配电网间歇性电弧接地过电压抑制措施的仿真研究
小电阻接地配电网中间歇性电弧接地的仿真与研究
摘
要： 从理论 出发 ， 阐述 了发 生在 小电阻接地系统 中间歇 性电弧接地 的状态， 仿真模拟 间歇性 电弧接地经小 电阻接地配 电网 中的影 响， 同
时提 出 ～些 改进 建 议 。 关 键 词 ．Ｊ电阻 ： 歇 性 电弧 ： 真 ； 究 ， 、 间 仿 研
１ 前 言
１变压 器 ： 内有 ２台三 相二 绕组 有载 调 压油 浸 电力 变压 器 ， ） 站 其铭 牌 是 Ｓ ７２ ００３ ； ｙ ｌ； 路 阻 抗 （ 牌 ）２６％， 实测 ） Ｚ — ００／ ５Ｄ ｎ １短 铭 １． ４ （
地故 障 电流 限制 在 ２ ０ Ａ 以 内。近几 年 ， ０ ０ 上海 市 区供 电公司 管辖 内 ｌｋ Ｏ Ｖ系统 大部分 为小 电阻接 地系 统 ， 地 电阻 （．±０Ｉ ｎ。 接 ５ ７ ． ）
二三十 年代 ， 当时 ２ ｖ及 ６ Ｖ采 用 电阻接 地 系统 。到 了 ２ 世 纪 ３ ｋ ｋ Ｏ
２ 接地 电阻 ： 压器 １ 低压 绕组 中性点采 用经 小电阻接 地 ） 变 ０ Ｖ， ｋ 方式 运行 ，小 电阻数值 为 ５ ｎ，型 号 Ｚ — ／ ，接地 电阻 下 安装 ． ７ Ｘ１ １ ５ Ｌ Ｊ 一０ ０ ／ 流变 ， １ ｋ ｚｃ １ ４０ ５ 供 ０ ｖ零流保护用 ， 接地 电流 限制在 ｌ０ Ａ ０ 。 ０
于丧失 了热稳定性 电阻的 电阻 值升高 。 么此 时小 电阻抑制 间歇性 那
为其 是非 线性 电 阻。 根据 工频 熄 弧理 论 ， 用 ４组开 关来 模拟 间歇 使
假 接 地过 电压 的优 势将 会 失去 ，甚至 电阻烧 毁后 配 网成 为不 接地 系 性 电 弧 。同样 ， 设 一段 母线 一 侧支 路 的 Ａ相 发 生 单相 弧 光接 地 故障。 统 ， 么 由此 产生 的弧光 过电压将 对整个 电网产 生极 大危害 。 那 开关 Ｋ在 ０ ０ 闭合 ， ．５ ２ Ｓ Ａ相接地 ， 生 电弧 （ 产 即燃 弧）在 ０ １ ， ． ５ ２ ｓ 随着 城市 电网中 电力 电缆 广泛 使用 ， 电缆 间歇 性接 地 越来 越 电弧 熄 灭 （ 即熄 弧） 半 个 工 频 周 期 （ １ ｓ 后 ， ； 即 ０ｍ ） 开 频 繁 。因此研 究分 析 小 电阻接 地配 网系 统 中 由于 电缆 间歇 性接 地 开 关 Ｋ 断 开 ， 关 Ｋ 闭合 ， 电弧重 燃 ， 同样 经过 半 个 工频 周 期之 后 ， 关 Ｋ 断开 ， 开 所 引起 的故 障现象 对 电 网的安 全可 靠运 行 是非 常有 意义 的 。
配电网间歇性电弧接地过电压抑制措施的仿真研究
本 文 的过 电压 仿真 计算 以广 东 中 山港 ｌＯ Ｖ变 ｌｋ
电站 ｌｋ Ｉ Ｏ ＶＩ 段母线上架空线和电缆的间歇性电弧接 地故障为例进行。 每段 ｌｋ Ｏ Ｖ母线配置一台接地变压 器 以取得 人 工中性 点 ， 由 于接地 变 压器 对 限制 单 相
接地 故 障 电流 不起 作用 ．主 要 靠消 弧线 圈的补 偿 。 为分 析 问题 方便 ．忽 略接地 变 压器 的影 响。 以 Ａ 相 对 地 开关 Ｋ 的断 与合 来表 征熄和 燃 弧状 态 。单相接 地 点 的选取 原 则 是 ：最 长架 空线 和最 长 电缆 出线 的 末端 。中 山港 变 电站 的系 统 网络 图如 图 １ 。
行 了计 算 。
配 电网的过 电压有其特 殊性，由于电缆线路几
