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關(guān)于消弧消諧和弧光接地過(guò)電壓你必須知道的
- 內(nèi)容介紹
1.系統(tǒng)組成
（1）大容量非線(xiàn)性元件組成過(guò)電壓保護(hù)器，以限制大氣過(guò)電壓和操作過(guò)電壓。
（2）在系統(tǒng)正常時(shí)，分相真空接觸器均處于開(kāi)斷狀態(tài)，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。系統(tǒng)非正常運(yùn)行時(shí)，分相真空接觸器根據(jù)微機(jī)控制器的指令，瞬時(shí)合上，完成對(duì)系統(tǒng)過(guò)電壓限制。
（3）高能限壓器。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生間歇性弧光接地時(shí)，真空接觸器立即將高能限壓器投入到故障相，由限壓器將故障相的最高電壓限制在相電壓的70%左右，使弧道的恢復(fù)電壓上升到該值時(shí)就不再上升，保證電弧的可靠熄滅。這種限制弧道兩端恢復(fù)電壓的方法便于電網(wǎng)擴(kuò)容與改建。
（4）微機(jī)控制器。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地或諧振時(shí)，微機(jī)控制器根據(jù)電壓互感器傳來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行以下判別和處理：如果接地故障是穩(wěn)定的金屬性接地，微機(jī)控制器進(jìn)入小電流接地選線(xiàn)處理程序，迅速查找故障線(xiàn)路，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒運(yùn)行人員注意；如果接地故障是弧光接地，則微機(jī)控制器判斷接地的相別，并發(fā)出指令，使故障相的真空接觸器閉合高能限壓器，限制故障相的弧道的恢復(fù)電壓，使弧道的介質(zhì)恢復(fù)抗電強(qiáng)度大于弧道的恢復(fù)電壓，從而達(dá)到消弧的目的，過(guò)數(shù)秒鐘分開(kāi)故障相接觸器；微機(jī)控制器將檢測(cè)線(xiàn)路是否還有弧光接地，如果還有弧光接地則判斷為永久性接地，并發(fā)出指令使故障相的真空接觸器閉合使故障相永久直接接地；
如果系統(tǒng)發(fā)生諧振時(shí)，微機(jī)控制器快速接入消諧功能元件，進(jìn)行微機(jī)二次消諧，消除諧振。
（5）高壓限流熔斷器是整個(gè)裝置的后備保護(hù)器件，用來(lái)防止兩相短路事故。
（6）電壓互感器用于對(duì)系統(tǒng)電壓的檢測(cè)及采樣。
（7）高壓隔離開(kāi)關(guān)用于消弧消諧及過(guò)電壓保護(hù)裝置安裝維護(hù)時(shí)的投切。
2.作用及原理
消弧線(xiàn)圈是一種帶鐵芯的電感線(xiàn)圈。它接于變壓器（或發(fā)電機(jī)）的中性點(diǎn)與大地之間，構(gòu)成消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)。正常運(yùn)行時(shí)，消弧線(xiàn)圈中無(wú)電流通過(guò)。而當(dāng)電網(wǎng)受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時(shí)，中性點(diǎn)電位將上升到相電壓，這時(shí)流經(jīng)消弧線(xiàn)圈的電感性電流與單相接地的電容性故障電流相互抵消，使故障電流得到補(bǔ)償，補(bǔ)償后的殘余電流變得很小，不足以維持電弧，從而自行熄滅。這樣，就可使接地故障迅速消除而不致引起過(guò)電壓。另外，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的間歇性電弧是引起弧光接地過(guò)電壓的主要原因。由于消弧線(xiàn)圈的補(bǔ)償作用，可以基本上杜絕電弧的重燃，從而制止了間歇性電弧的產(chǎn)生，因此也不會(huì)產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓。由此可見(jiàn)，消弧線(xiàn)圈對(duì)過(guò)電壓保護(hù)具有一定的作用。
