關(guān)于消弧消諧和弧光接地過電壓你必須知道的
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- 內(nèi)容介紹
1.系統(tǒng)組成
（1）大容量非線性元件組成過電壓保護(hù)器，以限制大氣過電壓和操作過電壓。
（2）在系統(tǒng)正常時，分相真空接觸器均處于開斷狀態(tài)，不會對系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。系統(tǒng)非正常運(yùn)行時，分相真空接觸器根據(jù)微機(jī)控制器的指令，瞬時合上，完成對系統(tǒng)過電壓限制。
（3）高能限壓器。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生間歇性弧光接地時，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，微機(jī)控制器根據(jù)電壓互感器傳來的電壓信號進(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)入小電流接地選線處理程序，迅速查找故障線路，同時發(fā)出報(bào)警信號提醒運(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，過數(shù)秒鐘分開故障相接觸器；微機(jī)控制器將檢測線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，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裝置的后備保護(hù)器件，用來防止兩相短路事故。
（6）電壓互感器用于對系統(tǒng)電壓的檢測及采樣。
（7）高壓隔離開關(guān)用于消弧消諧及過電壓保護(hù)裝置安裝維護(hù)時的投切。
2.作用及原理
消弧線圈是一種帶鐵芯的電感線圈。它接于變壓器（或發(fā)電機(jī)）的中性點(diǎn)與大地之間，構(gòu)成消弧線圈接地系統(tǒng)。正常運(yùn)行時，消弧線圈中無電流通過。而當(dāng)電網(wǎng)受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時，中性點(diǎn)電位將上升到相電壓，這時流經(jīng)消弧線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電壓的主要原因。由于消弧線圈的補(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，因此也不會產(chǎn)生弧光接地過電壓。由此可見，消弧線圈對過電壓保護(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）避免了長時間燃弧而導(dǎo)致相間弧光短路；
（3）對于金屬性接地，系統(tǒng)可帶故障運(yùn)行兩小時，減少了跨步電壓差。
4.缺點(diǎn)
（1）容易產(chǎn)生串聯(lián)諧振過電壓和虛幻接地現(xiàn)象；
（2）放大了變壓器高壓側(cè)到低壓側(cè)的傳遞過電壓；
（3）使小電流選線裝置靈敏度降低甚至無法選線；
（4）用電感電流去抵消電容電流時，對于弧光接地時的高頻分量部分無法抵消，因而不能有效地限制弧光接地過電壓。
5.適用范圍
（1）只能用于線路消弧
只能用于電容電流＜30A的系統(tǒng)線路消弧，工頻過電壓小于線電壓的1.1倍；暫態(tài)過電壓是相電壓的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很高，系統(tǒng)無法承受，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，本來油變壓器拉弧可自愈不會造成事故，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，消弧動作短接一部分電源，微機(jī)保護(hù)又不會動作，只有瓦斯保護(hù)動作時間很長會造成很大的事故。因此故障相接地消弧方法只能用于線路消弧，但是線路總是與變壓器或電機(jī)相連接。
（4）退出消弧時可能引發(fā)PT鐵磁諧振。退出消弧時刻系統(tǒng)對地電容儲存的電荷只能通過PT泄放，可能引發(fā)PT諧振。
（5）100ms以上時間才能實(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)時間20ms以上，接觸器動作合閘時間80ms以上，因此100ms以上時間才能實(shí)施消弧，而不是30ms，30ms是給接觸器合閘信號的時間。
（6）影響系統(tǒng)運(yùn)行方式，故障相接地消弧方法消弧時是一種病態(tài)運(yùn)行狀態(tài)。
（7）消弧功能的過電壓保護(hù)是避雷器，消諧是在PT開口加裝小電阻。
6.消弧消諧裝置不能重復(fù)使用，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：
（1）發(fā)生弧光接地時，各臺消弧消諧裝置均會動作，運(yùn)行人員無法找到真正的故障點(diǎn)。
（2）發(fā)生弧光接地時，1臺消弧消諧裝置發(fā)生誤動將會導(dǎo)致相間短路的事故發(fā)生。