乎无 雷 击闪络 ．外过 电压 并不 是 主要 方 面 ，而配 电 网本 身 含较 多 的绝缘 薄 弱环 节 如绝 缘 强度 较 差 的 旧 式 电气 设备 、电缆接 头 、旋 转 电机和 配 电变 压器 等 ， 以及 污秽 也是 一 个威 胁 因 素 ．因此 ，不得 不考 虑 内 过 电压水 平 问题 ，在 某些 情 况 下还 不 得不 将其 限制 到 很低 水平 。实 践证 明 ，６ ５ Ｖ 中压 配 电系统主 ￣３ｋ 要存 在 的 内过 电压 是 间歇 性 电弧 接地 过 电压 和 铁磁 谐振 过 电压 ．而许 多研 究表 明 ，在所 有的操 作 过 电 压 中 ．间歇 性 电弧接 地 过 电压 由于持 续 时 间 长且遍 及 全 网 ，危 害性 更大 。为适 应 对 中性 点 接地 方式 研
熄 弧之 后在 故障 相 （ 相 ）的第 一个 电压峰值 Ａ 时刻 电弧 重燃 ，此 时接 地 开 关 台 。从时 间上 来 看 ， 高频熄 弧是 每隔 半个 频 周 波重燃 一 次 。 １ ．． 工频 燃 熄 弧计算 条件 ．１ ２ ２
电弧接地过电压分析研究
电弧接地过电压分析研究电力系统中的大部分故障是单相接地故障，在中性点不接地系统中发生单相接地故障时，常出现电弧的燃烧与熄灭的不稳定状态。
这种间歇性的电弧将导致系统中电感、电容回路的电磁振荡过程，产生遍及全电网的间歇性电弧接地过电压，对电气设备的绝缘也造成威胁。
标签：电弧接地过电压;消弧线圈。
引言运行经验表明，电力系统中的大部分故障是单相接地故障，在中性点不接地系统中发生单相接地故障时，将有数值不大的接地电容电流流过故障点。
这时故障相的对地电压变为0，而另外两相的对地电压升高到线电压。
但系统三相电源电压仍维持对称，不影响对用户继续供电。
因此允许带故障运行一段时间（一般1.5 ～2 h），以便运行人员查明故障并进行处理，这就大大提高了供电可靠性。
随着中国城市电网及农村电网改造力度的加大，以及城市现代化进程的快速推进，地下电缆得到了广泛应用，导致配电网系统电容电流越来越大。
由于电容电流的增大，当系统发生单相接地时不能可靠熄弧，使故障扩大，使其成为相间短路而导致线路跳闸，从而造成事故扩大。
1电弧接地过电压产生的原因在中性点不接地系统中，当发生一相对地短路故障时，常出现电弧，经过故障点的电容电流处于某一范围内时，电弧既不能自动熄灭，又不会形成稳定持续的电弧，可能出现电弧的燃烧与熄灭的不稳定状态。
由于系统中存在电容和电感，这种间歇性的电弧将导致系统中电感、电容回路的电磁振荡过程，产生遍及全电网的间歇性电弧接地过电压。
此时可能引起线路某一部分的振荡，当电流振荡零點或工频零点时，电弧可能暂时熄灭，之后事故相电压升高后，电弧则可能重燃，这种现象为间歇性电弧接地。
单相接地时流过故障点的容性电流与系统运行相电压和各相对地电容成正比。
电弧接地过电压的发展过程和幅值大小与熄弧的时间有关。
随着情况不同，有两种可能的熄弧时间，一种是电弧在过渡过程中的高频电流过零时即可熄灭;另一种是电弧要到工频电流过零时才能熄灭。
工频电流过零时熄弧的情况来说明这种过电压的发展机理。
某实际间歇性弧光接地事故仿真分析与对策研究
电弧 自行 熄 灭 困 难 ，增 加 了形 成 弧 光 接 地 过 电 压
的 风 险 Ｊ ，可 能 造 成 电 气 绝 缘 损 伤 、电 压 互 感 器 １ 理论 基 础
饱 和 、激 发 铁 磁 谐 振 、避 雷 器 爆 炸 等 事 故 。 。
件 Ｐ Ｃ Ｄ Ｅ Ｔ Ｃ 建 立 了仿 真 模 型 ，详 细研 究 了 间歇 性 弧 光 接 地 引起 的 过 电 压 和 故 障 消 失 激 发 的铁 磁 谐 ＳＡ ／Ｍ Ｄ
振 造 成 的 谐 振 过 电压 ，并 与 金 属 性 接 地 故 障 时 激 发铁 磁 谐 振 的 情 况 进 行 了 对 比研 究 。提 出 采 用二 次 消
陈筱平 ，刘雅洁 颖 ，钟 涛 ，汪 ，张大猛
