10kV电压互感器单相接地与谐振的区别
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浅析电压互感器谐振分析及抑制措施发表时间:2018-03-14T11:16:35.520Z 来源:《电力设备》2017年第29期作者:王晓峰[导读] 摘要:电力系统谐振过电压危害很大,严重影响系统的安全稳定运行。
(山东电力建设第三工程公司 266100)摘要:电力系统谐振过电压危害很大,严重影响系统的安全稳定运行。
通过对谐振过电压的研究探讨,提出了抑制铁磁谐振的措施,对电网安全起到有效防范作用。
关键词:铁磁谐振因素原理措施0引言通常情况下,直接接地系统和不接地系统共同组成电力系统接地系统。
直接接地系统的特点是容易产生并联谐振,不接地系统的特点是当发生单相接地时,容易出现串联谐振。
长期以来,电网的安全、稳定运行受到电力系统谐振过电压的严重影响和制约。
铁磁谐振在中性点不接地系统中所占的比例比较大。
当前,铁磁谐振问题随着电网的不断发展,在中性点直接接地系统中变得越加突出、严重,发生的概率也在逐渐增大,公司系统多次发生铁磁谐振引起的过电压案例,对电网的冲击很大,危害很深,应引起足够的重视。
1产生谐振的原因分析1.1外部因素。
有以下4种情况:其一,线路对地电容和线路电阻随着电力线路长度在电力系统中发生的变化也将发生变化,空母线充电或倒母线时,易产生对地电容引起的并联谐振。
其二,在暂态激发条件下,当系统的运行方式发生变化时,电压互感器容易发生铁磁饱和,其电感量L处于非线性变化,当发生雷电感应侵入或线路瞬间接地,特别是当系统出现单相接地时,串联谐振在一定程度上就会容易产生。
其三,直接投入系统的电容发生变化,进而在一定程度上造成谐振,如投入补偿电容器,打开断路器断口时,并联电容容易发生并联谐振。
其四,运行状态发生突变时,分次谐波就会产生,进而在一定程度上使ω发生变化,如拉、合隔离开关,可能产生串联或并联谐振。
1.2内部因素。
也有以下4种情况:其一,由于安装维修人员在变电站施工安装时未对电压互感器有关知识进行培训,对电压互感器工作原理、接线原理知识不扎实,致使电压互感器L端、N端所接二次回路全部重复接地,当系统发生接地后导致电压互感器线圈烧毁。
谐振产生的原因、分类、危害及防范措施一、谐振的类型一般可认为电力系统中的电容和电阻元件是线性参数,电感元件是非线性参数。
由于振荡回路中包含不同特性的电感元件,谐振有三种不同的类型:1.线性谐振。
谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电线路的电感、变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件(如消弧线圈,其铁芯中有气隙)和系统中的电容元件所组成。
在正弦电源作用下,当系统自振频率与电源频率相等或接近时,可能产生线性谐振。
2.铁磁谐振。
谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统中的电容元件组成。
受铁芯饱和的影响,铁芯电感元件的电感参数是非线性的,这种含有非线性电感元件的回路,在满足一定谐振条件时,会产生铁磁谐振。
目前在我国的10kV 系统中,运行着大量的电磁式电压互感器(PT),当出现单相直接接地、单相弧光接地、母线空载时突然合闸等情况时,由于电压互感器铁心电感的非线性,很容易发生谐振。
当PT 一次电感与系统对地电容满足谐振条件时,将产生很高的过电压和过电流,从而引起PT一次熔断器烧毁,甚至爆炸,严重威胁电网的安全运行。
3.参数谐振。
谐振回路由电感参数作周期性变化的电感元件(如凸极发电机的同步电抗在Xd-Xq间周期变化)和系统电容元件(如空载线路)组成。
当参数配合恰当时,通过电感的周期性变化,不断向谐振系统输送能量,将会造成参数谐振。
二、铁磁谐振的特点铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式,其本质是一种LC振荡,是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压现象。
