系統(tǒng)諧振及過電壓

系統(tǒng)諧振電力系統(tǒng)中一些電感、電容元件在系統(tǒng)進行操作或發(fā)生故障時可形成各種振蕩回路,在一定的能源作用下,會產生串聯(lián)諧振現(xiàn)象,導致系統(tǒng)某些元件出現(xiàn)嚴重的過電壓,這一現(xiàn)象叫電力系統(tǒng)諧振過電壓。諧振過電壓分為以下幾種:（1） 線性諧振過電壓諧振回路由不帶鐵芯的電感元件（如輸電線路的電感,變壓器的漏感）或勵磁特性接近線性的帶鐵芯的電感元件（如消弧線圈）和系統(tǒng)中的電容元件所組成。（2） 鐵磁諧振過電壓諧振回路由帶鐵芯的電感元件（如空載變壓器、電壓互感器）和系統(tǒng)的電容元件組成。因鐵芯電感元件的飽和現(xiàn)象,使回路的電感參數是非線性的,這種含有非線性電感元件的回路在滿足一定的諧振條件時,會產生鐵磁諧振。（3） 參數諧振過電壓由電感參數作周期性變化的電感元件（如凸極發(fā)電機的同步電抗在Kd?Kq間周期變化）和系統(tǒng)電容元件（如空載線路）組成回路,當參數配合時,通過電感的周期性變化,不斷向諧振系統(tǒng)輸送能量,造成參數諧振過電壓。變壓器空載運行1、 變壓器空載運行，二次電流為零；2、 一次僅是是變壓器的空載勵磁電流；3、 這時候，變壓器的輸入功率只是鐵心損耗，即鐵損，沒有銅損；4、 這時候，是變壓器損耗最小的時候，由于沒有輸出功率，所以效率為零，功率因數為零；5、 一般情況下，不允許變壓器空載運行，應該停止運行；PT問題原因分析1．電網系統(tǒng)內部由于非線性負載造成較大的電流諧波分量（3、5次諧波分量較大），而原設計采用的PT0.5級100VA（不排除PT勵磁特性差）在電流諧波的作用下很容易使鐵芯進入鐵磁深飽和區(qū)，勵磁電流增大，感抗下降，引發(fā)鐵磁諧振，會在PT一次繞組出現(xiàn)數安培到十幾安培幅值的瞬間涌流，從而燒斷PT0.5A高壓熔絲。電站10KV系統(tǒng)采用中性點不接地方式，其母線系統(tǒng)上的Y0接線的PT是中性點不接地電網對地的唯一金屬通道，因此電網相對地電容的充、放電途徑必然通過PT一次繞組，PT的勵磁電感和系統(tǒng)對地電容形成L-C回路，從而引發(fā)鐵磁諧振而出現(xiàn)飽和過電壓，并將由通常的工頻位移過電壓轉化為諧波振蕩過電壓，使PT的勵磁電流可達額定勵磁電流的幾倍到十幾倍，造成PT的高壓熔絲一相或兩相或三相熔斷，甚至使PT因嚴重過熱而燒毀。電網系統(tǒng)相對地電壓不平衡、不穩(wěn)定、三次諧波電流的出現(xiàn)，或所用三相PT伏安特性相差過大，造成PT剩余繞組開口電壓升高。PT問題預防措施1.建議使用二次輸出容量較大的PT，如計量級0?2~0?5時選用150-200VA以上容量的產品，或帶有防鐵磁諧振裝置的PT。2?建議用戶的PT柜配置過電壓吸收裝置或避雷器加一次消諧器。3.釆購PT時，應對互感器廠家提出：如果是單獨的PT,三只伏安特性基本一致的PT應編成一組，并做好相應的標識，（成套裝配時應裝于同一臺PT柜內，質量部門監(jiān)督）；如果是三相組合式的且鐵芯是分立的PT,應保證三相伏安特性一致，出廠試驗報告中應有剩余繞組開口電壓測量值，此值不大于5V。采購要求：單獨的PT,要求互感器廠家把三只勵磁特性基本一致的PT編成一組（不超過15%），并做好相應的標識（可以是三個相同標識或編號的編成一組，如三個1#、三個2#…），且試驗報告提供勵磁特性試驗數據。