（ ．南充 电业局 ，四Ｊ １ ｌ Ｉ南充 ６ ７０ ；２ ３０ ０ ．四川大学 电气信息学 院，四川 成都 ６ ０ ６ ） １０ ５ 摘要 ：针 对实际工程 中某 ｌ０ｋ １ Ｖ变电站 因单相接地故 障引起 的弧光接地过 电压和铁磁谐振过 电压 ，及其 导致的 多条 １ Ｖ线路 电流保护和主 变低后备保护动 作原因与对 策开展 研 究。用通 用的电磁 暂 态仿真软 ０ｋ
中 图 分 类 号 ：Ｔ ７ ２ Ｍ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
电 站 １ Ｖ 线 路 发 生 的 故 障 ，查 找 导 致 电 流 保 护 ０ｋ
动 作 和 主变 低 后 备 保 护 动 作 的 原 因 ，并 研 究 应 对
基 于文 献 ［ ８～１ ］ 对 电 弧 性 接 地 故 障 和 文 １
随着 电 网 结 构 的 改 变 ，配 网 发 生 间歇 性 弧 光 策 略 。
配电网间歇性重燃电弧模型的建立与断续弧光接地故障特征分析研究
配电网间歇性重燃电弧模型的建立与断续弧光接地故障特征分析研究张彪;周申培;吴细秀;侯博文;侯慧;邱进;丁心志【期刊名称】《电网技术》【年(卷),期】2024(48)5【摘要】电弧间歇性重燃是配电网单相接地故障最显著的特征。
现有的电弧模型甚少考虑电弧间歇性重燃特性,导致无法精确描述断续弧光接地特征,进而影响继电保护动作。
为此,论文提出一种间歇性重燃电弧模型的建立方法,并在此基础上对断续弧光接地故障特征进行了分析。
弧道阻抗的随机变化是电弧间歇性重燃的重要标志,故论文重点围绕弧道阻抗变化的随机性和重燃时间间隔的随机性开展间歇性重燃电弧模型的研究。
黑盒电弧模型中,Cassie-Mayr联合模型能完整的描述电弧电流从大电流到小电流的变化过程,但存在从大电流变化为小电流的判据模糊,转换过程突变的问题。
为此,论文通过引入连续过渡函数解决上述问题。
同时,为描述弧道电阻的变化特性,利用Fermi函数对联合模型中Mayr模型和Cassie模型进行权重分配。
以改进的Cassie-Mayr单次燃弧模型为基础,根据工频熄弧理论,通过设置燃弧时间长短表征间歇性重燃的随机性,从而建立了间歇性重燃电弧模型。
利用该模型,对典型10kV配电网单辐射型网架结构的接地故障进行模拟仿真,采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)和小波包分析提取了不同条件下故障电压、电流、高次谐波、零序分量以及频率分布等故障特征。
研究结果表明:改进后Cassie-Mayr联合模型不但解决了电弧电流从大电流到小电流的转换突变问题,且不同模型权重占比的分配更能准确地表征实际燃弧弧道阻抗变化的随机性;通过设置电弧燃弧时间长短,准确地描述间歇性重燃的随机性;电弧断续时刻为非整数周期下的过电压、过电流幅值高于整数周期;电缆线路增大了故障线路电流,过电流可达3.81~7.20pu,不利于熄弧;大电流系统故障相零序电流主频在0~400Hz,小电流系统故障相零序电流主频在1200~1600Hz。
浅析间歇性弧光接地过电压的产生原因及其预防措施
Ｂ相和 Ｃ相对地 电压达 到最大 电压后 会很 陕衰减 ，最终 以线 电压 大 小稳定 运行 。 相 比于 Ｅ 通过 接地点 的工频 电流相位滞 后 ９ ０ ￣ 。 当经 历 整个 工频 周期的一半 时 ，即达到 ｔ ｌ 时， Ｂ 、 ｃ相 电压 变为 一 １ ５ ｕ ， ｉ 值 为 零， 电弧会 自动熄灭 ， 即完成工频熄弧。 但处于断弧瞬间时， 因Ｂ 、 ｃ 相电 压均为一 １ ． ５ Ｕ ， 而 Ａ相电压缺为零 ， 因２ Ｃ ￣ － Ｉ ． ５ Ｕ ＿ ３ Ｃ ｏ ｉ ３ 储存 的 电荷无 法释放 出去 ， 只能 加载 在三 相 对地电容间， 进而在电网中产生直流电压分量， 其数值大小 为 ｃ － ＿ ｕ 因此， 工频熄弧后， 导线对地稳态电压由两部分构成 ， 分别为各相电 源 电势和 直流 电压 分量一 Ｕ 断弧后 瞬间 ， Ｂ 、 Ｃ相的 电源 电势为— Ｑ ５ ｕ ， 叠加结果为一 １ ５ Ｕ 而 Ａ相电源电势 Ｕ ， 与直流电压分量－ Ｕ 叠加后数 值为零。