其主要特点为:1、铁磁谐振存在自保持现象。
激发因素消失后,铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在;2、铁磁谐振过电压一般不会非常高,过电压幅值主要取决于铁心电感的饱和程度。
3、谐振回路中铁心电感为非线性的,电感量随电流增大、铁心饱和而下降;4、铁磁谐振需要一定的激发条件,使电压、电流幅值从正常工作状态转移到谐振状态。
浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策摘要在10kV配电网中,常常发生电磁式电压互感器烧毁的现象,其原因都是因为某些故障或者不正常运行致使电压互感器内的铁芯饱和,诱发铁磁谐振的产生,致使电压互感器内部产生过电压,过电流,严重威胁电力系统的安全运行。
本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象,简要阐述铁磁谐振的现象与机理,产生的条件,提出了控制谐振过电压的措施,与大家交流学习。
关键词铁磁谐振;过电压;防范措施引言长期以来,电力系统铁磁谐振过电压严重威胁着电网的安全运行,在10kV 系统中,电磁式电压互感器引发的铁磁谐振过电压导致的设备事故时有发生。
这种过电压持续时间长,对系统的安全运行构成很大威胁,轻者可导致电压互感器烧损,高压熔丝熔断及匝间短路或爆炸;重者发生避雷器爆炸、母线短路等事故。
本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象,简要阐述铁磁谐振的现象,产生的条件及防范措施,总结了针对此类故障采取防范措施的一些运行经验。
1 铁磁谐振过电压产生的机理[1-2]目前,我国企业在35kV或者是其以下的配电网,有许多都是采用中性点和不接地的方式进行运行的,因此其中的很大一部分选用的都是比较传统的消线圈完成接地。
因此在其具体进行运行的问题可以看出,中性点的不接地系统,会受到电压的互感器铁心饱和使得铁磁谐振过的电压相对多一些。
中性点不接地运行方式的电力系统单相接地后,两相电压瞬时升高,三相铁心受到不同的激励而呈现不同程度的饱和,电压互感器各相感抗发生变化(各相电感值不同),中性点位移,产生零序电压。
由于线路电流持续增大,导致电压互感器铁心逐渐磁饱和,其电感值迅速减小,当满足ωL=1/ωC时,产生谐振过电压。
在发生谐振时,电压互感器一次励磁电流急剧增大,使高压熔丝熔断。
如果电流尚未达到熔丝的熔断值,但超过了电压互感器额定电流,长时间处于过电流状况下运行,可造成电压互感器烧损。
电力系统中存在着许多非线性感性元件,如发电机、变压器、电压互感器等,这些感性元件和系统中存在的分布电容组成复杂的LC振荡回路,有可能激发铁磁谐振产生过电压。
10kV电压互感器谐振产生原因及对策作者:张红平来源:《华中电力》2013年第05期摘要:分析了中性点不接地的10kV配电系统中电磁式电压互感器发生铁磁谐振的原因,并指出其对配电系统和设备所产生的危害,以及提出各种消除谐振的措施,且简要分析了各措施的优缺点。
关键词:电压互感器铁磁谐振消谐中图分类号:TM8350 前言中性点不接地的10kV配电系统中,大多采用电磁式电压互感器(PT),其一、二次绕组接成星形,且中性点直接接地,另三次绕组接成开口三角形,用来监测系统是否出现单相接地。
正常运行时,PT的励磁感抗相对于10kV系统的对地容性阻抗大得多,且三相基本平衡,中性点偏移电压很小,系统不会发生谐振。
但发生某些情况时,会使PT三相励磁电感迅速饱和,且各相饱和程度差别很大,致使三相对地阻抗明显不平衡,系统中性点电压产生偏移,参数匹配得当时使PT励磁电感和三相对地电容构成的回路产生谐振过电压。
这种过电压的发生可导致设备的损坏,对系统造成谐波污染等问题。
1 电压互感器产生谐振的原因10kV配电系统是不接地系统,但其星形接法的PT高压侧中性点必须直接接地,同时10kV母线和线路有对地电容,其等值电路见图1,其中EA,EB,EC为三相电源电动势。
此时各相对地励磁电感LA=LB=LC=L0与母线和线路对地等值电容C0间组成独立的振荡回路。