三相組合式的PT,要求互感器廠家制造時保證以下幾點：1）、相之間伏安特性應基本一致。2） 、三相電壓對稱空載運行時、三相電壓不平衡在±5%時，繼保電壓Uj2n<10Vo3） 、缺一相空載時，繼保電壓Uj2n<50Vo4） 、單相接地空載時，繼保電壓Uj2n=100V±5V。5） 、試驗報告提供以上測試數據。10kV電壓互感器單相接地與諧振在電力系統(tǒng)中，電壓互感器（PT）是一、二次系統(tǒng)的聯(lián)絡元件，它能正確地反映電氣設備的正常運行和故障情況。PT的一次線圈并聯(lián)在高壓電路中，其作用是將一次高壓變換成額定100V低電壓，用作測量和保護等的二次回路電源，在正常工作時二次繞組近似于開路狀態(tài)，所以，正常運行中的PT二次側不允許短路。一、PT單相接地及處理在10kV中性點不接地系統(tǒng)中，為了監(jiān)視系統(tǒng)中各相對地的絕緣狀況以及計量和保護的需要，在每個變電站的母線上均裝有電磁式PT。當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，將產生較高的諧振過電壓，影響系統(tǒng)設備的絕緣性能和使用壽命，進而出現(xiàn)更頻繁的故障。1.1在中性點不接地系統(tǒng)中，當其中一相出現(xiàn)金屬性接地時，就會產生激磁涌流，導致PT鐵芯飽和。如A相接地，則Uan的電壓為零，非接地相Ubn、Ucn的電壓表指示為100V線電壓。PT開口三角兩端出現(xiàn)約100V電壓（正常時只有約3V）,這個電壓將起動絕緣檢査繼電器發(fā)出接地信號并報警。1?2當發(fā)生非金屬性短路接地時，即高電阻、電弧、樹竹等單相接地。如A相發(fā)生接地，則Uan的電壓低于正常相電壓，Ubn、Ucn電壓則大于58V,且小于100V，PT開口三角處兩端有約70V電壓，達到絕緣檢査繼電器起動值，發(fā)出接地信號并報警。1.3PT二次側熔斷器熔斷或接觸不良時，中央信號屏發(fā)出“電壓回路斷線”的預告信號，同時光字牌亮，警鈴響。査電壓表可發(fā)現(xiàn)：未熔斷相電壓表指示不變，熔斷相的電壓表指示降低或為零。遇到這種情況，可檢査PT二次回路接頭（端子排）處有無松動、斷頭、電壓切換回路有無接觸不良等現(xiàn)象和PT二次熔斷器是否完好，找到松動、斷線處應立即處理；若更換熔斷器后再次熔斷，應査明原因，不可隨意將其熔絲增大。1.4PT高壓側熔斷器熔斷。其原因有：①電力系統(tǒng)發(fā)生單相間歇性電弧放電、樹竹接地等使系統(tǒng)產生鐵磁諧振過電壓。②PT本身內部出現(xiàn)單相接地或匝間、層間、相間短路故障。③PT二次側發(fā)生短路，而二次側熔斷器未熔斷，造成高壓熔斷器熔斷。因此，在更換PT一、 二次熔斷器時一定要選用符合規(guī)格的熔斷器。需要指出的是當高壓某相熔斷器熔斷時，如C相熔斷，則Ucn的電壓表指示本應為零，其余兩相Uan、Ubn的電壓表指示仍為100V電壓。但在實際檢修工作中，因為PT的二次回路通過計量用的有功、無功電能表電壓線圈與保護回路中的電壓繼電器線圈串聯(lián)構成回路，故使Ucn有一定電壓指示，但其數值很小。此外，當PT熔斷器熔斷時，應首先用萬用表檢査二次側各相熔斷器的進、出線端相電壓是否有58V(線電壓100V)，或將熔斷器取下用萬用表電阻檔測量通斷，判斷出熔絲是否熔斷。如果熔絲完好，則故障發(fā)生在一次高壓側。