12.1_间歇电弧接地过电压产生机理.ppt

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12.1_间歇电弧接地过电压产生机理

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

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