在正常运行条件下,励磁电感LA = LB =LC = L0,各相对地导纳YA=YB=YC=Y0,三相对地负载是平衡的,电网的中性点电位约为零,即不发生中性点电位偏移。
但是当电网发生冲击扰动使一相或两相的对地电压瞬间升高。
现在假定,由于扰动的结果,A相对地电压瞬间提高,这使得A相PT的励磁电流突然增大而发生饱和,其等值励磁电感LA相应减小,以致YA≠Y0,这样三相对地负荷不平衡,中性点发生偏移电压UN,根据基尔霍夫第一定律。
可以得出:导纳YA决定于励磁电感LA和C0大小,如果正常状态下的,那么扰动结果使LA减小,可能使新的。
1. PT 一次或二次保险熔断现象的分析中性点不接地系统中PT 二次线圈有两套,一个接成星形且中性点接地,用以测量相电压和线电压,以及供给保护装置和电度表、功率表等所需的电压;另一套接成开口三角形,供保护装置。
1.1单相PT 接成Y0/Y0,磁路为单独的回路。
如果一次A 相保险熔断,二次A 相无感应电压,但AB 相或AC 相线电压测量回路串过B 相相电压或C 相相电压,结果使AB 相或AC 相线电压测量回路和A 相相电压测量回路形成串联回路,因此A 相相电压、AB 相线电压、AC 相线电压仍有指示,只不过由于回路内阻的存在,它们的指示正比于回路内阻的大小,即内阻大的指示电压高,内阻小的电压低。
二次保险一中性点不接地系统中PT 一次或二次保险一相熔断与单相接地故障、谐振过电压现象的区别武辉 王亚平 沧州供电公司 061000相熔断的分析与以上分析相同。
1.2三相PT 的磁路是互相连通的,当A 相一次保险熔断时,二次A 相能感应一些电压,A 相相电压、AB 相线电压、AC 相线电压的数值要比上述1.1分析要高一些,因为上述1.1分析的情况是B 相的感应电压在A 相相电压、AB 相线电压串联回路或是C 相的感应电压A 相相电压、AC 相线电压串联回路中进行分配;三相PT 二次一相保险熔断时和上述1.1分析结果相同。
1.3当两相同时熔断时,故障两相电压降低很大(接近于零),而其它一相指示正常。
1.4.1PT 一次保险熔断的原因:1)、电压互感器内部线圈短路接地,螺丝松动、导线受潮、绝缘损坏致过热等。
2)、套管或外绝缘破裂放电,或有火花放电、拉弧现象。
3)、由于谐振造成过电压,使电压互感器激磁电流增大,使高压保险熔断。
4)、由于电压互感器二次保险选择不当,二次过负荷或短路造成高压保险熔断。
1.4.2二次保险熔断的原因:1)、由于误碰、异物、污秽潮湿、小动物造成二次短路使二次保险熔断或二次空开跳闸。
2)、由于保护装置内部故障,分路开关选择不当。
单相接地的现象及处理方法2在小电流接地的配电网中,一般装设有绝缘监察装置。
当配电网发生单相接地故障时,由于线电压的大小和相位不变(仍对称),况且系统的绝缘水平是按线电压设计的,所以不需要立即切除故障,尚可继续运行不超过2h。
但非故障相对地电压升高1.732倍,这对系统中的绝缘薄弱点可能造成威胁。
此外,在仍可继续运行时间内,由于接地点接触不良,因而在接地点会产生瞬然熄的间歇性电弧放电,并在一定条件激励下产生谐振过电压,这对系统绝缘造成的危害更大。
为此,必须尽快处理排除单相接地故障,确保电网安全可靠运行。
1 单相接地故障的特征单相接地(1)配电系统发生单相接地故障时,变电所绝缘监察装置的警铃响,“××母线接地”光字牌亮。
中性点经消弧线圈接地的,还有“消弧线圈动作”的光字牌。
(2)当生发接故障时,绝缘监察装置的电压表指示为:故障相相电压降低或接近零,另两相电压高于相电压或接近于线电压。
如是稳定性接地,电压表指示无摆动,若是电压表指针来回摆动,则表明为间歇性接地。
(3)当发生弧光接地产生过电压时,非故障相电压很高,电压表指针打到头。
同时还伴有电压互感器一次熔丝熔断,严重时还会烧坏互感器。
但在某些情况下,配电系统尚未发生接地故障,系统的绝缘没有损坏,而是由于产生不对称状态等,绝缘监察也会报出接地信号,这往往会引起误判断而停电查找。
2 单相接地信号虚与实的判断(1)电压互感器高压熔断器一相熔断报出接地信号时,如果故障相对地电压降低,而另两相电压升高,线电压不变,此情况则为单相接地故障。
(2)变电所母线或架空导线的不对称排列;线路中跌落式熔断器一相熔断;使用RW型跌落式开关控制长线路的倒闸操作不同期等,均会造成三相对地电容不平衡,从而使中性点电压升高而报出接地信号,此情况多发生在操作时,而线路实际上并未发生接地。