所以， 断弧后瞬间， Ａ 、 Ｂ 、 ｃ三相电压的初始值均与瞬态值相同， 不 会 出现 各相对 地电压值 改变的情 况。之后 ， 再 经 历半个工频周 期 ， 即 达到 ｔ ２ 时， Ｂ 、 Ｃ相 对地 电压会 升至 ＿ ２ Ｕ 此 时弧光 可能重 燃 ， Ｂ 、 ｃ 相 电 ￣ ． － ｏ ｓ ｕ 趋于线电压的瞬时值 １ ５ Ｕ ， 之后再衰减至线电压运行。往后 每隔半个工频周期依次发生熄弧和重燃 ， 故障相最大过电压 Ｕ ； ｍ ＝ ２ Ｕ ， 非故障相最大过电压 Ｕ Ｕ ． ＝ ３ ． ５ ｕ 妒 通过 匕 述分 析可 以发 现 ，过 电压最 大值在 很大 程度上 取决 于电弧 的熄 灭与 重燃 的时 间 。ｌ Ｏ ｋ Ｖ供 电线 路发 生 间歇性 孤 光过 电压 可高 达
配电网铁磁谐振及弧光接地过电压特征识别与抑制方法
配电网铁磁谐振及弧光接地过电压特征识别与抑制方法作者：张小磊来源：《硅谷》2014年第14期摘要近年来，我国的电网规模不断扩大，电力系统建设越来越频繁，而电压过压可能对整个电网系统造成致命的威胁。
当前社会对于电力系统的稳定性要求越来越高，智能电网的建设速度越来越快，电力系统的运行安全受到了人们极大的关注。
文章主要针对配电网铁磁谐振以及弧光接地过电压的特征进行识别和抑制方法研究，为配电网系统的电力安全运行提供保证，满足智能电网在建设过程中的各种要求。
关键词配电网；铁磁谐振；弧光接地；抑制方法中图分类号：TM864 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0141-01随着我国对科学技术的高度重视，近年来我国的各个科学领域都得到了较大的发展，从传统对波形图的分析来看，主要针对波形图的分析内容有幅值、平均值、有效值、频谱等信息。
通过电压在线监测系统的采集结果来看，所获得数据均可反映出真实的情况，其最接近实际的工作。
而对于铁磁谐振的分析主要采用的方法是相平面法、图解法等，通常这些方法直观、简捷是对模拟实验方法的一种很好的补充。
目前国内对于铁磁谐振的研究重在非线性所造成的混沌、分叉等领域，对于单相铁磁振谐、三相铁磁领域的研究不足，相信随着科学技术的成熟，这些研究不足领域将会逐渐得到补充研究。
1 过电压信号的特征识别我们在进行过电压信号识别的时候主要是通过计算机或者是其他装置对图形、图像、物体、语言、字形等信息进行自动识别。
目前采用的识别方法主要有专家系统、神经网络、模糊数学、遗传算法以及支持向量机等，采用神经网络进行过电压信号识别，最有成效的属误差回传BP神经网络[1]。
对过电压信号特征识别时，采用人工神经网络进行识别，所建立起的神经网络模型由大量的节点或者称神经元组成，其中网络中每个节点表均代表了一个通过连接信号的加权值（权重），此节点相当于人工神经网络的记忆，网络的输出由网络的权重值、连接方式以及激励函数确定。
间歇性弧光接地过电压的分析与治理
间歇性弧光接地过电压的分析与治理作者：刘俊明来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第07期摘要：随着中国经济的快速增长和各种电力设施的需求不断增长，现有配电网的数量不再跟上经济发展的步伐。
然而，作为影响非灰色中子栅格系统的主要原因，由间歇性电弧过载主导的线栅问题并没有得到充分考虑。
因此，有必要研究间歇性电弧的原因，并制定相应的预防措施。
