12.1_间歇电弧接地过电压产生机理.ppt

第12章 电力系统操作过电压 电力系统存在电感和电容储能元件，当正常操作或故障时，电路状态发生变化，引起过渡过程； 可能在系统中出现超过正常工作电压的过电压； 操作过电压的特点: 1）持续时间短 2）操作过电压的幅值与系统相电压幅值有一定倍数关系； 3）操作过电压的幅值具有一定的分散性；一般认为过电压幅值近似服从正态分布； 4）电压等级不同，不同的操作过电压重要性不同。 5）操作过电压是决定电力系统绝缘水平的依据之一，对超高压系统起决定作用； 操作过电压产生的基本原理与过电压最高幅值的估算 结论： 在线路（电容）上的最大过电压幅值等于： 2稳态值-初始值 其中： 稳态值为在过渡过程结束后线路电容上应该达到的稳定电压； 初始值为线路电容在出现暂态过程前上的初始电压。 12.1 间歇性电弧接地过电压 过电压产生的机理 影响过电压的因素 防护措施 1.间歇性电弧接地过电压产生的机理 单相接地电弧的发展过程： 发展过程一般是： 间歇性电弧接地（0.2～２s） ↓ 稳定电弧接地（2～10） ↓ 金属性接地（永久性接地） 间歇性电弧接地过电压的危害 最危险的是发生单相间歇性电弧接地，健全相上过电压可达3～4p.u. 故障点高频振荡电流可达数百安培 间歇性电弧接地过电压产生的机理 电弧电流在过零点时，电弧自动熄灭； 同时，由于电动力和热空气的作用，接地电弧被拉长，在几秒内能自行熄灭； 当故障点电压恢复速度绝缘恢复速度时，电弧再次重燃； 这种间歇电弧引起的电磁暂态过程会引起较高的过电压。 1）t=t1 时刻 燃弧瞬间： 燃弧前 uA(t1-)= 1.0Um 燃弧后 uA(t1+)= 0 燃弧前 uB(t1-)= -0.5Um 燃弧后 uB(t1+)= -1.5Um 燃弧前 uC(t1-)= -0.5Um 燃弧后 uC(t1+)= -1.5Um 燃弧后过电压最大幅值 2稳态值-初始值 uA(t1m)= 0 uB(t1m)= -2.5Um uC(t1m)= -2.5Um 2） t=t2 时刻 A相电压达到负峰值，电流刚好过零，电弧熄灭。 熄弧前 uA(t2-)= 0Um 熄弧前 uB(t2-)= 1.5Um 熄弧前 uC(t2-)= 1.5Um 熄弧后，线路上存储的电荷无处泄漏； 于是，电荷在三相对地电容平均分配； 分配结果是三相导线对地有共同的偏移电压UN ： 分析结论： 在t3以后，每隔半个周期交替出现电弧的熄灭与重燃； 过渡过程与上面完全重复，且过电压的幅值也与之相同。 非故障相最大过电压为3.5倍 p.u. 故障相最大过电压为2.0倍 p.u. 影响间歇电弧接地过电压的因素 电弧熄灭与重燃的相位； 系统的相关参数。考虑线间电容时在同样条件下过电压还要低； 振荡过程由于回路损耗，振荡幅值小于“2稳态值-初始值”计算出的结果； 中性点接地方式。仅存在于中性点不接地系统。 标准中对间歇性电弧接地过电压复制的规定： DL/T620-1997规定： 66kV 及以下系统发生单相间歇性电弧接地故障时，可产生过电压，过电压的高低随接地方式不同而异。一般情况下最大过电压不超过下列数值： 不接地系统 3.5p.u. 消弧线圈接地系统 3.2p.u. 电阻接地系统 2.5p.u. 具有限流电抗器、电动机负荷，且设备参数配合不利的3kV～10kV 某些不接地系统，发生单相间歇性电弧接地故障时，可能产生危及设备相间或相对地绝缘的过电压。对这种系统根据负荷性质和工程的重要程度，可进行必要的过电压预测，以确定保护方案。 实测过电压幅值达3～4p.u. 主要理论假说： （1）彼德逊（ W.Ptersen ）1917年高频电流过零熄弧理论，理论分析过电压倍数5～6p.u. ； （2）美国人J.F.Peters和 J.Slepian于1923年提出的工频电流过零熄弧理论； 2. 限制间歇性电弧接地过电压的措施 采用中性点有效接地方式； 直接接地 经小电阻接地 采用中性点经消弧线圈接地方式； 消弧线圈的应用场合 3kV～10kV 不直接连接发电机的系统和35kV、66kV 系统，当单相接地故障电容电流不超过下列数值时，应采用不接地方式；当超过下列数值又需在接地故障条件下运行时，应采用消弧线