(3)在合闸空母线时,由于励磁感抗与对地电抗形成不利组合而产生铁磁谐振过电压,也会报出接地信号。
简述10KV线路单相接地处理方法程浩摘要:在小电流接地系统中,单相接地是一种常见的临时性故障,多发生在暴雨、台风等恶劣天气。
为此本文就中性点经消弧线圈接地的10KV配电线路单相接地故障发生的原因进行简单分析并对发生后的处理方法以及技术推广应用进行简单阐述。
关键词:10KV配电线路;单相接地;技术推广一、概述10KV线路发生单相接地后,故障相对地电压降低,非故障两相的相电压升高,但线电压却依然对称,因而不影响对用户的连续供电,系统可运行1~2h。
但是若发生单相接地故障时电网长期运行,因非故障的两相对地电压升高√3倍,可能使绝缘击穿,发展成为相间短路。
还可能使电压互感器铁心严重饱和,导致电压互感器严重过负荷而烧毁。
同时弧光接地可能引起全系统过电压,对设备造成损害,严重影响供电可靠性。
二、10kV线路单相接地故障种类2.1完全接地即金属性接地,此时故障相的电压降到零,非故障相的电压升高到线电压,电压互感器开口三角处的电压达到整定值,电压继电器动作,发出接地信号。
2.2不完全接地即非金属性接地,此时故障相的电压降低,但不为零,非故障相的电压升高,它们大于相电压,但达不到线电压,此时电压互感器开口三角处处的电压达到整定值,电压继电器动作,发出接地信号。
2.3间歇性接地即弧光接地,接地点电弧间歇性地熄灭与重燃,引起电网运行状态的瞬息变化,导致电磁能的强烈振荡,并在非故障相和故障相产生暂态过电压,非故障相的最大过电压为线电压的3.5倍,故障相的最大过电压为2倍。
三、10kV线路单相接地故障的判断及处理3.1故障判断(1)一相电压降为零,另两相电压升高至线电压,发出接地信号,此为完全接地。
(2)一相电压降低但不为零,另两相电压升高但小于线电压,发出接地信号,此为不完全接地。
(3)一相电压降低但不为零,另两相电压升高至线电压,发出接地信号,此为电弧接地。
(4)一相电压降为零,另两相电压未升高,发出接地信号,此为母线电压互感器二次熔断件熔断一相。
10千伏线路接地故障对设备造成的重要影响及措施随着社会经济以及科学技术的快速发展,人们的生活水平得到了极大的提升,而对于我国电力事业而言,随之而来的是经济建设快速发展的压力以及人们对电力资源需求的增加,因此,如何解决10千伏线路接地故障对设备造成的影响是目前各电力单位所面临的问题。
电力早就成为了人们生产生活中不可缺少的东西,而线路的接地故障则会导致电路的中断,给人们的正常生活带来了很大的影响。
本文分析了10千伏线路接地故障对设备造成的影响,并提出了具体的解决措施。
标签:10千伏;接地故障;措施;设备引言经济的飞速发展使社会对用电的需求持续增加,我国为了更好的应对现状,不断扩大10千伏配网的建设规模,满足了国内工厂、居民的用电需求,促进了国家经济与社会的持续发展。
但是随着配网运行的范围越来越广,由于其运行周期的延长以及其他内外各种因素的共同作用,总是会出现各种配网故障,其中较为常见且影响范围较广的就是接地故障。
一、10千伏线路接地故障对设备造成的影响(一)接地故障对变电设备的影响10千伏线路接地故障会对变电设备带来多种影响,其中反应最明显的就是电压互感器,具体表现为当电压互感器的铁芯走向饱和状态时,其对应的励磁电流则会突然急剧上升。
如果不能及时解决问题,电压互感器就有可能被烧毁,甚至引发较大的安全事故。
还有单相接地故障的发生将直接导致电压的骤变,电压会从初始状态逐渐变为谐振过电压,当此时的电压作用于变电器时,会降低变电设备的绝缘性,导致机器出现击穿故障,可能会导致火灾。
(二)接地故障对配电设备的影响10千伏线路接地故障会对配电设备产生影响,它会产生比原来电压大几倍甚至几十倍的电压使线路上的绝缘子被击穿,最终出现短路。
短路情况还属于危害性较小的情况,如果情况严重,可能会直接导致配电器烧坏,除此之外,还可能导致线路上的熔断器、避雷器等装置的绝缘部分被损毁,产生巨大的经济损失,还有可能造成安全事故[1]。