关键词：间歇性;过电压;防治由于普遍采用补偿或非自动跟踪弧光灯弧光灯清算、不想要的保护机制，电弧和过电压保护装置使用现有的过电压保护装置、微计算机控制技术和相应的灰色断路器构成了一组自动设备，将非直接连接和相间的相对电压限制在略高于输电线路正常电压的水平上，这种网络既能保持益处的系统连接和限制无直接不同类型的尽可能最低的水平，更好地应对威胁设备和安全运作，提高可靠性和电力供应这类网络。
1 弧光接地过电压的产生与危害1.1 弧光接地过度电压的产生如果系统在不少于直接支付间歇性减少电力系统曾多次在电弧炉和死亡，但该系统是否有能力多次电荷深刻和重新分配对违约所产生的感应炉能力之路的高频、随着复苏人数的增加冲击的价值不断上升。
对于航空公司来说，过电压通常可以达到3到3.5倍的相位电压。
在绝缘体破裂或电弧再利用的情况下，由电线主导的电网，在过渡过程中使用高频电流，可以达到数百个灯泡。
通过零电弧关闭高频电流的概率有了很大的提高，当电缆的电弧下降时，非缺陷相位的过电压可以达到四倍以上。
1.2 弧光接地过电压的危害高电压加剧了固体绝缘的累积损伤，如电缆。
关于非直接相关的中立系统，我国目前的规则通常规定，单相地面故障允许运行两个小时。
架空线路和电缆之间没有区别，也不清楚它们是否通过电弧或金属连接到地球上。
固体绝缘的累积损伤，如电缆，因持续的高电压而加剧。
在最后的分析中，地板的破裂是由一个薄弱的绝缘环节引起的，在非故障阶段，这变成了短路事故。
电弧的激增导致了熔融或火灾。
电压变压器的饱和点通常在1.6到1.8之间。
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压出现的概率 ,间接地减小了高倍过电压出现的 概率 。所以在系统发生弧光接地故障时 ,可以有 效地限制过电压倍数 。
小 。但采用消弧线圈后 ,出现这种严重情况的重 燃率很低 。因此 ,消弧线圈的作用主要并不是降 低电弧接地过电压 ,而是由于它在易于熄弧和防 止重燃方面的有利作用 ,使重燃次数大为降低 ,过 电压持续时间大为缩短 ,从而降低了高幅值过电
本文的过电压仿真计算以广东中山港 110kV 变电站 10kV Ⅱ段母线上架空线和电缆的间歇性
电弧接地故障为例进行分析 。每段 10kV 母线配 置 1 台接地变压器以取得人工中性点 ,由于接地 变压器对限制单相接地故障电流不起作用 ,主要 靠消弧线圈的补偿 ,为分析问题方便 ,忽略接地变 压器的影响 。以 A 相对地开关 K 的断和合来表 征熄和燃弧状态 。单相接地点的选取原则是 :最 长架空线和最长电缆出线的末端 。中山港变电站 的系统网络图如图 1 。
γ= 5 %
1. 9450 2. 4492 1. 9623 2. 2163 1. 9650 2. 5739 1. 9623 2. 3228
γ= 10 %
1. 9716 2. 4492 1. 9710 2. 1492 1. 9716 2. 5752 1. 9710 2. 3241
从表 2 和图 4 可以得出如下结论 : 3 . 2 . 1 在补偿网络中发生电弧重燃时 ,健全相过 电压幅值与中性点绝缘时的过电压相比有所减
图 1 中山港变电站 10kV 配电网接线示意图
对用于 Saber 计算的主变 110kV 侧电源系统
本文的 Saber 数值仿真软件对 Petersen 高频
阻抗 Xq 、主变等值参数 、架空线和电缆等值参数 、 熄弧理论及 Peters & Slipian 工频熄弧理论所描 自动调谐接地补偿装置参数进行了计算 ,计算过 述的过电压瞬态发展过程进行了真实的模拟 。
2. 6189 2. 4698 3. 0427 2. 8704
图 2 等值计算电路模型
注 :r ———系统电源和线路等效电阻 L ———系统电源漏电感和线路电感 L H ———消弧线圈的电感 g ———线路泄漏电导 C ———线路对地电容 Z ———线路负荷 K ———接地开关
