应用金属氧化物避雷器限制操作过电压时应参照厂家产品使用说明书,使其长期运行电压值、工频过电压、谐振过电压允许持续时间符合电网要求。
谐振过电压产生的原因
产生工频过电压的主要原因是:空载长线路的电容效应,不对称接地引起的正序、负序和零序电压分量作用,系统突然甩负荷使发电机加速旋转等。限制工频过电压应针对具体情况采取专门的措施,常用的方法有:采用并联电抗器补偿空载长线的电容效应,选择合理的系统中性点运行方式,对发电机进行快速电压调整控制等等。
谐振过电压原理
成功的三相重合闸前,线路受端曾发生单相接地故障;非成功的三相重合闸时,线路受端有单相接地故障。
铁磁谐振过电压谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统的电容元件组成。因铁芯电感元件的饱和现象,使回路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的谐振条件时,会产生铁磁谐振。
电磁谐振过电压
同时变压器绕组改为纠结式绕法并增加静电屏蔽,使其对地电容增加,从而降低了切除空载变压器过电压。
限制谐振过电压的主要措施有:(1)提高开关动作的同期性由于许多谐振过电压是在非全相运行条件下引起的,因此提高开关动作的同期性,防止非全相运行,可以有效防止谐振过电压的发生。(2)在并联高压电抗器中性点加装小电抗,用这个措施可以阻断非全相运行时工频电压传递及串联谐振。
在少数情况下,电弧接地过电压也能出现对正常绝缘有危险的高幅值过电压。因为这种过电压涉及的面比较广,而单相接地故障在电力系统中出现的机会又特别多,持续时间很长,因此,电弧接地过电压对中性点绝缘系统的危害性是不容忽视的。
防止谐振过电压的措施
在不同电压等级及不同结构的电力系统中,可以产生不同类型的谐振过电压,按其性质来说可分为线性谐振、铁磁性谐振和参数谐振三种类型。
参数谐振过电压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)组成回路,当参数配合时,通过电感的周期性变化,不断向谐振系统输送能量,造成参数谐振过电压。
一种是计划性的正常合闸操作,如线路检修后的投入运行,调度需要对送电线路迸行的切合操作等;
谐振产生的原因
一种是计划性的正常合闸操作,如线路检修后的投入运行,调度需要对送电线路进行的切合操作等;
在电压互感器开口三角绕组中接入阻尼电阻,或在电压互感器一次绕组的中性点对地接入电阻。
在中性点直接接地系统中,过电压不超过额定値的3倍。同时,还可用磁吹阀式避雷器或氧化锌避雷器装在变压器绕组出线端,以限制切除空载变压器过电压。
持续时间比操作过电压时间要长,甚至可稳定存在,直到破坏谐振条件为止;可在各电压等级发生,多发生在35kV及以下系统中。
雷击发电厂出线端、变电所进线端的输电线后产生的雷电波入侵发电厂或变电所,在电气设备上产生的雷击过电压。
采取临时倒闸措施,如投入事先规定的某些线路或设备。当用母线向空母线充电时发生谐振,应立即拉开母联断路器使母线停电,从而消除谐振。送电时,防止谐振发生的办法是:采用线路和母线一起充电的方式或者对母线充电前退出电压互感器,充电正常后再投入电压互感器。当变压器向接有电压互感器的空载母线合闸充电时,在可能条件下,应将变压器中性点接地或经消弧线圈接地。其目的是防止由于电磁场和电场参数的偶合,即避免在回路中,使感抗等于容抗,发生串联谐振,从而使谐振过电压引起电气设备损坏。
在最严重的情况下,过电压幅值可达二倍工频相电压值,即2Em。至于重合闸过电压则是合闸电压中比较严重的情况,这是由于三相自动重合闸前,线路上已有残留电荷和相应的残留电压,因而使过电压倍数增大,在最不利的情况下合闸,过电压可达3Em。
非线性元件的根本原因,但其饱和特性本身又限制了过电压幅值。另外回路中损耗,也能使过电压降低,当回路电阻值大到一定数值时,不会出现强烈的谐振现象
切除空载变压器过电压值与变压器的等值电感和对地等值电容以及变压器的空载励磁电流有关,空载励磁电流越大,则操作过电压值越高。目前高压变压器大多采用优质导磁材料作铁芯,从而使变压器励磁电流减小很多。
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