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    公司新聞

    地磅遙控器不接地的危害及其對策

    發布時間:2019-09-17 閱讀:237

        在整個運行系統中,當系統出現地磅遙控器單相接地或間歇性電弧接地時,就會導致系統三相對地參數不對稱,因而接地點將流入電容電流,而且隨著地磅遙控器系統規模的擴大,電力線路的增加以及電纜線路的大量投運,系統對地電容電流也會變得越來越大。單相接地電容電流對電力系統安全運行危害較大,當系統出現單相接地或間歇性接地時容易引起接地過電壓和系統諧振等現象;因此,電力系統運行管理部門對此應引起高度重視,做到定期對地磅遙控器電容電流進行測試,并根據電容電流的大小及系統情況及時采取措施,如配置消弧線圈等。
         一、單相接地磅遙控器電容電流及其危害:
        正常運行的電力網,在不考慮系統參數和相電壓誤差的情況下,三相對地電容及電容電流大小相等。在系統未接地時,三相對地電容電流數值相等,相位相差
        120°,其矢量和為零,中性點無電流流入;如果發生單相接地,則中性點電位升為相電壓,其它兩相電壓將在振蕩過程后上升為線電壓,流過接地點電容電流為其它兩相相電壓在其對地電容上產生的電流矢量和,在不穩定單相接地過程中,將對電網造成間隙性電弧接地過電壓等嚴重危害,主要體現在以下幾方面。
        1、系統間歇性接地時弧光接地過電壓
        按照有關電力運行規程規定,6~35kV配電網當系統出現單相接地或間歇性接地時,為了提高對用戶供電可靠性,規程允許系統繼續運行或限制時間運行。系統出現間歇性接地時三相線路對地電容不對稱,接地點流入電容電流。由于是間歇性接地,在接地變化過程中不斷產生拉弧現象,如果流過接地點的電容電流較大,電弧強度也隨之增大,接地點電弧有可能無法自行熄滅,伴隨產生的弧光接地過電壓可達相電壓的3~5倍或高,有時持續時間很長,嚴重威脅系統安全運行。這種情況的存在,往往會造成電網緣薄弱環節被擊穿,甚至發展成相間短路,電弧接地過電壓還可能引起電纜、避雷器等電力設備爆炸、變電站斷路器柜燒毀等情況發生,給電網、電力設備和用電客戶造成重大損失。
        2、熱電流效應及導致地磅遙控器接地網電壓升高
        6~35kV配電網發生單相接地故障時,由于允許系統繼續運行或限制運行時間,接地點電容電流將持續存在。電流較大,電流維持時間越長,接地點的熱效應作用就會越突出。尤其在城市配電網中,大量采用電纜供電,電纜受散熱條件限制,接地點熱效應對其熱破壞及老化作用十分明顯。此外,由于存在接地電阻,流入接地點的電流使整個接地網的電壓抬高,這不僅對電力設備而且對人身安全構成一定威脅。
        3、地網中雜散地磅遙控器電流的危害
        在我國很多地區如安徽省北部,煤礦用戶較多,保證煤礦安全供電對煤礦系統安全生產至關重要。在煤礦供電系統中若出現單相接地故障時,通過接地點流入的電容電流,在大地中形成雜散電流;產生的細小火花有可能引燃瓦斯、煤塵等易燃物,間歇性接地過電壓形成的接地電弧同樣也會引起瓦斯煤塵爆炸,其后果不堪設想。
        4、鐵磁諧振過地磅遙控器電壓
        配電網出現單相接地故障時,相對地電壓升高,可能造成系統中電壓互感器(以下稱TV)的鐵心出現飽和情況,致使阻抗變小,系統電感發生變化。當系統中TV的參數和系統對地電容出現匹配時,就有可能引起系統鐵磁諧振過電壓,燒損TV等電力設備,使系統不能安全運行。
        二、地磅遙控器電容電流測試的基本方法
        1、測試的必要性
        接地地磅遙控器電容電流對系統安全運行的危害是客觀存在的、也是不容忽視的。因此,電網運行管理人員需要掌握系統對地電容電流的大小和它的特性,并根據系統運行方式,及時采取相關措施,讓這種危害降低到zui低程度。通常我們可以通過對供電線路的型號、長度等進行統計,估算出對地電容和電容電流的大小。但是,由于受系統運行方式、線路實際長度、線路布置以及下述多種因素的影響,估算結果往往與實際數據相差較大;因此,要想準確、掌握實際數據,有必要對系統接地電容電流進行實測,而且還必須進行定期測試。