3.優(yōu)點(diǎn)
（1）降低了故障點(diǎn)殘流，有利于接地電弧的熄滅；
（2）避免了長(zhǎng)時(shí)間燃弧而導(dǎo)致相間弧光短路；
（3）對(duì)于金屬性接地，系統(tǒng)可帶故障運(yùn)行兩小時(shí)，減少了跨步電壓差。
4.缺點(diǎn)
（1）容易產(chǎn)生串聯(lián)諧振過(guò)電壓和虛幻接地現(xiàn)象；
（2）放大了變壓器高壓側(cè)到低壓側(cè)的傳遞過(guò)電壓；
（3）使小電流選線(xiàn)裝置靈敏度降低甚至無(wú)法選線(xiàn)；
（4）用電感電流去抵消電容電流時(shí)，對(duì)于弧光接地時(shí)的高頻分量部分無(wú)法抵消，因而不能有效地限制弧光接地過(guò)電壓。
5.適用范圍
（1）只能用于線(xiàn)路消弧
只能用于電容電流＜30A的系統(tǒng)線(xiàn)路消弧，工頻過(guò)電壓小于線(xiàn)電壓的1.1倍；暫態(tài)過(guò)電壓是相電壓的3.5倍。電容電流＞30A的系統(tǒng)，單相金屬性接地，健全相工頻電壓也會(huì)很高，系統(tǒng)無(wú)法承受，故不能使用故障相接地消弧方法。
（2）直配高壓電機(jī)的變電所不能使用
一旦電機(jī)繞組發(fā)生單相接地，消弧裝置動(dòng)作短接一部分電源，短路電流可達(dá)幾千安乃至幾十千安，燒壞電機(jī)定子槽燒壞電機(jī)。
（3）小容量變壓器的變電所不能使用
如果變壓器繞組發(fā)生單相接地，故障相接地消弧方法動(dòng)作后等于短接一部分電源，短路電流可達(dá)幾千安乃至幾十千安，燒壞變壓器絕緣造成事故，本來(lái)油變壓器拉弧可自愈不會(huì)造成事故，燒壞電機(jī)絕緣和定子槽造成電機(jī)報(bào)廢。特別是小容量的10/0.38kV的變壓器，只有后備瓦斯保護(hù)，一旦繞組發(fā)生單相接地，消弧動(dòng)作短接一部分電源，微機(jī)保護(hù)又不會(huì)動(dòng)作，只有瓦斯保護(hù)動(dòng)作時(shí)間很長(zhǎng)會(huì)造成很大的事故。因此故障相接地消弧方法只能用于線(xiàn)路消弧，但是線(xiàn)路總是與變壓器或電機(jī)相連接。
（4）退出消弧時(shí)可能引發(fā)PT鐵磁諧振。退出消弧時(shí)刻系統(tǒng)對(duì)地電容儲(chǔ)存的電荷只能通過(guò)PT泄放，可能引發(fā)PT諧振。
（5）100ms以上時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)消弧，數(shù)據(jù)采集要10ms以上，判斷運(yùn)算及中間繼電器響應(yīng)時(shí)間20ms以上，接觸器動(dòng)作合閘時(shí)間80ms以上，因此100ms以上時(shí)間才能實(shí)施消弧，而不是30ms，30ms是給接觸器合閘信號(hào)的時(shí)間。
（6）影響系統(tǒng)運(yùn)行方式，故障相接地消弧方法消弧時(shí)是一種病態(tài)運(yùn)行狀態(tài)。
（7）消弧功能的過(guò)電壓保護(hù)是避雷器，消諧是在PT開(kāi)口加裝小電阻。
6.消弧消諧裝置不能重復(fù)使用，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
（1）發(fā)生弧光接地時(shí)，各臺(tái)消弧消諧裝置均會(huì)動(dòng)作，運(yùn)行人員無(wú)法找到真正的故障點(diǎn)。
（2）發(fā)生弧光接地時(shí)，1臺(tái)消弧消諧裝置發(fā)生誤動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致相間短路的事故發(fā)生。