處理的方法是：先拉開PT高壓側隔離刀閘，取下低壓二次熔斷器，經確證無電后，做好現(xiàn)場安全措施，再仔細檢査PT一次套管、端蓋處有無破裂、滲油、異物和絕緣油的異常氣味等。當檢査到有異常時，應用兆歐表測量絕緣電阻。在確認PT正常后，戴上絕緣手套更換符合標準的高壓熔斷器，進行試送電。如再次熔斷，則應考慮PT的內部故障，并進一步作直流電阻、變比等試驗來決定PT好壞。而在停用PT前，應考慮到對繼電保護、自動裝置和計量的影響，在取得調度和有關負責人的許可后將保護裝置、自動裝置暫時停用，以防其它設備誤動作。二、 PT諧振及處理1、PT諧振PT諧振對于yo/yo電磁式PT，在正常情況下線路發(fā)生單相接地不會出現(xiàn)鐵磁諧振過電壓，但在下列條件下，就可能引發(fā)鐵磁諧振。對于中性點不接地系統(tǒng)，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，故障點流過電容電流，未接地的兩相相電壓升高3倍。但是，一旦接地故障點消除，非接地相在接地故障期間已充的線電壓電荷只能通過PT高壓線圈經其自身的接地點流入大地，在這一瞬間電壓突變過程中，PT高壓線圈的非接地兩相的勵磁電流就要突然增大，甚至飽和，由此構成相間串聯(lián)諧振。系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振。近年來，由于配電線路用戶PT、電子控制電焊機、調速電機等數量的增加，使得10kV配電系統(tǒng)的電氣參數發(fā)生了很大的變化，導致諧振的頻繁出現(xiàn)。在系統(tǒng)諧振時，PT將產生過電壓使電流激增，此時除了造成一次側熔斷器熔斷外，還將導致PT燒毀。個別情況下，還會引起避雷器、變壓器、斷路器的套管發(fā)生閃絡或爆炸。線路檢修，事先不向調度部門申請辦理停電手續(xù)，隨意帶負荷拉開分支線路隔離刀閘或帶負荷拉開配電變壓器的高壓跌落開關，造成刀閘間弧光短路而引發(fā)諧振。當配電變壓器內部發(fā)生單相接地故障時，故障電流將通過抗電能力強的絕緣油對地放電，也會產生不穩(wěn)定的電弧激發(fā)電網諧振。運行人員送電操作程序不對，未拉開PT高壓側刀閘就直接帶PT向空母線送電，引起PT鐵磁諧振。2.諧振的處理(1)當出現(xiàn)空母線諧振時，不宜拉開PT的隔離刀閘，應考慮增大母線電容和并聯(lián)電感，即合上一條空載線路或者空載的變壓器來破壞諧振條件，可使三相電壓恢復平衡。⑵在PT高壓線圈中性點的接地線中串接一只約5kQ阻尼電阻(在一次側中性點串接阻尼電阻會影響二次側反映單相接地故障的靈敏度，且在相電壓有同期裝置的回路中一般不宜采用)。相當于在零序阻抗上并聯(lián)一個電阻，可以有效地抑制單相接地故障引起的諧振。PT發(fā)生諧振時的電壓是相電壓的3倍，則在開口三角處將會產生10A2O0V電壓，因此在PT開口三角處可并聯(lián)一只220V/200W消諧燈泡(或選用220V/80OW/6OQ標準電阻。消諧電阻功率不得大于PT極限容量的2.4倍，并做好消諧電阻的安裝絕緣措施，防止PT二次側多點接地)，也可在PT零序回路中裝設專用KFX-10消諧器。變電站值班人員在恢復送電時，應嚴格按操作規(guī)程進行操作，確認PT的隔離刀閘在拉開位置后，才對空母線送電，再合上PT的隔離刀閘。檢修人員應盡量將其刀閘三相同期性調整好。技術部門應采用鎧裝電纜線路和伏安特性較高、飽和遲鈍的PT及電容式PT,以改善技術性能，減少激發(fā)諧振過電壓的幾率。