        (1)因為近年來電力系統發展速度加快,用電客戶大量增加,供電線路數量和長度增長很快,線路對地電容隨之增加,因此對配電網電容電流應進行定期測試。
        (2)在某些地區特別是煤礦用戶較多的地區,存在煤礦變電站對周圍用戶轉供電的情況,供電部門掌握的用戶線路長度往往小于實際線路長度,不利于管理部門采取技術改造措施。
        (3)對于城市電網中的電纜線路,電力部門掌握的只是主干線路狀況,對一些分支回路則無法準確掌握,用戶分支電纜較多。以安徽淮北供電公司南湖變電站10kV配電線路為例,通過估算該變電站10kV系統接地電容電流在30~33A左右,但實測時達到了50A以上,為了確保數據盡可能的真實準確,我們請安徽省電力公司技術主管部門對該系統進行復測,數據仍然在50~54A范圍內。據此,我們對該變電站消弧線圈補償計劃進行了調整,增加了消弧線圈補償容量。
        (4)地磅遙控器配電網的對地電容和TV的參數匹配時會產生TV鐵磁諧振過電壓,為了驗證該配電系統是否會發生TV諧振及發生什么性質的諧振,也必須準確測量配電網的對地電容值,以便選擇合適的設備。
        2、測試地磅遙控器基本方法
        地磅遙控器電容電流測量的方法有多種,如較早時期的人為單相金屬接地的直接法、中性點外加電容法等間接方法,特別是人為單相金屬接地的直接法測量比較準確。這些方法都有共同特點,就是要接觸到一次設備,對電力設備和人身安全、系統安全運行等都有一定的威脅,如金屬接地法,就是將被測系統的出線線路人為地進行單相金屬接地,,然后通過電流互感器直接測量接地的電容電流,此時系統中若有另外一相出現接地,就有可能造成線路跳閘,對用戶造成停電。
        隨著地磅遙控器測量技術和電子技術的發展,新的測量技術和測量儀器應運而生,現在常用的是異頻注入法,即在系統的TV二次線圈開口三角處注入低電壓的變頻測量信號,采用高性能A/D采樣回路和數字信號處理器,對注入的測量信號進行計算分析,從而得出被測結果??紤]到測量的安全性,采用低電壓異頻注入,并考慮到系統安全性,注入的測量信號有效值<1V。
        另外,測量地磅遙控器工作是在高壓設備不停電情況下進行的,測試時是從TV的二次側測量系統的電容電流,工作人員不需要接觸高壓設備,工作時不存在對系統和人身的安全威脅,測試時間較短,工作安全性和工作效率大大提高。測試時由于注入的是微弱的異頻測試信號,因此不會對系統繼電保護和TV本身產生任何影響,又不受50Hz工頻信號的干擾。
        3、測試地磅遙控器綜合結果及分析
        我們曾經組織安徽淮北供電公司對6~35kV系統接地電容電流進行普測工作,采用上海思源電氣公司的CI-2000測量系統,儀器電容電流測量量程為1~200A;滿足現場要求,儀器測量信號輸出端有短路保護、過電壓保護,其本身故障不影響TV二次開口三角回路內的其它裝置正常運行,當系統發生單相接地故障時,不影響TV正常運行,也不會損壞儀器。為了使測試數據盡可能準確,對每個系統都進行了3次測試,以便對各次數據進行比對。
        (1)由于很難掌握地磅遙控器變電站6~35kV系統出線線路實際長度,測試前只能對各變電所6~35kV系統接地電容和電容電流進行范圍估算,上述4個變電站估算的電容電流較大,測試結果也證實這4個變電站電容電流較大,其中2個變電站35kV系統電容電流超標,需要安裝消弧線圈來補償電容電流;另2個變電站10kV系統電容電流也較大,考慮到該系統還有部分線路未運行,線路全部運行時系統電容電流可能還要增加,應對系統進行跟蹤測試,縮短電容電流測試周期。
        (2)由于很難掌握地磅遙控器系統運行時影響電容電流大小有關參數的實際數據,導致估算出的系統電容電流基本上會比實測數據偏小。測試時,我們已盡可能安排在zui大運行方式下進行測量,即便如此,由于受系統線路投運數量及用戶線路是否全部投運等因素影響并考慮到今后用戶的增加,在配置消弧線圈設備時,也應適當選取量程較大的設備。
        (3) 在今后配網改造擴容及用戶線路增加時,應根據電容電流測試結果,采取技術措施,同步考慮系統電容電流補償問題。
        4、測試注意事項
        對電容電流進行測試和掌握實際參數,對6~35kV電力系統中性點運行方式和過電壓防護工作具有重要參考價值。為了使測試數據盡可能準確、地反映系統真實情況,測試時還應注意以下事項。
