fù)載時(shí),由于感性電流不在零點(diǎn)就被迫截?cái)嗉此^的截流,造成開(kāi)關(guān)觸頭間電弧燃燒很不穩(wěn)定,波形產(chǎn)生高頻振蕩,在電感回路中產(chǎn)生的突變電流會(huì)感應(yīng)出很高的電壓。
1)截流過(guò)電壓由于真空斷路器有良好的滅弧性能,當(dāng)斷開(kāi)小電流時(shí),真空電弧在過(guò)零前就熄滅。由于電流被突然切斷,其滯留于電機(jī)等電感繞組中的能量必然向繞組的雜散電容充電,轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶?chǎng)能量。對(duì)于電機(jī)和變壓器,特別是空載或容量小時(shí),則相當(dāng)于一個(gè)大的電感,且回路電容較小,因此會(huì)產(chǎn)生大的過(guò)電壓??梢援a(chǎn)生很高的過(guò)電壓,但由于觸頭和回路中有一定的電阻產(chǎn)生損耗以及發(fā)生擊穿,對(duì)過(guò)電壓值有相當(dāng)?shù)囊种谱饔?。但這種抑制作用是有限的,不能消除過(guò)電壓。因此,特別是對(duì)電感負(fù)載在采用真空斷路器作為操作元件時(shí),應(yīng)加裝過(guò)電壓保護(hù)器,過(guò)電壓保護(hù)器型號(hào)有很多種,用戶可根據(jù)自己的保護(hù)對(duì)象來(lái)選型。
2)三相同時(shí)斷開(kāi)過(guò)電壓是由于斷路器首先斷開(kāi)相弧隙產(chǎn)生重燃時(shí),流過(guò)該相弧隙的高頻電流引起其余兩相弧隙中的工頻電流迅速過(guò)零,致使未開(kāi)斷相隨之被切斷,在其余兩相弧隙中產(chǎn)生類似較大水平的截流現(xiàn)象,從而產(chǎn)生更高的操作過(guò)電壓。所產(chǎn)生的過(guò)電壓是加在相與相之間的絕緣上。在開(kāi)斷中小容量電機(jī)或輕負(fù)載情況下容易出現(xiàn)三相開(kāi)斷過(guò)電壓,所以要安裝三相組合過(guò)電壓保護(hù)器。
鐵磁諧振過(guò)電壓,正常情況下,電路中電感大于電容,但由于某種原因使電感電壓升高, 電感磁飽和,感抗減小,出現(xiàn)感抗與容抗相等,甚至感抗小于容抗形成相位反轉(zhuǎn),引起鐵磁諧振,激發(fā)產(chǎn)生持續(xù)的較高幅值的鐵磁諧振過(guò)電壓,鐵磁諧振過(guò)電壓不會(huì)超過(guò)3倍相電壓,實(shí)踐表明,大多在1.5~2倍之間。鐵磁諧振可以是基波諧振、高次諧波諧振、分次諧波諧振。這種諧振產(chǎn)生的過(guò)電壓的幅值雖然不高,但因過(guò)電壓頻率往往遠(yuǎn)低于額定頻率,鐵心處于高度飽和狀態(tài),其表現(xiàn)形式可能是相對(duì)地電壓升高、勵(lì)磁電流過(guò)大或以低頻擺動(dòng),引起絕緣閃絡(luò)、避雷器炸裂、高值零序電壓分量產(chǎn)生、虛幻接地現(xiàn)象出現(xiàn)和不正確的接地指示。嚴(yán)重時(shí)還可能誘發(fā)保護(hù)誤動(dòng)作或在電壓互感器中出現(xiàn)過(guò)電流引起TV燒壞。盡管10kV裝設(shè)了一次消諧器,但一次消諧器是在發(fā)生諧振以后才會(huì)起作用,鐵磁諧振可以持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間,只是由于一次消諧器的作用,諧振持續(xù)時(shí)間很短,但并不能從源頭杜絕諧振。
無(wú)論是操作過(guò)電壓、線性諧振,還是鐵磁諧振,都應(yīng)在10kV母線側(cè)裝設(shè)了過(guò)電壓保護(hù)器、一次消諧器。
電力系統(tǒng)中,負(fù)載起停頻繁,操作過(guò)電壓特別是真空開(kāi)關(guān)操作時(shí)極易產(chǎn)生過(guò)電壓。由于電路是由電感、電容和電阻構(gòu)成的復(fù)雜電路,可以組合成一系列具有不同自振頻率的振蕩回路。在進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作或出現(xiàn)其他異常時(shí),由于瞬變過(guò)程電源波形會(huì)引起某種變化,非正弦的電源波形含有一系列的諧波。當(dāng)電路中的自振頻率之一與電源諧波頻率正好相等時(shí),就會(huì)出現(xiàn)這一頻率的諧振過(guò)電壓。過(guò)電壓一旦發(fā)生,往往造成嚴(yán)重的后果。因此在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中,除應(yīng)在每組電壓互感器的高壓繞組中性點(diǎn)裝一只一次消諧器,進(jìn)行有效地限制弧光接地過(guò)電壓和消除鐵磁諧振外,還應(yīng)在相應(yīng)部位裝設(shè)合適的過(guò)電壓保護(hù)器來(lái)限制各種過(guò)電壓。此外,設(shè)備選型也很重要,如果選型不合適和質(zhì)量存在問(wèn)題,即便采取再好的措施也難避免事故的發(fā)生。
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