从表 1 和图 3 可以得出如下结论 : 3 . 1 . 1 电网中性点绝缘时 ,按照高频熄弧理论计 算的过电压值比按照工频熄弧理论计算的过电压 值要高 。应当补充的是 ,按照高频熄弧理论计算 出来的过电压并不是最严重的 。事实上 ,当发生 闪络时 ,如 A 相的电压较最大值稍微偏早或偏 迟 ,健全相的过电压将更大 。 3 . 1 . 2 在电弧的点燃和熄灭过程中 ,系统中积聚 的能量是产生严重电弧接地过电压的重要原因 。 在图 3 中的 U0 (中性点电压) 就反映了这种积聚 能量 。第一次接地电弧熄灭之后 , U0 即可达 ≥ 1p . u ;然后 ,随着重燃次数的增加而增加 ,使故障 相的恢复电压和健全相的稳态电压明显增大 ,产 生严重的电弧接地过电压 ,最大可达 3. 0427p . u 。
程及结果从略 。
模拟配电网中电弧接地电压数值仿真的全过
2 . 2 两种理论对应的计算模型
程为 :
2 . 2 . 1 燃熄弧计算条件
熄弧条件有二 : Petersen 理论 ( 高频熄弧理 论) 以及 Peters 和 Slepian 理论 (工频熄弧理论) 。 以重燃时间来区分两个理论 ,每隔工频半个周波 重燃一次 ,对应于高频熄弧理论 ;每隔一个工频周 波重燃一次 ,对应于工频熄弧理论 。
【Abstract】 Through artificial data of develop ment process of intermittency elect ric arc’s eart h2 ing over - voltage of dist ribution network , t he paper researches limited voltage’s effect of over voltage’s rest rain measurement , and analyses influence of neut ral point eart hing style on over -
volt age .
【Keywords】 Dist ribution Net Intermittency elect ric arc’s eart hing over - voltage Neut ral
point eart hing style Artificial
1 前言
在 ,况且在某些情况下还不得不将其限制到很低 水平 。实践证明 ,6～35kV 中压配电系统存在主
了很多问题 。这些情况使原有的中性点接地方式 研讨提供了有利的分析工具 。
已显得不适应形势 ,从而对配电网绝缘配合和中 性点接地方式提出了新的研究课题 。
2 过电压的仿真计算
配电网的过电压有其特殊性 ,因为电缆线路 几乎无雷击闪络 ,故外过电压并不是主要方面。 对配电网而言 ,由于其本身含较多的绝缘薄弱环 节如绝缘强度较差的旧式电气设备 、电缆接头 、旋 转电机和配电变压器等 ,以及污秽也是一个威胁 因素 ,因此 ,内过电压水平问题才是主要的问题所
长期以来 ,依据现行的《电力设备过电压保护 要的内过电压是间歇性电弧接地过电压和铁磁谐
技术规程》(DL/ T620 - 1997) ,我国中压配电网一 振过电压 ,而许多研究表明 ,在所有的操作过电压
直采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式 。近 中 ,间歇性电弧接地过电压由于持续时间长 ,遍及
些年来 ,由于配电网络发展迅速 ,城市电网 、厂用 全网 ,危害性更大 。为适应对中性点接地方式研
《青 海 电 力》2002 年 1 第 4 期