綜上所述,單相接地與諧振過電壓故障現(xiàn)象有著根本的不同。正常情況下,當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,仍可在故障狀態(tài)下繼續(xù)運行一段時間,值班人員可以在這段時間內通知處理故障。而鐵磁諧振過電壓對設備的威脅最大，切不可將PT諧振誤判為單相接地而耽誤了及時、準確處理的時間。單相弧光接地過電壓的分析和防范隨著電力系統(tǒng)的逐漸增容和發(fā)展，電網中的各種過電壓發(fā)生機率越來越高，每一次的過電壓都對電氣設備的安全運行造成直接的、嚴重的威脅，而且每發(fā)生一次過電壓就會對電氣設備的絕緣造成一次破壞，并且這種過電壓破壞具有明顯的累積效應，當達到一定程度時，會造成電氣設備損壞，甚至是造成局域電力網絡發(fā)供電中斷或是受損。單相弧光接地過電壓的形成機理對于單相弧光接地過電壓形成機理的理論分析方法很多，對于電網中性點不接地系統(tǒng)，電力電纜在其相間和相地間都有等效電容。經計算表明,發(fā)生單相弧光接地時過電壓的最大值將達到：Umax"5Um+（1'5Um0.7Um）=2'3Um單相弧光接地的過電壓瞬時幅值最大可以達到20.4KV。如果弧光接地在接地點造成弧光間隙性反復燃燒，那么產生的過電壓倍數將遠遠大于2.3倍。根據有關資料介紹，在國外有些專家對單相弧光接地進行了實測，其結果顯示，過電壓幅值高達正常相電壓幅值的3?3?5倍。在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，都產生了較高的過電壓，才會引起避雷器放電。強烈的過電壓使相間空氣絕緣被擊穿，形成相間弧光短路，至于避雷器的爆炸，主要是由于避雷器的選型錯誤（原設計型號為Y3W-10/31.5）和產品質量欠佳（受潮），再加上弧光短路產生的高能熱量加劇了避雷器的爆炸。由此可見如此高的過電壓一旦產生就將會在電力網絡絕緣薄弱環(huán)節(jié)形成閃絡放電，嚴重時將破壞絕緣，造成相間短路或者損害電氣設備。發(fā)電機接地電流已遠遠大于5A,才會造成發(fā)電機定子鐵芯熔化，即與發(fā)電機有電氣連接的電力網絡的單相接地電流已大大超過了5A。3單相弧光接地產生的原因從上述分析可見，單相弧光接地是威脅電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和可靠運行的最主要和最直接因素。而中性點的接地方式，直接影響到單相弧光接地的產生和限制力度。根據我國的傳統(tǒng)設計經驗，在6KV-35KV電力系統(tǒng)普遍采用中性點不接地方式，這是因為在早期的電力網中，電力電纜采用量不大，系統(tǒng)的單相接地電容電流并不大。而隨著各電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展和增容，原電力系統(tǒng)主接線發(fā)生了很大的變化，電力電纜的采用量急劇增加。從諸多系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀和經驗來看，其過電壓發(fā)生的機率越來越高，由于過電壓造成的事故在整個電氣事故中所占的比例也越來越大。供電系統(tǒng)亦屬于這種情況。該系統(tǒng)從最初的以架空線為主的配電系統(tǒng)發(fā)展成為了擁有發(fā)電、供配電以及以電力電纜連接為主的電力系統(tǒng)，再加上即將上馬的更高變配電網絡，將形成以發(fā)、變和配電綜合一體化電力系統(tǒng)。