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浅谈35kV供电系统中过电压现象的预防(1)

北极星电力网技术频道    作者:杨树   2012/7/19 14:30:10   

【论文摘要】:在35kV供电系统中,过电压是很常见的故障现象,常见的过电压主要有谐振过电压、操作过电压、雷击过电压等。据统计, 35kV供电系统运行中谐振过电压和雷击过电压出现是最频繁的,这极大地影响了供电可靠性和电网运行的安全,大大降低用户的供电质量。本文作者根据自己的实践经验对 35KV供电系统过电压现象的防治进行总结。

在35kV供电系统中,过电压是很常见的故障现象,据统计, 35kV供电系统运行中谐振过电压和雷击过电压出现是最常见的,过电压的出现会极大地影响到供电可靠性和电网运行的安全,本文对这两种常见的、危害性较大的过电压现象产生的原因及防治措施做了详细介绍。

一、谐振过电压的防治措施研究

谐振过电压是指电网中的电感、电容元件,在一定电源的作用下,并受到操作或故障的激发,使得某一自由振荡频率与外加强迫频率相等,形成周期性或准周期性的剧烈振荡,出现共振现象,电压振幅急剧上升,产生谐振过电压。谐振过电压对电网造成的危害极大,诸如造成电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、电网设备绝缘损毁,甚至造成相间短路、保护装置误动作等等,从而破坏供电系统的正常运行,并且谐振过电压作用时间较长,直到发生新的操作或者谐振条件受到破坏,谐振才会暂时消失。

1.1 35kV供电系统中谐振过电压产生的原因分析

35kV供电系统中谐振过电压产生的常见的原因主要有:供电系统设计有缺陷及电网系统的改造,形成了一些不利的谐振回路;电压互感器励磁特性饱和点较低,容易产生过饱和。电网中的参数容易满足谐振条件 W1=1/ωc,例如:电网正常运行时WL=1/ωc,当电感线圈出现涌流使铁心饱和,其感抗减小,达到WL=1/ωc,系统易满足串联谐振条件;电网中电压互感器高压侧中性点接地数量太多。谐振时,容易造成三相对地电压不平衡,据统计,有些变电站35kV相电压最高达到41kV最低16kV,持续时间 15min左右。

1.2 宜采用的防治措施

一是减少同一系统中电压互感器高压侧中性点接地数量,除电源侧电压互感器高压侧中性点接地外,其它电压互感器中性点不接地。二是在电压互感器一次绕组中性点装设一次消谐器,在电压互感器开口三角绕组装设二次消谐器或消谐电阻,在电压互感器的开口三角形绕组中加装消谐电阻,它是一种非线性的电阻,其静态电阻仅几欧,而投入100V工频电压时,经过2~3s后电阻将缓慢上升到100Ω左右,做到既保证可靠消谐又能满足互感器的容量要求,不至于造成互感器过载。三是在35kV母线上加装一定的对地电容,利用变电站检修期间,在35kV母线上加装一定的对地电容。

二、35KV电网雷击过电压的防治研究

在35kV电网的输电线路中,雷击跳闸率占其总故障率的百分之八十以上,且经常伴有柱上开关、刀闸、避雷器、变压器、套管、瓷瓶等设备在雷电活动时损坏,6~35kV 电网,一般没有全线避雷线保护且线路绝缘水平较低,再加上如蜘蛛网状的网络结构,不但直击雷能造成雷害事故,且感应雷也能造成较大的危害。雷电过电压通常会造成设备介电强度下降,敏感设备中的电子器件损坏,保护装置、监控系统误动作甚至停机停产。

2.1 雷击过电压的种类

雷电过电压分为直击雷过电压和感应雷过电压,雷直接击于输电线路上,大量雷电流通过输电导线,经输电线路的阻抗接地,在阻抗上产生电压降,使被击点出现很高的电位,被击点对地的电压叫做直击雷过电压。因其电效应,热效应和机械效应等很容易造成线路毁坏和人员伤亡。一般防直击雷是通过避雷针,将雷电吸引到自己身上来,并将其安全导入地中去,从而起到屏蔽作用。雷击线路附近地面或线路杆塔时由于电磁感应在导线上引起的过电压,称之为感应雷过电压。感应过电压瞬间将线路变成“高压线”,严重威胁人身财产安全。为预防感应雷,应尽量将电缆埋入地下而不是“架空”,同时,添加室内线路防雷设施,安装专门的弱电保护设备等。

2.1 35KV电网雷击过电压产生的原因分析

2.1.1 避雷线

35kV 电网是农村和城市近郊重要电压等级电网,由于其线路不需全线架设避雷线,绝缘子片数少,三相不换位等原因使得线路的耐雷水平不高,在6~35kV 电网,沿线路一般都没有设置避雷线,主要是靠安装在线路上的避雷器进行保护,而这些避雷器一般安装在变电站的出线侧和配电变压器的高压侧,线路中间缺少保护,如线路遭受雷击,即使这些避雷器动作,那么线路绝缘子在较高的雷电过电压作用下也会击穿放电。

来源:《中国科技博览》
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