10 kV变电站接地与单相接地保护有关问题探讨作者:苏兴玲来源:《华中电力》2013年第12期【摘要】10 kV变电站接地与单相接地保护,关系到人身与电气设备的安全。
在采用变电站综合自动化(微机保护)装置以后,10 kV变电站接地与单相接地保护设计中,出现了一些新的问题。
下面对有关问题进行分析。
【关键词】变电站设计;变电站接地;单相接地;单相接地保护;1、10 kV 系统发生单相接地故造成危害的原因为了提高供电的可靠性,我国10 kV供电系统,目前还采用电源中性点不接地的运行方式。
由于供电电源中性点不接地,正常运行时三相对地电容电流基本平衡,三相对地电压为相电压。
发生单相接地故障后,接地相对地电压等于零,此相对地电容电流也就为零;未接地两相对地电压升高为线电压,提高了√3倍;此两相对地电容电流也就分别提高了√3倍。
接地故障电流等于未接地两相对地电容电流的向量和,也就为未发生单相接地故障时一相相对地电容电流的的3倍,方向由线路流向电源。
假设A相接地,对地电容电流为:Ic =√3×Ibc+√3×Icc=√3×(Ibc+Icc)=√3×(COS30°×Ibc +COS30°×Icc)=√3×(√3/2×Ibc+√3/2×Icc)=√3×√3×Ibc=3×Ib10 kV变电站变压器与高压开关柜等电气设备外露导电部分都需要进行保护接地。
三倍的单相接地故障电容电流,从故障点经过地由线路流向电源时,就会使保护接地线上的对地电压升高,其大小等于单相接地故障电容电流与保护接地电阻的乘积:Ud=Idc×Rd由于10kV供电系统电源中性点不接地,发生单相接地故障后,全系统的接地故障电容电流都要经过接地故障点流向电源。
10 kV变电站接地电阻规定为4Ω,如果单相接地故障电容电流等于10 A,保护接地线上的对地电压就升高到40 V。
6~10kV线路单相接地特点及处理变电站小电流接地,一般都装设有绝缘监察装置。
当6~10kV线路单相接地时,由于线电压的大小、相位不变,按照规程规定,一般可以继续运行,但不要超过2h,因为其他非故障相对地电压相对要升到约倍,这样对电网系统的绝缘薄弱环节可能造成威胁。
由于单相接地点可能接触不良,因此会接地点产生瞬间弧光放电,甚至产生谐振电压,对整个6~10kV 电网系统的稳定构成威胁。
因此要求尽快排除故障,确保电网稳定运行。
6~10kV线路单相接地的特点 1:当6~10kV配电系统发生单相接地故障时,变电站绝缘监察装置的警铃报警,母线接地光字牌灯亮。
2:接地故障相电压会降低或者接近零,另外两相电压会大于相电压或者接近线电压。
如果接地相电压指示稳定,表明线路是稳定接地;反之电压表指针来回摆动,表明线路是间歇接地。
3:若6~10kV线路发生弧光接地产生过电压时,非故障相电压会上升很高,电压表指针可能打至表头,甚至会烧断电压互感器熔断器熔体。
6~10kV线路单相接地故障的判断 1:根据实际经验,若电压互感器高压侧熔断器有一相熔断发出接地信号,另外两相电压升高,线电压不变,则表明是单相接地故障。
2: 6~10kV线路因单相导线断线,大负荷单相设备启动投运等也会因三相负荷严重不平衡,从而导致中性点电压升高,此时绝缘监察装置也会发出接地信号,但电网并没有发生接地。
3:在给母线充电合闸时,由于励磁感抗与对地电抗产生铁磁谐振而产生过电压,也会发出接地信号,而系统并没有发生接地故障。
4:因变电站母线或架空线路的不对称排列,线路中有一相熔断器熔断等,会造成三相对地电容不平衡,从而造成中性点电压升高发出接地信号,这时系统并没有接地。
5:当6~10kV线路遭遇雷击时,故障相会产生弧光接地,而非故障相电压会升高。
这时的绝缘监察装置会发出接地信号,实际电网并没有接地。
电压互感器谐振产生的原因及防范措施浅析一、概述在电力系统中,电压互感器非线性电抗所引起的谐振称作电压互感器铁磁谐振。
这种谐振不仅会导致电压互感器保险熔断,电压互感器烧坏或者爆炸,而且危及电力系统其他电器。
如避雷器爆炸,若绝缘击穿,小电流接地选线装置误动,低周减载装置误动等现象。
电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路,在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的谐振过电压。