因此最初采用的中性點不接地方式將受到嚴峻的考驗！根據《電力設備過電壓保護設計技術規(guī)程》和電力部、國家的有關標準和要求，對于3?35KV電力系統(tǒng)，當單相接地電流小于30A時,如要求發(fā)電機能帶單相接地故障運行，則當與發(fā)電機有電氣連接的3?35KV電網的接地電流小于5A時，其中性點可采用不接地運行方式。4.單相接地電流的估算在中性點不接地系統(tǒng)中，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，單相接地電流IC等于正常時相對地電容電流ICi的3倍，即lc=3》lCi。而正常時的相對地電容電流主要由架空線、電力電纜和主要電氣設備(如發(fā)電機)組成。為說明問題，本文在此僅采用估算法對現(xiàn)階段電力網絡單相接地時的電容電流進行簡要計算。4.1.1單相接地時架空線的電容電流IC1：IC1=(2?7-3?3)AUnLx10-3(A)式中UN—系統(tǒng)額定電壓(KV)L—線路長度(Km)入一設備影響修正系數。根據架空線均是無避雷線的架空線的情況，取Un=10KV、L=20Km、系數K=3?0、入=1.16,因此：Ic1=3.0AUnLx10-3=1?16x3?0x10x20x10-3=0?70(A)4.1.2單相接地時電力電纜電容電流IC2：采用的電力電纜形式多樣，截面面積從50?120mm2均有不同程度的采用。在此按平均截面積為70mm2估算。C2A）式中S—電纜截面（mm2）L—電纜長度（Km）UN—系統(tǒng)額定電壓（KV）根據電力電纜使用情況取L=20Km、S=70mm2、UN=10KV，因此：NIC2== =17.7（A）4.1.3單相接地時發(fā)電機電容電流IC3：熱電廠兩臺發(fā)電機的電容電流按下式進行估算：IC3=2.5KSwUnx10-3/式中K—絕緣材料系數S—發(fā)電機視在功率（MVA）3—角頻率（rad/s）UN—發(fā)電機額定電壓（KV）對于熱電廠B級絕緣的兩臺QF-6-2型汽輪發(fā)電機，取K=0?O187、S=7?5MVA、Un=10?5KV,N因此：IC3=2x2.5KSwUnx10-3/=2x2?5x0?0187x7?5x2x3?14x50x10?5x10-3/=0?3（A）為此在發(fā)生單相接地時，在接地點極其容易形成不穩(wěn)定的間隙性弧光接地，從而產生過電壓，危及供電安全。同時強烈的電弧將引起兩相或三相短路，造成電氣設備嚴重破壞，危及安全生產。為此如何采取防范措施就顯得尤為重要。5?防范措施針對電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地后的現(xiàn)狀，要解決過電壓以及發(fā)電機的單相接地電流的問題，應從以下幾方面著手，以提電力系統(tǒng)在出現(xiàn)單相接地時的穩(wěn)定性和安全性。5?1改變系統(tǒng)中性點的接地方式電力系統(tǒng)中性點目前采用的是不接地運行方式，這種方式對其本身來說雖然有它的諸多優(yōu)越性，根據《電氣事故處理規(guī)程》的規(guī)定，在出現(xiàn)單相金屬性接地時，可以運行1?2h,在出現(xiàn)單相弧光接地時可以運行15min，這對于電力用戶來說其可靠性相對較好。但是實際上一旦產生弧光接地，過電壓以及大的接地電流對電氣設備的損壞是迅速的，根本就沒有15min的時間留給值班人員進行分析、判斷和處理。