中压系统过电压防护及智能监控.docx

《中压系统过电压防护及智能监控》EAT一特六柱全相双安全保护装置??目??录一、中压系统过电压的特点二、过电压防护、避雷器与绝缘配合三、电机保护在绝缘配合上的困难四、准确选线是解决方案的关键五、避雷器的安全运行与智能监控六、用户系统相间过电压的产生及防护七、结论一、中压系统过电压的特点1、中性点不直接接地系统的优点在我国，6~35KV中压系统，普遍采用的是中性点不直接接地方式。这种中性点不直接接地系统的特点，是当系统发生单相接地时，允许运行2小时。电力系统中约60%的故障为单相接地。中性点不直接接地系统发生单相接地故障时线电压不变，不影响用电设备的正常工作，可以保持供电，因此具有较高的供电可靠性。许多临时性单相接地故障会自行消除，或通过消弧线圈的帮助而消除，自动恢复正常运行状态。2、中压系统主要过电压类型铁磁谐振过电压。主要出现在电磁式电压互感器上，过电压产生的原因是由于电源中性点出现了位移过电压。操作过电压。6~35KV中压系统也即用户系统，由于操作频繁带来操作过电压，如投切电容器组，分合闸电机等。真空断路器的广泛使用也带来了更多的危及设备绝缘的操作过电压。弧光接地过电压。在中性点不直接接地系统的单相接地故障中，绝大部分为电弧不稳定，处于时燃时灭的状态，这种间歇性电弧接地使系统工作状态时刻在变化，导致电感电容元件之间的电磁振荡，形成遍及全系统的过电压。3、弧光接地过电压是中压系统的主要威胁由于单相弧光接地的电弧过程有强烈的随机性，过电压倍数也具有统计性质，可达3.5倍以上。弧光接地过电压造成事故的很多，如母线绝缘子、断路器对地放电引发短路。弧光接地过电压持续时间可能很长，如不采取措施，可能危及设备绝缘，引起相间短路。弧光接地过电压会对运行中的避雷器造成严重威胁，使得避雷器在设计上出现绝缘配合上的困难，影响了对其它过电压的保护效果。二、过电压防护、避雷器与绝缘配合1、绝缘配合GB311.1《高压输变电设备的绝缘配合》关于绝缘配合的定义是这样的：????按照电力系统中出现的各种电压（工作电压和过电压）和保护装置的特性来确定电气设备的绝缘水平，称为绝缘配合。在这里，保护装置的特性也即过电压的防护是现代电网绝缘设计和配合的基础。2、过电压防护过电压防护的基本原理是设法将形成过电压的电磁能量泄放掉或消耗掉，以达到削弱过电压幅值的目的。电力避雷器是最重要的过电压保护装置，确定电气设备绝缘水平的基础是避雷器的保护水平。即设备的绝缘水平与避雷器的保护水平进行配合。避雷器的保护水平包括雷电冲击保护水平和操作冲击保护水平，由避雷器在相应冲击电流下的残压等因素决定。无间隙氧化锌避雷器是现代电力避雷器的主导产品。3、氧化锌避雷器的特征参数与绝缘配合典型的氧化锌避雷器U-I曲线示意图三、电机保护在绝缘配合上的困难电力系统65%以上的电能消耗于电机上，更集中在中压用户系统，因此电机的过电压防护是一个重大的课题，到目前为止，对于电机的过电压保护极为勉强。1、绝缘配合裕度极小以额定电压Un为10.5kV电动机为例，电机的操作冲击耐压值为：?????????????????（2Un+1)*1.15*0.75=26.8kV（峰值）限于氧化锌避雷器目前的制造水平，避雷器 U1mA取值为18.6kV，操作保护水平为25kV，保护裕度极小。相对于FCD、YHC等其它避雷器，无间隙氧化锌避雷器的保护效果仍是最好的。2、避雷器的运行环境极为苛刻由于氧化锌避雷器的动作值只能取到18.6kV，当系统出现2倍的过电压升高时，避雷器就会开始动作，出现更高倍数的弧光接地过电压时，如不能及时采取措施，避雷器就会发生热崩溃。同一10KV线路的母线避雷器，其动作值大于25KV，在出现弧光接地过电压时电机型避雷器将成为系统的最薄弱点而首先动作，如持续时间长就会出现热崩溃，这也是在中压系统避雷器事故率远高于直接接地的高压系统的一个主要原因。因此中压系统的过电压防护必须针对弧光接地过电压这一主要矛盾来设计系统解决方案。四、准确选线是解决方案的关键1、准确选线是关键解决弧光接地问题，目前的主要手段有消弧线圈、触点消弧、小电阻接地。这三种方式各有优缺点，如果能准确选线，就能根据故障回路的特性，综合判断后采取不同措施迅速消除故障。目前选线方案几乎都为小电流选线，在大的背景噪声下去捕捉微小的信号用作判据，选线的准确率很难提高。2、脉冲电流选线装置简介脉冲电流选线装置既克服了小电流选线装置选线不够准确的缺点，又保持了中性点不直接接地系统在发生单相接地故障时能保持2小时供电的优点。该装置的核心技术是在于对系统故障的快速判断及对高压可控硅的准确控制（10mS导通)。脉冲电流选线装置工作原理调试波形调试波形注：蓝色为开口零序电压波形，黄色为主回路零序电流波形，绿色为预处理器采集的电压波形单相接地故障处理时序