谐振过电压不仅会在操作或事故时的过渡过程中产生,而且还可能在过渡过程结束后较长时间内稳定存在,直到发生新的操作谐振条件受到破坏为止。
谐振过电压可在各种电压等级的网络中产生,尤其在35kV及以下的电网中,由谐振造成的事故较多,已成为系统内普遍关注的问题。
二、谐振过电压产生原因电力系统正常运行时,电压互感器的励磁阻抗很大,电网对地阻抗呈现容性,三相基本平衡,中性点位移电压很小。
但在某些扰动的情况下,使电压互感器暂态励磁电流急剧增加,电感值下降,单相的电感值有所不同,使中性点出现零序电压。
当电压互感器三相并联零序电抗值与系统的容性阻抗值达到固定振荡频率时,产生谐振现象。
随着系统对地电容值得增加,依次发生高次、基波、1/2等分频谐振。
振荡一旦形成,振荡状态可以实现“自保持”,很长时间不衰减,直到新的扰动产生,改变振荡条件才会消失。
电网运行中,正常时中性点不接地系统PT铁芯饱和、中性点不接地方式发生单相故障、运维人员操作或事故处理方法不当都会产生谐振过电压。
另外设备设计选型、参数不匹配也是谐振过电压产生原因。
所以防止谐振过电压的措施即破坏谐振条件,使参数配合避开谐振区,需要对系统有整体的参数预测,从而调整电网参数。
三、中性点不接地系统谐振的分类中性点不接地系统的谐振分基波谐振、高频谐振和分频谐振三种,谐振一般由接地激发产生,但当向仅带有电压互感器的空母线突然充电时也易产生基波谐振;当发生单相接地时易产生分频谐振,特别是单相接地突然消失(如拉路查找故障线路)时易激发谐振。
10kv变电站几种典型过电压波形分析摘要本文对10kv配电网中的过电压进行了分析;介绍了“tr2000型暂态过电压监测及记录系统”的功能及其在边电站、发电厂使用的必要性;接着引用了几组典型的过电压数据对其进行分析,判断过电压的类型及其产生的原因。
关键词过电压监测波形分析一、引言10kv配电网系统承担着直接向用户供电的任务,具有分布广、设备多、绝缘水平低的特点,易因过电压造成绝缘事故。
统计资料表明,电网中频现的内、外过电压是引发各种事故的首要原因,其中外过电压幅值较大、高频成分丰富而对电力系统危害更重。
由四川电力试验研究院研制的“tr2000型暂态过电压监测及记录系统”能监测电网中出现的内、外过电压。
本文利用vb编写的上位机软件对采集到的过电压波形进行分析,判断过电压的类型和产生的原因,这对于研究判断电气设备的绝缘强度、检修周期、设备改进和系统改造、过电压对电力系统的影响方式和程度以及过电压的防范等都具有重要的指导意义。
二过电压的分类及特征1.雷电过电压由于雷云放电引起电网电压的不正常升高称为雷电过电压。
在母线上测到的雷电过电压波过程持续时间约在50μs~80μs之间,可分为:直击雷过电压,感应雷过电压和流动波过电压。
2.内部过电压内部过电压是电力系统内部的能量转化或传递引起的,由于产生的原因不同,内过电压可分为:(1)工频过电压。
电力系统发生单相接地故障或负荷突然甩去等原因所引起的短时超过正常工作电压的工频电压升高,工频电压升高的过电压倍数一般小于2.0倍。
工频电压的升高形式包括:空载长线路的电容效应、不对称短路引起的工频电压升高和甩负荷引起的工频电压升高。
(2)操作过电压。
因操作致使电网数发生变化而产生的电压升高。
系统中较常见的操作过电压有开断空载线路过电压、空载线路的合闸过电压,开断电容器组引起的过电压,开断空载变压器过电压,开断高压电动机过电压、震荡解列过电压等等。
(3)谐振过电压。
电网内各设备的构成元件都有电感、电容,从而组成了及为复杂的震荡回路,正常运行情况下一般不发生震荡现象。
电压互感器铁磁谐振产生原因和抑制措施摘要:电力系统的结构可以说是很复杂的,电压互感器铁磁谐振会带来一定程度的影响,其中比较常见的便是烧坏电压互感器,进而导致高压电机跳闸使生产停止,造成经济损失。
文章通过对电压互感器铁磁谐振的产生原因进行分析,提出了几点措施,以供相关部门参考利用。
关键词:电压互感器;铁磁谐振;危害;消除措施1引言通常情况下,直接接地系统和不接地系统共同组成电力系统接地系统。
直接接地系统的特点是容易产生并联谐振,不接地系统的特点是当发生单相接地时,容易出现串联谐振。