        (1)測試前,測試人員應向有關部門了解和掌握被測系統線路導線長度、型號及布置等參數,并初步估算線路對地電容及電流大小。
        (2)選擇合適的儀器,儀器應便于操作,量程符合現場需要,測量誤差要小,信號不受現場環境干擾。測試時還應認真作好各項準備工作,做好測試表格,測試時盡可能測出系統運行方式變化情況下不同組的數據,對不同數據進行比對。
        (3)對地磅遙控器系統是否有無消弧線圈、有無消諧器、TV開口三角電壓、系統接線方式等情況進行詳細記錄,便于對數據的分析。此外也可以采用不同廠家儀器對同一系統進行測試,將數據進行比對,以便判斷儀器是否準確可靠。
        三、采取的對策
        1、消弧地磅遙控器線圈作用
        根據相關電力運行規程要求,不接地系統電容電流達到10A(35kV)、及30A(10kV),系統中性點必須安裝消弧線圈。當系統出現單相接地后,接地點流過電容電流,中性點出現電壓位移,安裝在中性點的消弧線圈便提供一電感電流,使接地點電容電流補償到較小的數值,防止接地弧光短路,同時減低弧隙電壓恢復速度,提高弧隙緣強度,防止電弧重燃,造成間歇性接地過電壓。消弧線圈的嵌位作用,還可以有效地防止鐵磁諧振過電壓的產生。
        2、地磅遙控器消弧線圈的配置
        (1)消弧線圈的配置應綜合考慮系統運行方式和未來負荷增加情況、系統電容電流的估算大小及電容電流實測大小等多種因素。目前,系統內常用的主要有人工調匝式固定補償消弧線圈和自動調諧補償的消弧線圈裝置。
        (2)早期電力系統發展較慢,用戶線路的長度相對固定,系統運行方式變化也較小,電容電流變化不大,因此采用固定補償系統工作方式,這種選擇比較經濟合理,也滿足系統安全運行要求。這類消弧線圈采用過補償方式,其過補程度的大小取決于電網正常穩態運行時不使中性點位移電壓超過相電壓的15%。采用過補償方式是為了避免在切除線路時因電容電流減少造成全補償或接近全補償的情況。缺點主要是當電網因線路跳閘或運行方式變化時系統參數改變,脫諧度無法控制,中性點電壓過高,三相電壓不平衡,偏差較大。隨著技術的進步和經濟發展,這種系統已逐漸不再使用。
        (3)近年來地磅遙控器電力系統發展很快,電力負荷快速增加,線路變化較大,對消弧線圈的技術要求高,產生了新的跟蹤電網電容電流自動調諧的裝置。這類裝置有兩種,一種是隨動式補償系統,即自動跟蹤電網電容電流的變化,控制系統通過調整消弧線圈檔位及時調節補償容量,使消弧線圈運行在諧振點上,為了限制過電壓幅值,使其符合要求,消弧線圈中串一阻尼電阻,增加電網阻尼率。電網發生單相接地故障后,控制系統將電阻短接掉,達到zui佳補償效果,該系統的消弧線圈不能帶高壓調整。還有一種是動態補償系統,即通過自動控制系統,當電網正常運行時,消弧線圈遠離諧振點,避免各種諧振過電壓;當電網發生單相接地后,瞬間調整消弧線圈到zui佳狀態,使接地電弧自動熄滅;這種系統要求消弧線圈能帶高電壓快速調整,從根本上避免了串聯諧振產生的可能性。
        目前系統中運行的大部分是隨動式補償系統,采用的主要有調容和調匝兩種形式,前者調節范圍較大;當系統電容電流變化較大,運行方式改變較多,選用調容型消弧線圈較合適。
        (4)為防止系統諧振過電壓,還可以采取其它配套措施,如在母線TV開口三角處安裝二次消諧器;在同一系統中減少TV高壓側中性點接地數量,特別是電力監察部門應加強對用戶變電站中TV高壓側中性點接地情況的檢查,明確要求用戶變電站TV中性點不應接地。
        四、結束語

        6~35kV地磅遙控器電力系統隨著規模擴大,電纜設備投入運行增多,并且由于地磅遙控器接地方式的特殊性,其單相接地電容電流越來越大,對系統安全運行的危害也不斷增加。因此,運行管理部門應定期對地磅遙控器系統電容電流進行測試,掌握系統實際狀況,并采取相應對策,確保該系統安全運行。






                                                            (本文內容來源于網絡,如有侵權請聯系我們刪除)

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