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电力系统中消弧线圈应用的评估

发表日期:2014-07-18 00:36:49   所属分类:电阻柜技术百科   浏览 1264 次

概述:在我国6-66KV电力系统中,较早使用中性点经消弧线圈成套装置接地的方式,自动跟踪补偿消弧线圈以其能够实时测量与自动跟踪系统的电容电流,并能控制残留在一个比较理想的范围内,保持电网连续运行以及降低谐振过电压保证电网安全运行等突出表现,已在我国的配电网中广泛应用,但任何事物都有它的两面性,随着经济不断发展,电力系统建设也取得了长足的进步,“消弧线圈接地系统发生单相接地故障时,系统允许带故障运行2小时”而带来安全性在今天变得不那么重要了,但是消弧线圈接地的缺点却依然存在,如消弧线圈成套设备造价高、体积大、对系统绝缘水平要求较高,系统发展升级后,消弧线圈不容易改造等,具体待改进问题如下:

一、消弧线圈不能消除5次谐波

上海市曾对35kv电缆系统的补偿电网进行实测,有10%~15%的5次谐波接地电容电流当系统接地电流达到300A时(如杨树浦电厂),5次谐波电流高达45A,加速了在故障处理期间绝缘的烧损,直至发展为相间短路而跳闸。这部分电流消弧线圈不能补偿。青岛也发生类似的因5次谐波电流引发的事故。

二、消弧线圈不能消除弧光过电压

在单相间隙性电弧接地时,过渡过程通过接地故障通过接地故障点的电网电容电流分量和电感电流分量均是高频的,这二者的频率特性是完全不同的。待电网电容电流衰减到稳定状态后,消弧线圈产生很大饱和高频电流。所以在单相间隙性电弧接地时,消弧线圈电感电流分量和电网电容电流分量是不可能补偿或调谐的。

三、切单相及二相接地故障时的过电压

消弧线圈本身是一电感L,系统的对地电容电流越大,补偿的L值也越大。当发生单相接地故障时,需要切除故障线路,或单相接地时间较长时,发生二点接地跳闸,都会产生一较大的过电压U=Ldi/dt,特别是切除仅有一条线路的变电站,过电压现象更为严重。

四、单相接地故障时间长后易引发相间短路

根据上海市的统计,35KV电网采用消弧线圈接地的系统,从历年的统计的单相接地故障中,有27.2%的故障在处理过程中发展为两相两点接地故障,严重影响了供电的可靠性。由于电缆的单相接地故障多属永久性故障,电缆配电网采用消弧线圈发生单相接地故障,意味着对用户的停电,采用消弧线圈反而扩大故障。大型电缆配电网如果采用消弧线圈接地,由于处理故障的时间较长,往往容易引起故障扩大。例上某35KV电缆在隧道内发生单相接地,60min后发生火灾,烧毁电缆40余条,引起严重的扩大事故。

一110KV变电站,10KV线路为架空线路和电缆混合的电网,以架空线为主。系统的电容电流为27A左右,10KV采用消弧线圈补偿。2006年的统计,一年发生4次永久性单相接地,其中两次发展为相间短路,1次是在处理故障时27min后,另一次是在12min后,扩大为相间短路,由接地发展到相间短路,比例之高(50%),足以令人关注。

五、选线合格率降低

因单相间隙性电弧接地的影响,无论是利用信号的稳态或暂态分量,都因受此影响,可靠性不是太高。目前,仅有消弧线圈并联中电阻选线装置可靠性较高,但也不是100%。易受间隙性孤光接地故障的影响,且不能重复选线。另外,由于中电阻投入后,受具有较高热量的重燃有功电流的影响,在电缆发生单相接地时,易扩大为相间短路。

六、中性点电位偏移与虚假接地

在脱谐度和阻尼电阻率较小的情况下,补偿电网的中性点位移会产生较严重偏移,将导致三相电压出现严重的不平衡,并极有可能出现Uo≥15%Uph,引起系统发出接地信号,但此时系统并未真正接地,是一种虚假接地。

鉴于中性点经消弧线圈接地系统出现的诸多问题,我国于上世纪九十年代开始引进采用电阻接地方式。这种接地方式有许多明显的优点,使得这一接地方式迅速在国内普及开来。

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