长期以来,电网的安全、稳定运行受到电力系统谐振过电压的严重影响和制约。
铁磁谐振在中性点不接地系统中所占的比例比较大。
当前,铁磁谐振问题随着电网的不断发展,在中性点直接接地系统中变得越加突出、严重,发生的概率也在逐渐增大,公司系统多次发生铁磁谐振引起的过电压案例,对电网的冲击很大,危害很深,应引起足够的重视。
2产生铁磁谐振的原因铁磁谐振存在三种情况:直接接地系统对地电容引发的铁磁谐振;不接地系统的单相接地引起的铁磁谐振;断路器端口并联的电容形成的铁磁谐振。
电力系统中许多元件是属于电感性的,如电力变压器、互感器、发电机、消弧线圈为电感元件,而线路各导线对地和导线间既存在纵向电感又存在横向电容,这些元件组成复杂的振荡回路,在一定的能量作用下特定参数配合的回路就会出现谐振现象。
由于铁芯电感的磁通和电流之间的非线性关系,电压升高导致铁芯电感饱和,极易使电压互感器发生铁磁谐振。
在中性点不接地系统中,如果不考虑线路的有功损耗和相间电容,仅考虑电压互感器电感与线路的对地电容C,当C大到一定值且电压互感器不饱和时,感抗XL大于容抗XC;而当电压互感器上电压上升到一定数值时,电压互感器的铁芯饱和,感抗XL小于容抗XC,这样就构成了谐振条件,下列几种激发条件可以造成铁磁谐振:(1)当投入电力系统的电力线路长度发生变化时,线路对地电容与线路电阻发生改变。
单相接地故障的特征及处理Written by Peter at 2021 in January单相接地故障的特征及处理10kV(35kV)小电流接地系统单相接地(以下简称单相接地)是配电系统最常见的故障,多发生在潮湿、多雨天气。
由于树障、配电线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等诸多因素引起的。
单相接地不仅影响了用户的正常供电,而且可能产生过电压,烧坏设备,甚至引起相间短路而扩大事故。
因此,熟悉接地故障的处理方法对值班人员来说十分重要。
1 几种接地故障的特征(1)当发生一相(如A相)不完全接地时,即通过高电阻或电弧接地,这时故障相的电压降低,非故障相的电压升高,它们大于相电压,但达不到线电压。
电压互感器开口三角处的电压达到整定值,电压继电器动作,发出接地信号。
(2)如果发生A相完全接地,则故障相的电压降到零,非故障相的电压升高到线电压。
此时电压互感器开口三角处出现100V电压,电压继电器动作,发出接地信号。
(3)电压互感器高压侧出现一相(A相)断线或熔断件熔断,此时故障相的指示不为零,这是由于此相电压表在二次回路中经互感器线圈和其他两相电压表形成串联回路,出现比较小的电压指示,但不是该相实际电压,非故障相仍为相电压。
互感器开口三角处会出现35V左右电压值,并启动继电器,发出接地信号。
(4)由于系统中存在容性和感性参数的元件,特别是带有铁芯的铁磁电感元件,在参数组合不匹配时会引起铁磁谐振,并且继电器动作,发出接地信号。
(5)空载母线虚假接地现象。
在母线空载运行时,也可能会出现三相电压不平衡,并且发出接地信号。
但当送上一条线路后接地现象会自行消失。
2 单相接地故障的处理(1)处理接地故障的步骤:①发生单相接地故障后,值班人员应马上复归音响,作好记录,迅速报告当值调度和有关负责人员,并按当值调度员的命令寻找接地故障,但具体查找方法由现场值班员自己选择。
②详细检查所内电气设备有无明显的故障迹象,如果不能找出故障点,再进行线路接地的寻找。
10kV
电压互感器单相接地与谐振的区别
发表时间:
2009-12-25T15:16:58.187Z 来源:《中小企业管理与科技》2009年10月上旬刊供稿 作者: 康万银
[导读] 电压互感器是一种仪表用变压器,是一、二次系统的联络元件,它能正确地反映电气设备的正常运行和故障情况
康万银
(承德供电兴隆分公司)
摘要:本论文从理论上分析了
10kV电压互感器单相接地与谐振的区别。
关键词:电压互感器
接地与谐振 区别
0
引言
在电力系统中,电压互感器是一种仪表用变压器,是一、二次系统的联络元件,它能正确地反映电气设备的正常运行和故障情况。正
确区分电压互感器单相接地与谐振对实际工作有很大帮助。
1
电压互感器单相接地