（3）發(fā)生2處以上弧光接地時消弧裝置引起相間短路。
（1）大容量非線性元件組成過電壓保護(hù)器，以限制大氣過電壓和操作過電壓。
（2）在系統(tǒng)正常時，分相真空接觸器均處于開斷狀態(tài)，不會對系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。系統(tǒng)非正常運(yùn)行時，分相真空接觸器根據(jù)微機(jī)控制器的指令，瞬時合上，完成對系統(tǒng)過電壓限制。
（3）高能限壓器。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生間歇性弧光接地時，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，微機(jī)控制器根據(jù)電壓互感器傳來的電壓信號進(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)入小電流接地選線處理程序，迅速查找故障線路，同時發(fā)出報(bào)警信號提醒運(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，過數(shù)秒鐘分開故障相接觸器；微機(jī)控制器將檢測線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，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裝置的后備保護(hù)器件，用來防止兩相短路事故。
（6）電壓互感器用于對系統(tǒng)電壓的檢測及采樣。
（7）高壓隔離開關(guān)用于消弧消諧及過電壓保護(hù)裝置安裝維護(hù)時的投切。
2.作用及原理
消弧線圈是一種帶鐵芯的電感線圈。它接于變壓器（或發(fā)電機(jī)）的中性點(diǎn)與大地之間，構(gòu)成消弧線圈接地系統(tǒng)。正常運(yùn)行時，消弧線圈中無電流通過。而當(dāng)電網(wǎng)受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時，中性點(diǎn)電位將上升到相電壓，這時流經(jīng)消弧線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電壓的主要原因。由于消弧線圈的補(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，因此也不會產(chǎn)生弧光接地過電壓。由此可見，消弧線圈對過電壓保護(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）避免了長時間燃弧而導(dǎo)致相間弧光短路；
（3）對于金屬性接地，系統(tǒng)可帶故障運(yùn)行兩小時，減少了跨步電壓差。
4.缺點(diǎn)
（1）容易產(chǎn)生串聯(lián)諧振過電壓和虛幻接地現(xiàn)象；
（2）放大了變壓器高壓側(cè)到低壓側(cè)的傳遞過電壓；
（3）使小電流選線裝置靈敏度降低甚至無法選線；
（4）用電感電流去抵消電容電流時，對于弧光接地時的高頻分量部分無法抵消，因而不能有效地限制弧光接地過電壓。
5.適用范圍
（1）只能用于線路消弧
只能用于電容電流＜30A的系統(tǒng)線路消弧，工頻過電壓小于線電壓的1.1倍；暫態(tài)過電壓是相電壓的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很高，系統(tǒng)無法承受，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，本來油變壓器拉弧可自愈不會造成事故，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，消弧動作短接一部分電源，微機(jī)保護(hù)又不會動作，只有瓦斯保護(hù)動作時間很長會造成很大的事故。因此故障相接地消弧方法只能用于線路消弧，但是線路總是與變壓器或電機(jī)相連接。
（4）退出消弧時可能引發(fā)PT鐵磁諧振。退出消弧時刻系統(tǒng)對地電容儲存的電荷只能通過PT泄放，可能引發(fā)PT諧振。
（5）100ms以上時間才能實(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)時間20ms以上，接觸器動作合閘時間80ms以上，因此100ms以上時間才能實(shí)施消弧，而不是30ms，30ms是給接觸器合閘信號的時間。
（6）影響系統(tǒng)運(yùn)行方式，故障相接地消弧方法消弧時是一種病態(tài)運(yùn)行狀態(tài)。
（7）消弧功能的過電壓保護(hù)是避雷器，消諧是在PT開口加裝小電阻。
6.消弧消諧裝置不能重復(fù)使用，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：
（1）發(fā)生弧光接地時，各臺消弧消諧裝置均會動作，運(yùn)行人員無法找到真正的故障點(diǎn)。
（2）發(fā)生弧光接地時，1臺消弧消諧裝置發(fā)生誤動將會導(dǎo)致相間短路的事故發(fā)生。
（3）發(fā)生2處以上弧光接地時消弧裝置引起相間短路。