如何防止间歇性电弧产生及增强电网抗干扰能力

图3-21(a)所示为中性点绝缘系统发生单相接地故障时的等值电路图。图中C 1、C 2、C 3分别为各相导线的对地电容,设C 1=C 2=C 3=C,则正常情况下中性点电位为零,U N=0。当A相发生故障而接地时,中性点电位升至相电压,,健全相导线对地电位升为线电压[图3-21(b)],C 2、C 3中的电流分别领先 90°,则

故障电流为

图3-21　中性点绝缘系统的单相接地故障

式(3-29)表明,单相接地时流过故障点的容性电流I与线路对地电容及系统额定电压成正比。因此为了简化,工程上常以每千米线路每千伏线电压产生的电容电流I 0表示。对于6～35kV架空线路,每千米对地电容约0.005～0.006μF,其中有避雷线的线路取较大的数值,水泥杆较木杆线路每千米电容值约高10%。于是由式(3-29)可得

木杆线路(www.xing528.com)

水泥杆线路

表3-4给出每千米线路的电容电流估计值,为了估算变电站设备的对地电容对电容电流值的影响,表3-4中还列出了变电站设备电容引起电容电流增加的百分数。

表3-4　电容电流估计值

根据以上分析,若系统较小,线路不长,线路对地电容电流小,流经故障点的电流也小,许多暂时性的单相电弧接地故障(如雷击、鸟害等),故障过后电弧可以自动熄灭,系统很快恢复正常。随着系统的发展和电压等级的提高,单相接地故障电流将成比例地增加。对于10kV线路,总长度超过1000km时,电容电流超过30A;35kV线路总长度超过100km时,电容电流超过10A,这时电弧将难以自动熄灭。然而这个电流又不至于大到形成稳定电弧的程度(几百安以下),因此可能出现电弧时燃时灭的不稳定状态。这种间歇性的电弧导致系统中电感—电容回路的电磁振荡过程,产生遍及全系统的弧光接地过电压。而且由于电弧过程的强烈的随机性,过电压倍数亦具有统计性质。

根据国内外实测,弧光接地过电压一般不超过3倍,个别可达3.5倍。这种过电压持续时间可能较长,如不采取措施,可能危及设备绝缘,引起相间短路,使事故扩大。目前广泛采用的中性点经消弧线圈接地方式,是消除弧光接地过电压最有效的措施。