（3）發(fā)生2處以上弧光接地時(shí)消弧裝置引起相間短路。
（1）大容量非線(xiàn)性元件組成過(guò)電壓保護(hù)器，以限制大氣過(guò)電壓和操作過(guò)電壓。
（2）在系統(tǒng)正常時(shí)，分相真空接觸器均處于開(kāi)斷狀態(tài)，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。系統(tǒng)非正常運(yùn)行時(shí)，分相真空接觸器根據(jù)微機(jī)控制器的指令，瞬時(shí)合上，完成對(duì)系統(tǒng)過(guò)電壓限制。
（3）高能限壓器。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生間歇性弧光接地時(shí)，真空接觸器立即將高能限壓器投入到故障相，由限壓器將故障相的最高電壓限制在相電壓的70%左右，使弧道的恢復(fù)電壓上升到該值時(shí)就不再上升，保證電弧的可靠熄滅。這種限制弧道兩端恢復(fù)電壓的方法便于電網(wǎng)擴(kuò)容與改建。
（4）微機(jī)控制器。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地或諧振時(shí)，微機(jī)控制器根據(jù)電壓互感器傳來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行以下判別和處理：如果接地故障是穩(wěn)定的金屬性接地，微機(jī)控制器進(jìn)入小電流接地選線(xiàn)處理程序，迅速查找故障線(xiàn)路，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒運(yùn)行人員注意；如果接地故障是弧光接地，則微機(jī)控制器判斷接地的相別，并發(fā)出指令，使故障相的真空接觸器閉合高能限壓器，限制故障相的弧道的恢復(fù)電壓，使弧道的介質(zhì)恢復(fù)抗電強(qiáng)度大于弧道的恢復(fù)電壓，從而達(dá)到消弧的目的，過(guò)數(shù)秒鐘分開(kāi)故障相接觸器；微機(jī)控制器將檢測(cè)線(xiàn)路是否還有弧光接地，如果還有弧光接地則判斷為永久性接地，并發(fā)出指令使故障相的真空接觸器閉合使故障相永久直接接地；
如果系統(tǒng)發(fā)生諧振時(shí)，微機(jī)控制器快速接入消諧功能元件，進(jìn)行微機(jī)二次消諧，消除諧振。
（5）高壓限流熔斷器是整個(gè)裝置的后備保護(hù)器件，用來(lái)防止兩相短路事故。
（6）電壓互感器用于對(duì)系統(tǒng)電壓的檢測(cè)及采樣。
（7）高壓隔離開(kāi)關(guān)用于消弧消諧及過(guò)電壓保護(hù)裝置安裝維護(hù)時(shí)的投切。
2.作用及原理
消弧線(xiàn)圈是一種帶鐵芯的電感線(xiàn)圈。它接于變壓器（或發(fā)電機(jī)）的中性點(diǎn)與大地之間，構(gòu)成消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)。正常運(yùn)行時(shí)，消弧線(xiàn)圈中無(wú)電流通過(guò)。而當(dāng)電網(wǎng)受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時(shí)，中性點(diǎn)電位將上升到相電壓，這時(shí)流經(jīng)消弧線(xiàn)圈的電感性電流與單相接地的電容性故障電流相互抵消，使故障電流得到補(bǔ)償，補(bǔ)償后的殘余電流變得很小，不足以維持電弧，從而自行熄滅。這樣，就可使接地故障迅速消除而不致引起過(guò)電壓。另外，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的間歇性電弧是引起弧光接地過(guò)電壓的主要原因。由于消弧線(xiàn)圈的補(bǔ)償作用，可以基本上杜絕電弧的重燃，從而制止了間歇性電弧的產(chǎn)生，因此也不會(huì)產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓。由此可見(jiàn)，消弧線(xiàn)圈對(duì)過(guò)電壓保護(hù)具有一定的作用。