實踐證明電力系統(tǒng)中性點不接地的優(yōu)越性與其由此造成的損失和它帶來的不利因素的影響相比，這種優(yōu)越性已經很難體現(xiàn)。結合上述的分析，中性點是否繼續(xù)維持不接地方式，值得探討。要從根本上這類問題，中性點采用消弧線圈接地，應該不失為行之有效的措施之一。消弧線圈防治措施消弧線圈是一個鐵芯可調節(jié)的電感線圈，將它裝設于熱電廠發(fā)電機或即將新建的變電站變壓器的中性點，這樣系統(tǒng)一旦發(fā)生單相接地（不針對弧光接地高頻分量）時，可形成一個與接地電流大小近似相等、方向相反的電感電流與容性接地電流相補償，從而達到限制接地電流，避免在接地點形成弧光。同時即使是運行方式發(fā)生變化，使消弧線圈的補償度或脫諧度發(fā)生變化（無論如何變化，只要在設計上考慮充分，均不可能由過補償轉變?yōu)槿a或欠補），而產生弧光接地，燃弧后電容的充放電電流要經過消弧線圈流回，而不會在故障點形成多次弧光重燃，這樣就有效地避免了接地點的間歇性燃弧，達到揚制弧光過電壓的目的。同時在經過精確測試現(xiàn)有系統(tǒng)的單相接地電流的基礎上，合理地設計和選擇好消弧線圈，可以將接地電流限制在5A以下，以確保電力系統(tǒng)的運行安全。對于系統(tǒng)中性點的接地方式有諸多方式，如高阻或低阻接地等。但采用消弧線圈接地仍是最行之有效的方式。因為采用消弧線圈接地系統(tǒng)仍屬于小電流接地系統(tǒng)，改造后不會對現(xiàn)有電氣運行方式造成影響，不會涉及到繼電保護方式的調整。要采用消弧線圈接地，必須對現(xiàn)有系統(tǒng)的單相接地電流進行實測，以準確地選擇消弧線圈，因為理論計算出來的單相接地電流與實際接地電流會有很大偏差。在我國諸多電網，特別是一些大型工礦企業(yè)的系統(tǒng)都進行了中性點接地方式的改造，技術可行，經驗成熟，運行可靠。消弧線圈的技術分析但是長期以來，我國3?35kV（含66kV）的電網大多采用中性點不接地的運行方式。此類電網在發(fā)生單相接地時，非故障相的對地電壓將升高到線電壓UL,但系統(tǒng)的線電壓保持不變,所以我國國家標準規(guī)定,3?35kV（66kV）的電網在發(fā)生單相接地故障后允許短時間帶故障運行，因而這類電網的各類電氣設備，都應滿足長期承受線電壓而不損壞的要求。傳統(tǒng)觀念認為，3?35kV（含66kV）電網屬于中低壓配電網，此類電網中的內部過電壓的絕對值不高，所以危及電網絕緣安全水平的主要因素不是內部過電壓，而是大氣過電壓（即雷電過電壓），因而長期以來采取的過電壓保護措施僅是以防止大氣過電壓對設備的侵害。主要技術措施僅限于裝設各類避雷器，避雷器的放電電壓為相電壓的4倍以上，按躲過內部過電壓設計，因而僅對保護雷電侵害有效，對于內部過電壓不起任何保護作用。然而，運行經驗證明，當這類電網發(fā)展到一定規(guī)模時，內部過電壓，特別是電網發(fā)生單相間歇性弧光接地時產生的弧光接地過電壓及特殊條件下產生的鐵磁諧振過電壓已成為這類電網設備安全運行的一大威脅，其中以單相弧光接地過電壓最為嚴重。隨著我國對城市及農村電網的大規(guī)模技術改造，城市、農村的配電網必定向電纜化發(fā)展，系統(tǒng)對地電容電流在逐漸增大，弧光接地過電壓問題也日益嚴重起來。