48. 69A 。运行中发生单相接地故障时往往发展 成两相短路 ,强大的故障电流将接地引线熔断 ,为 了避免电弧接地过电压的发生 ,该站决定将中性 点接地方式改造为通过自动调谐及接地选线成套 装置接地 。为此 ,本文利用 Saber 数值仿真软件 对改造前后的过电压进行了计算 。
频 5 次燃熄弧) 。
表 1 母线上出现的最大过电压倍数
单位 :p . u
熄弧方式 故障线路 中性点电压 故障相电压 健全相电压
工 频 高 频
电缆 架空线 电缆 架空线
2. 1098 2. 0174 2. 3873 2. 3812
1. 7386 1. 8315 2. 压抑制措施的仿真研究
9
配电网间歇性电弧接地过电压 抑制措施的仿真研究
Artif icial Research of Restra in Measurement of Intermittency Electric Arc’s Earthing Over - voltage of Distribution Net
电系统的电缆线路急剧增加 ,所占线路比重越来 讨的需要 ,适应配电网接地方式以及有效地抑制
越大 。特别是沿海地区 ,许多企业进口了高压电 电弧接地过电压 ,本文对配电网间歇性电弧接地
缆 、GIS 组合电器等设备 ,由于引进设备的技术指 过电压进行了数值仿真研究及实例计算分析 ,它
标与现有规程的绝缘配合不相适应等原因 ,出现 为电弧接地过电压的计算和对中性点接地方式的
配电网间歇性电弧接地过电压抑制措施的仿真研究
11
时刻电弧重燃 ,此时接地开关合 。从时间上来看 , 高频熄弧是每隔半个工频周波重燃一次 。
(2) 工频燃熄弧计算条件 ①故障条件 同高频熄弧的故障条件 。 ②熄弧条件 接地短路电流在半个工频周波附近高频分量 已经衰减到了很小 ,此处的电流过零认为是工频 电流过零 ,过零时接地开关断开模拟电弧熄灭 。 ③燃弧条件 熄弧之后在故障相 (A 相) 的第一个电压峰值 时刻电弧重燃 ,此时 ,接地开关闭合 。从时间上来 看 ,工频熄弧是每隔一个工频周波重燃一次 。 2 . 2 . 2 仿真的数学模型 根据上述的燃熄弧理论和燃熄弧计算条件 , 可得如下的仿真数学模型 。
γ= - 10 %
1. 9633 2. 4795 1. 9537 2. 1487 1. 9633 2. 5722 1. 9537 2. 3211
γ= - 5 %
1. 9673 2. 5770 1. 9577 2. 2345 1. 9673 2. 5770 1. 9577 2. 3259
γ= 0
1. 9606 2. 5712 1. 9510 2. 2119 1. 9606 2. 5712 1. 9510 2. 3119
达 2. 387p . u 。
弧 ,工频 2 次燃熄弧) 。
3 . 2 配电网中性点经消弧线圈接地
表 2
母线上出现的最大过电压倍数
单位 :p . u
熄弧方式 工频
高频
故障线路 电缆 架空线 电缆 架空线
脱谐度 (γ)
中性点电压 健全相电压 中性点电压 健全相电压 中性点电压 健全相电压 中性点电压 健全相电压
2 . 1 等值计算网络 1986 年以后 ,广州地区 10kV 配电网发展很
快 ,有的城市中心区的配电网大量敷设电缆 ,如中 山港变电站 10kV 配电网电缆线路占全站馈电线 路长度的 60 %以上 , 单相接地电容电流显著增 大 ,10kV Ⅰ段母线电容电流 25. 56A , Ⅱ段母线为
10
3 . 2 . 2 消弧线圈不仅在极大程度上补偿了短路 点的接地电流 ,而且熄弧后故障相恢复电压上升 速度小于没有消弧线圈的情况 ,正是这两个重要 因素促使电弧熄灭及抑制重燃的发生 。
配电网间歇性电弧接地过电压抑制措施的仿真研究
13
健全相电压波形
(a) 高频熄弧电压波形 中性点电压波形 (b) 工频熄弧电压波形 图 4 弧光接地的电压波形 (γ= 0)