【doc】电缆线路上电抗器的过电压保护
电缆线路上电抗器的过电压保护
继电保护电气试验2002年第1期
电缆线路上电抗器的过电压保护
鲍伟勇冯明霞
(河南省新郑市电业局邮编:451150) 一
,概迷
随着城市电网的发展,变电站内10kV电缆 经电抗器出线的送电方式逐渐被采用,但是在电 缆发生短路时常出现电抗器绝缘击穿和对地闪 络事故,造成严重的经济损失.现对上述情况进 行
,并推荐采用新的保护措施.
二,原因分析
1.理论分析
10kV电网一般采用中性点绝缘的接地方 式,单相接地时允许持续运行0.5,2h,单相接 地使正常相的电压升至线电压,对电抗器的绝缘 构成威胁.单相接地发展为两相短路,也会出现 过电压,若在相间电压达到最大值时产生两相短 路,则会在电抗器产生4倍线电压幅值的过电 压.但实际回路是三相的,考虑相间的相互影 响,单相短路暂态过程等影响因素,相问短路后 作用在电抗器上的过电压不宜用理论的方法去 分析,必须用数值计算的方法去分析. 2.计算实例
计算时按一条出线,因变电站内电缆出现较 短,短路距离取50m,计算采用参数如下:
电源等值电抗:=0.084D.,电抗器在工频
下等值电抗:Xp=0.49D.,电缆参数:Z1=14D.,7-0 =
21D.,V1=168m/gs,v0=112m/gs,母线及连
线参数:Z1=400D.,7.o=870D.,Vl=290ms,Vo :193ms,变压器:RK:0.016D.,XK=0.355fl, Rm=3097D.,x.1=375.4D.,耦合元件:=
333kD.,)(【【I=333kD..
原有的过电压保护措施是将MOA装设在
母线上,为分析MOA限制此类过电压问
,取
等值回路如图1所示.
两相短路时,其中电源相电压最大值.
Em=10.5×42/V'3=8.57(kV)
(下转第35页)
电抗器母线侧对地电抗器电缆侧对地电缆头对地电抗器上的短路点的相间条件 电压(kV)电压(kV)电位(kV)电压(kV)电压(kV)
单相短路28.3924.4424.3818.6523 两相短路母
线有MOA29.104662-29.0751.1627.13 一
图lMOA装于母线时的等值电路图2MOA靠近电抗器安装的等值电路 33
根据
的具体情况,可采用下列措施之一
改进:
(1)还用_r,vJ起动,但利用液压机构的5CK
(如图虚线所示)接到重合闸放电回路.因为液
压机构的5个行程开关中,从上到下依次是1,
2,5,3,4,5CK正好在3CK上方,这样如果压力 泄到3CK以下,必然要先使5CK处于动作状 态,重合闸就一直被5CK放电,回路接通,重合 闸充不上电,这样机构打压时间再长,也不会使 重合闸多次重合了,所以5CK的作用是(1)压力 低时闭锁重合闸(2)液压机构性能不过关时闭锁 重合闸多次重合.由此可看出设计人员和工程 人员没有真正认识到5CK的作用,忽略了它的 第二条作用,因而认为有了3CK闭锁重合闸,没 有必要再用5CK闭锁重合闸,这是不正确的,我 想具备条件的机构,还是应该接上5CK的这一 接点,以免铸成大错.
(2)不用T州的常开触点而用断路器的常 闭辅助触点,来起动重合闸或者用断路器常闭辅 助触点的重动继电器zzl的常开触点来起动重 合闸(图中未标示).
(3)延长重合闸电容的充电时间,使之大于 断路器机构打压到3CK以上的时间,(a-例中大 于30秒)以确保重合闸不足以发出第二次合闸 脉冲.
(4)改善断路器操作机构的性能,使之在动 作时,不致于泄压太快或打压太慢,使之符合重 合闸要求.
通过以上这例隐患事故分析,提出以下建 议:
(1)"跳闸位置继电器"_r,vJ命名不确切,而 设计人员又未对回路进行认真分析,就顾名思义 地将T当作断路器的跳闸位置的判据而误用 了.所以我
将此继电器命名为"合闸控制回
路监视继电器",这样就名符其实了.
(2)对"合闸控制回路监视继电器"的触点能 否用来作为断路器位置状态的判据,应根据具体 接线情况作综合分析,分别对待,以确保回路接 线不会造成误动作或误闭锁为原则. (3)在设计二次回路时,不可忽略液压机构 5CK闭锁重合闸回路的作用.在重要的220kV 变电站110kV出线开关上,未接人5kV接点的 还有不少,另外需要改用断路器辅助接点的也 有,这一点应引起有关人员的重视,切末等到事 故发生了,再补救,那就为时太晚了.
(上接第33页)
由
1可知,两相短路比单相短路产生过电 压高,且当母线有MOA时,电抗器两端电位差 仍达51.16kv,电抗器电缆侧对地电压为 46.62kv,而作用在MOA上的过电压为 28.18kV,其原因是过电压陡度a大,从而使电 抗器上的过电压与MOA残压之差很大,此时流 过MOA的最大电流值为7.02A,因此在电抗器 事故中,MOA无动作记录,可见母线MOA对此 类过电压是不起作用的.
由上分析可知,作用在电抗器上的过电压达 51.56kv,又因其等值频率很高,在电抗器上的 电压分布不均匀,因此电缆短路产生的过电压足 以使电抗器匝间击穿,电抗器支柱瓷瓶下脚法兰 的螺钉一般都凸出,形成强电场点,造成对地闪 络,当电抗器对地闪络时,会产生幅值很高的截 波,也会导致电抗器匝问击穿.
三,保护措施
当MOA靠近电抗器电缆侧对地安装或与 电抗器并联时,如图2所示,可使电抗器及其附 近对地电压大为降低.由于MOA靠近电抗器, 作用在电抗器上的过电压与MOA上的过电压 基本相同,当MOA安装位置过电压大于21kV (MoA在1mA下的压降)时,MOA动作,又因此 类过电压作用时间短,故MOA通流能力是足够 的,因此,利用MOA限制此类过电压是很有效 的.
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