為了解決上述問題，不少電網采用了諧振接地方式，即在電網中性點裝設消弧線圈，當系統(tǒng)發(fā)生單相弧光接地時，利用消弧線圈產生的感性電流對故障點電容電流進行補償，使流經故障點殘流減小，從而達到自然熄弧。運行經驗表明，雖然消弧線圈對抑制間歇性弧光接地過電壓有一定作用，但在使用中也發(fā)現(xiàn)消弧線圈存在的一些問題。由于電網運行方式的多樣化及弧光接地點的隨機性，消弧線圈要對電容電流進行有效補償確有難度，且消弧線圈僅僅補償了工頻電容電流，而實際通過接地點的電流不僅有工頻電容電流，而且包含大量的高頻電流及阻性電流，嚴重時僅高頻電流及阻性電流就可以維持電弧的持續(xù)燃燒。當電網發(fā)生斷線、非全相、同桿線路的電容耦合等非接地故障，使電網的不對稱電壓升高，可能導致消弧線圈的自動調節(jié)控制器誤判電網發(fā)生接地而動作，這時將會在電網中產生很高的中性點位移電壓，造成系統(tǒng)中一相或兩相電壓升高很多，以致?lián)p壞電網中的其它設備。目前國外對3?35kV電網采取中性點直接接地的方式，國內也有少數地區(qū)釆取了經小電阻接地的方式，雖然抑制了弧光接地過電壓，克服了消弧線圈存在的問題，但卻犧牲了對用戶供電的可靠性。這種系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，人為增加短路電流使斷路器動作，不論負荷性質及重要性，一律切除故障線路而且也不能分辨出金屬性或弧光接地。使并不存在弧光接地過電壓危害的金屬性接地故障線路也被切除，擴大了停電范圍和時間。由于加大了故障電流，對于弧光接地則加劇了故障的燒損。消弧、消諧及過電壓保護裝置5.4.1概述消弧消諧選線及過電壓保護裝置注要應用于6?35kV中性點非有效接地電網，該裝置不僅能對該類電網中的各類過電壓（弧光接地過電壓、諧振過電壓、操作過電壓）加以限制，而且能夠準確選出系統(tǒng)的接地線路,有效地提高了該類電網的運行安全性及供電可靠性。工作原理本裝置對系統(tǒng)發(fā)生的弧光接地故障,首先分析弧光接地的性質,然后針對具體的接地類型,采取相應的處理方式,處理方式如下:如果系統(tǒng)發(fā)生不穩(wěn)定的間歇性弧光接地故障，則微機控制器判斷接地的相別，同時發(fā)出指令使故障相的真空接觸器閉合，從而完成消弧。數秒后，故障相的高壓真空接觸器斷開，系統(tǒng)恢復正常運行。真空接觸器快速動作將不穩(wěn)定的弧光接地轉化為穩(wěn)定的金屬性接地。如果接地故障是穩(wěn)定的弧光接地，微機控制器在判斷接地相別后，則裝置輸出開關量接點信號，也可根據用戶要求由微機向真空接觸器發(fā)出動作指令； 若故障消失，說明這一電弧接地故障是由過電壓沖擊引起的瞬時性接地故障，系統(tǒng)恢復正常運行；若故障相接觸器斷開后，系統(tǒng)再次在原故障相出現(xiàn)穩(wěn)定的電弧接地，則裝置認定此故障為永久性電弧接地故障，于是再次閉合故障相真空接觸器,等待值班人員處理。消諧原理本裝置采用的是微機二次消諧技術,當系統(tǒng)發(fā)生諧振時，微機消諧裝置在PT的開口三角繞組瞬間接入大功率的消諧電阻,利用消諧電阻破壞系統(tǒng)的諧振參數,消耗諧振功率,從而消除系統(tǒng)的諧振故障。主要具有以下特點:采用的是微機二次消諧技術,響應時間非?？欤C效果遠遠優(yōu)統(tǒng)于傳統(tǒng)的消諧裝置;對電壓互感器保護繞組（開口三角）的電壓輸出無任何影響,避免了傳統(tǒng)消諧技術影響電壓互感器保護繞組電壓輸出的缺點裝置的基本功能及特點?