3.優(yōu)點(diǎn)
（1）降低了故障點(diǎn)殘流，有利于接地電弧的熄滅；
（2）避免了長(zhǎng)時(shí)間燃弧而導(dǎo)致相間弧光短路；
（3）對(duì)于金屬性接地，系統(tǒng)可帶故障運(yùn)行兩小時(shí)，減少了跨步電壓差。
4.缺點(diǎn)
（1）容易產(chǎn)生串聯(lián)諧振過(guò)電壓和虛幻接地現(xiàn)象；
（2）放大了變壓器高壓側(cè)到低壓側(cè)的傳遞過(guò)電壓；
（3）使小電流選線(xiàn)裝置靈敏度降低甚至無(wú)法選線(xiàn)；
（4）用電感電流去抵消電容電流時(shí)，對(duì)于弧光接地時(shí)的高頻分量部分無(wú)法抵消，因而不能有效地限制弧光接地過(guò)電壓。
5.適用范圍
（1）只能用于線(xiàn)路消弧
只能用于電容電流＜30A的系統(tǒng)線(xiàn)路消弧，工頻過(guò)電壓小于線(xiàn)電壓的1.1倍；暫態(tài)過(guò)電壓是相電壓的3.5倍。電容電流＞30A的系統(tǒng)，單相金屬性接地，健全相工頻電壓也會(huì)很高，系統(tǒng)無(wú)法承受，故不能使用故障相接地消弧方法。
（2）直配高壓電機(jī)的變電所不能使用
一旦電機(jī)繞組發(fā)生單相接地，消弧裝置動(dòng)作短接一部分電源，短路電流可達(dá)幾千安乃至幾十千安，燒壞電機(jī)定子槽燒壞電機(jī)。
（3）小容量變壓器的變電所不能使用
如果變壓器繞組發(fā)生單相接地，故障相接地消弧方法動(dòng)作后等于短接一部分電源，短路電流可達(dá)幾千安乃至幾十千安，燒壞變壓器絕緣造成事故，本來(lái)油變壓器拉弧可自愈不會(huì)造成事故，燒壞電機(jī)絕緣和定子槽造成電機(jī)報(bào)廢。特別是小容量的10/0.38kV的變壓器，只有后備瓦斯保護(hù)，一旦繞組發(fā)生單相接地，消弧動(dòng)作短接一部分電源，微機(jī)保護(hù)又不會(huì)動(dòng)作，只有瓦斯保護(hù)動(dòng)作時(shí)間很長(zhǎng)會(huì)造成很大的事故。因此故障相接地消弧方法只能用于線(xiàn)路消弧，但是線(xiàn)路總是與變壓器或電機(jī)相連接。
（4）退出消弧時(shí)可能引發(fā)PT鐵磁諧振。退出消弧時(shí)刻系統(tǒng)對(duì)地電容儲(chǔ)存的電荷只能通過(guò)PT泄放，可能引發(fā)PT諧振。
（5）100ms以上時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)消弧，數(shù)據(jù)采集要10ms以上，判斷運(yùn)算及中間繼電器響應(yīng)時(shí)間20ms以上，接觸器動(dòng)作合閘時(shí)間80ms以上，因此100ms以上時(shí)間才能實(shí)施消弧，而不是30ms，30ms是給接觸器合閘信號(hào)的時(shí)間。
（6）影響系統(tǒng)運(yùn)行方式，故障相接地消弧方法消弧時(shí)是一種病態(tài)運(yùn)行狀態(tài)。
（7）消弧功能的過(guò)電壓保護(hù)是避雷器，消諧是在PT開(kāi)口加裝小電阻。
6.消弧消諧裝置不能重復(fù)使用，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
（1）發(fā)生弧光接地時(shí)，各臺(tái)消弧消諧裝置均會(huì)動(dòng)作，運(yùn)行人員無(wú)法找到真正的故障點(diǎn)。
（2）發(fā)生弧光接地時(shí)，1臺(tái)消弧消諧裝置發(fā)生誤動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致相間短路的事故發(fā)生。
（3）發(fā)生2處以上弧光接地時(shí)消弧裝置引起相間短路。