在中性点不接地系统中,当系统发生单相接地故障时,系统仍可以在故障状态下继续运行一段时间,有供电连续性高的优点。但不接
地系统发生单相接地故障后,非故障相会产生较高的过电压,影响系统设备的绝缘性能和使用寿命,后果是出现更频繁的故障。
1.1
当中性点不接地系统中发生金属永久性单相接地时,如A相接地(针瓶、吊瓶、悬瓶、避雷器击穿、配电变压器绕相绝缘击穿
等),则
UAN=0,非接地相UBN和UCN的电压表指示由正常的58V升高到线电压100V,电压互感器开中三角两端出现几十伏电压(正常时
约
3V),起动绝缘检查继电器发出接地信号并报警。
1.2
当系统发生非金属性短路接地时,即高电阻、电弧、树障等单相接地。如A相发生接地,则UAN的电压比正常相电压要低,其余两
相
UBN和UCN为58~100V,电压互感器开口三角处两端有约70V电压,达到绝缘检查继电器起动值,发出接地信号并报警。
1.3
当系统发生单相接地时,故障点流过电容电流,未接地的两相相电压增高√3倍,这将严重影响线路和电气设备的安全运行(此时
电压互感器的励磁阻抗很大,故流过的电流很小)。但是,一旦接地故障点消除,非接地相在故障期间已充的电荷只能通过电压互感器高
压线圈经其自身的接地点接入大地。在这一瞬间电压突变过程中,电压互感器高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大,甚至饱
和,由此构成相间串联谐振。由于接地电弧熄灭时间不同,故障点的切除就不一样。因此,不一定在每次出现单相接地故障时,电压互感
器高压线圈中都要产生很大的激磁电流,其高压侧熔断器的情况也有所不同。
2
电压互感器谐振
在系统谐振时,电压互感器将产生过电压使电流激增,此时除了造成一次侧熔断器熔断外,还将导致电压互感器烧毁。在个别情况
下,还会引起避雷器、变压器、断路器的套管发生闪络或爆炸。对于
Y0/Y0电磁式电压互感器,在正常情况下线路发生的单相接地不会出现
铁磁谐振过电压,只有在下列条件下,才可能引发铁磁谐振。
2.1
由于小型变压器的绝缘老化,以致线圈绝缘击穿引起匝间、层间短路。虽然电网在中性点不接地,单相接地电流不大,但较之变
压器的一次负荷电流要大得多。当配电变压器内部发生单相接地故障时,故障电流通过抗电能力强的绝缘油对地放电,也会产生不稳定的
电弧激发电网谐振。
2.2
随意带负荷拉开分支线路隔离刀闸,或带负荷拉开配电变压器的高压跌落保险,造成刀闸间弧光短路而引发谐振。
2.3
运行人员操作程序不规范,未拉开电压互感器高压侧刀闸,电压互感器直接向空母线送电,引起电压互感器铁磁谐振。
2.4
运行中的电压互感器谐振过电压可在三相同时发生,出现各相电压严重不平衡。将电压互感器负载全部退出,重新测量其结果与
未退出负载前相同。检查电压互感器一次侧熔断器完好,在排除主变和电压互感器本身故障的可能性后,甩开电压互感器的避雷器,电压
显示与未甩开避雷器之前相同,而且每次投入时的电压表指示数值均有变化。这是由于各相母线对地的相位不同,对地电容的大小有差
异。另外,每次投入电压互感器时,各相的接触电阻以及同期性都随力量、速度的变化而变化,所以各相的谐振程度就不相同。
2.5
各相对地参数不平衡,加上合闸瞬间相位角的即性原因,导致一相至两相,甚至三相同时出现谐振现象。如果发生的是分频谐
振,因其频率较低,电压表会有周期性振动,但由于此时的感抗小,电压互感器的激磁电流很大,往往会将电压互感器烧毁。
3
消除铁磁谐振的技术措施
3.1
选择励磁特性好的电压互感器或改用电容式电压互感器。
3.2
在同一个10kV配电系统中,应尽量减少电压互感器的台数。
3.3
在三相电压互感器一次侧中性点串接单相电压互感器或在电压互感器二次开口三角处接入阻尼电阻。
3.4
在母线上接入一定大小的电容器,使容抗(Xc)与感抗(XL)的比值小于0.01可避免谐振。
3.5
系统中性点装设消弧线圈。
3.6
采用自动调谐原理的接地补偿装置,通过过补、全补和欠补的运行方式,来较好地解决此类问题。
4
结论
综上所述,单相接地与谐振故障现象有着根本区别。正常情况下,当系统发生单相接地故障时,仍可在故障状态下继续运行一段时
间。铁磁谐振产生的过电压对设备的影响最大,切不可将电压互感器谐振误判为单相接地而延误了处理时间。