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消弧线圈“消除弧光接地过电压”的异议(2)

北极星电力网技术频道    作者:许颖(中国电力科学研究院)   2012/9/24 11:48:37   

这对正常(标准)绝缘(非弱绝缘)是无危险的[2,3,4]。但对弱绝缘是有危险的,由于种种原因会使绝缘老化,变为弱绝缘[4]。

4 应因地制宜地选择电网中性点接地方式

世界各国电力系统中性点接地方式,各个国家甚至同一个国家的不同城市都不尽相同。一个城市同级电压多种中性点接地方式并存。例如,上海35kV和10kV电网中性点消弧线圈接地和电阻器接地并存,北京10kV电网中性点消弧线圈接地和电阻器接地并存等,这主要是根据他们自己的运行经验和传统,“权衡利弊”,因地制宜选用的。

在电网发展的不同阶段,不同中性点接地方式的“利弊”是不同的。例如:

(1)在电网发展初期,电容电流较小,电网结构薄弱,一般采用中性点不接地运行。这时“利大于弊”。

(2)中性点不接地电力系统的缺点(弊病)是,单相接地时的故障电流随着线路长度增加和电力系统标称电压提高而增大,使电弧接地故障难以自动消除,有时继而发展为二相短路故障,“弊大于利”。为了解决这个问题,在1910~1920年间,选择了2条不同的途径:

一是中性点经消弧线圈接地,降低建弧率,减少跳闸。

二是中性点直接接地或经电阻器接地,快速将故障切除。这2种接地方式各具优缺点[1,2],对各国电力系统中性点接地方式选择有深远影响。

(3)在二战后,电力工业发展很快,20世纪60年代,一些原有配电电压等级不经济和走廊困难等原因,采用原有配电电压升压改造,由于绝缘水平的关系,降低过电压的需要,将中性点由不接地和消弧线圈接地方式改经电阻器接地或直接接地方式。

(4)在20世纪80年代之后,配电网结构发展和运行环境与初始发生了两大变化:

a.配电网多条电缆同沟并行形成环形或网格馈电,对用户供电可靠性不再是要求带单相接地故障运行几小时来保障,而是靠电网结构和自动控制来保障。电网中性点不接地(绝缘)和消弧线圈接地方式能带单相接地故障运行几小时的作用愈来愈小,而要求快速准确选线断开单相接地故障线路,避免单相接地电弧引发多相短路。

b.各种型式的电子系统的应用不断增加。这些系统包括计算机、通信设备、电子商务、控制系统、信息系统等,IEC标准中统称为信息系统。信息系统增加了对供电质量和可靠性的要求。同时要求降低接地故障入地电流造成的地电位升高。

为了适应这两大变化,法国从20世纪80年代开始,对20kV电网,对地电容电流小于50A时,采用中性点经120Ω电阻器接地方式,对地电容电流在50~200A之间时,则在电阻器旁并联补偿电抗器(消弧线圈)[5]。

日本20kV电缆和架空线路混合电网,直至1950年采用中性点不接地方式,随着电缆的增加,为防止接地继电器的误动、拒动和中性点位移,改用经40~90Ω低值电阻器接地方式。1969年改用经40Ω+460Ω电阻器接地方式,0.7s短接460Ω电阻器确保迅速准确选线断开单相接地故障线路[6]。

中国从1949年之后,“一刀切”地规定66kV及以下电网中性点不接地(绝缘)和经消弧线圈接地方式,实际是从前苏联过电压保护导则转过来的。

前苏联电站部1954年制订《导则》之后,中间公布过几个草案,直到1999年由俄罗斯才公布正式新导则[4]。新导则第五章6~35kV电网内过电压防护中,对6~35kV电网中性点接地方式有很大改动,列入了电网中性点不接地(绝缘)、谐振(消弧线圈)接地、电阻器接地3种方式,建议分别情况因地制宜选用。

在新导则[4]5.36~35kV电网电弧过电压防护中指出:“电弧过电压对正常(标准)绝缘是无危险的,但由于种种原因会使绝缘老化,变为弱绝缘(笔者注:导则中多次强调,运行10年以上的云母绝缘电动机,要特别注意这点),过电压限制器OПН(中国简称WGMOA)与电网中性点电阻器联合使用更有效。”还指出:“一些配电网、工企内部电网,以及发电厂厂用电系统,观察到这些地方常有由单相接地转发成相间或二相故障。因高次谐波残流大,补偿电容电流困难。……这些电网中性点宜用电阻器接地方式,其电阻大约为全网对地容抗。这样可降低电弧过电压和铁磁谐振过电压”。

5 结束语

综上所述,消弧线圈自动跟踪补偿或自动调谐使消弧线圈功能和应用上了一个新台阶,而“消除弧光接地过电压”却是误导。弧光接地过电压对正常(标准)绝缘(非弱绝缘)是没有危险的。以往的研究工作对接地电流的危害重视不够需加强。

每种中性点接地方式的系统,都具各自的优点和缺点。所以选用必须从实际出发,权衡利弊,择利大于弊,不应按电压等级“一刀切”。

来源:百度文库
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