能將系統(tǒng)的大氣過電壓和操作過電壓限制到較低的電壓水平，保證了電網及電氣設備的絕緣安全。裝置動作速度快，可在30ms內快速消除間歇性弧光及穩(wěn)定性弧光接地故障，抑制弧光接地過電壓，防止事故進一步擴大，降低線路的事故跳閘率。能夠快速、有效地消除系統(tǒng)的諧振過電壓，防止長時間諧振過電壓對系統(tǒng)絕緣破壞，防止諧振過電壓對電網中裝設的避雷器及小感性負載的損傷。?裝置動作后，允許200A的電容電流連續(xù)通過至少2小時以上，用戶可以在完成轉移負荷的倒閘操作之后再處理故障線路。?能夠準確查找單相接地故障線路，對防止事故的進一步擴大，對減輕運行和維護人員的工作量有重要意義。?由裝置的工作原理可知，其限制過電壓的機理與電網對地電容電流的大小無關，因而其保護性能不隨電網運行方式的改變而改變，大小電網均可使用，電網擴容也沒有影響。?本裝置中的電壓互感器可以向計量儀表和繼電保護等裝置提供系統(tǒng)的電壓信號，能夠替代常規(guī)的PT柜。?裝置設備簡單，體積小，安裝、調試方便，即適用于變電站，同樣適用于發(fā)電廠的高壓廠用電系統(tǒng)；既適用于新建站，也適用于老電站的改造。?性價比高，相對于消弧線圈系統(tǒng)而言，性能價格比很高。5.5選擇過電壓裝置電力系統(tǒng)面臨的過電壓不僅僅是單相弧光接地過電壓，對于雷電過電壓、操作過電壓、諧振過電壓等等仍然是存在的。隨著國家關于斷路器推行'無油化”改造的不斷進行，原有的大量少油斷路器(SN系列)將逐步改造為ZN或vs系列真空無油斷路器，而真空斷路器在分斷感性小負載電流時產生的截流過電壓，也將危及到電氣設備的安全。因此合理的選擇和設置過電壓保護裝置，對于現(xiàn)有的電力網來說顯得異常重要。采用避雷器作為過電壓保護裝置，仍是目前電力系統(tǒng)的潮流和主要措施。氧化鋅避雷器(MOA)以其優(yōu)越的保護特性，是電網中避雷器的首選。MOA的種類繁多，對于限制操作過電壓各個廠家生產了專門用于保護電機、線路、電容器組以及電站用、配電用等不同類別的MOA，還有YW系列和HYW系列。在防爆、防潮、抗老化、抗污穢等性能方面，HYW系列遠遠優(yōu)于YW系列。從事故和大量MOA損壞的事例分析可以看出，正確選擇MOA的標稱電流、電壓等級、工頻放電電壓、雷電沖擊電流、適用范疇以及優(yōu)良的產品質量是保證MOA安全可靠運行的關鍵。通過對MOA的分析比較，熱電廠將母線上原設計選用的YW-10/31.5型MOA更換為HY=WZ-17/45型MOA后,MOA運行安全可靠，未發(fā)生MOA35損壞事件。5.6絕緣薄弱環(huán)節(jié)的絕緣從電力系統(tǒng)的電網來看，系統(tǒng)一次設備的絕緣相對較為薄弱，主要是因為粉塵污染造成部分絕緣子污閃以及高濕度的環(huán)境空氣降低了有效絕緣水平。針對這種具體情況，在高壓設備的工作場所采取了各種孔洞的封堵措施，最大程度的限制水汽、粉塵的進入，同時對容易贓污的裸露母線加裝了熱縮絕緣材料，避免相間空氣氣隙被過電壓擊穿。對于容易造成污閃的電氣設備（如電抗器支持瓷瓶），進行定期清掃除塵。通過這些措施，有效地提高了絕緣薄弱環(huán)節(jié)的絕緣水平。5.7行維護管理加強電氣設備的管理，是保障其安全正常工作的重要環(huán)節(jié)。在堅持既有的管理平臺基礎上，對于目前電力系統(tǒng)隨時可能遭受的過電壓沖擊的不利局面，從以下幾方面加強管理，有助于降低過