真空開(kāi)關(guān)使用RC過(guò)電壓保護裝置的分析
近年來(lái),真空斷路器和真空接觸器有中壓配電系統得到廣泛的應用。真空開(kāi)關(guān)的操作過(guò)電壓會(huì )對系統中的弱絕緣設備,如電機等產(chǎn)生危害。因而在使用中必須加裝過(guò)電壓保護裝置。
研究表明,真空開(kāi)關(guān)的操作過(guò)電壓與開(kāi)關(guān)截流值和電路的特征阻抗成正比,而截流值僅與開(kāi)關(guān)觸頭材料有關(guān)??刹捎醚趸\避雷器(簡(jiǎn)稱(chēng)MOA)限制其過(guò)電壓幅值,也可采用并聯(lián)電阻減小電路特征阻抗的辦法來(lái)降低過(guò)電壓。以往采用MOA的辦法較為普遍,但在中性點(diǎn)不接地系統中,MOA必須受單相接地弧光過(guò)電壓的長(cháng)時(shí)間作用,為此使用MOA必須提高其直流lmA參考電壓,導致MOA的殘壓升高,只能勉強與電機的出廠(chǎng)直流耐壓值配合。因此,即使采用了MOA保護,每年仍有大量的電機因操作過(guò)電壓而損壞。
近年來(lái)采用電阻——電容裝置(簡(jiǎn)稱(chēng)RC裝置)限制真空開(kāi)關(guān)操作過(guò)電壓的方法得到了重視。用RC裝置可以把過(guò)電壓降到電機2.6倍相電壓以下,還可以有效地保護匝間絕緣。但使用RC裝置同時(shí)也帶來(lái)了一些新問(wèn)題,分述如后。
二、使用RC裝置的幾個(gè)問(wèn)題
1.關(guān)于系統的電容電流問(wèn)題
通常采用RC裝置是并聯(lián)在相線(xiàn)和在地之間,無(wú)疑會(huì )增大單相接地時(shí)電容電流值。對于中性點(diǎn)不接地系統,我國規定可以帶故障支行2h,通常情況下單相接地電流肖超過(guò)10A。我國的火力發(fā)電廠(chǎng)對廠(chǎng)用電系統有如下要求:“單相接地電流在10A及上時(shí),廠(chǎng)用電動(dòng)機回路的單相接地保護應瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘,當超過(guò)15A時(shí),其它饋線(xiàn)回路的單相接地保護也應動(dòng)作予跳閘?!辈谎bRC的裝置情況下,廠(chǎng)用電子流電容電流一般不大,可以帶故障運行一段時(shí)間,但加裝RC裝置后電容電流就會(huì )增大。經(jīng)計算,若6kV系統內裝有30組RC裝置,電容取0.1μF,則僅RC裝置產(chǎn)生的電容電流即可達到10.8A。如果再計及電纜等電氣設備的電容,單相接地的電流可達到15A以上。對于發(fā)電廠(chǎng)南昌言,此值將導致該系統饋電回路全部跳閘,嚴重影響發(fā)電機的運行。因此,對此問(wèn)題切不可忽視。
對于中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統,由于單相接地會(huì )立即被切除,電容電流對系統無(wú)大影響,可以放心地使用RC裝置。
2.關(guān)于電容器額定電壓的選擇
對于中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統,由于單相接地故障回路會(huì )立即被切除,因此,電容器不會(huì )承受長(cháng)時(shí)間的單相接地過(guò)電壓作用。平時(shí)運行時(shí)RC裝置是并于相地之間,在這種配電系統,可按系統的額定電壓選擇RC裝置中電容的額定電壓。
對于中性點(diǎn)不接地系統,由于單相接地時(shí)系統內會(huì )產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓,幅值可高達3.5倍相電壓,作用時(shí)間可達幾秒或更長(cháng),因而電容器必須可以耐受這種過(guò)電壓,應按該過(guò)電壓確定電容器的電壓。對于6kV中性點(diǎn)不接地系統,電容的電壓定于12kV為宜。
3.關(guān)于諧波對電容的影響
電力系統內的諧波會(huì )使RC裝置發(fā)生電擊穿、發(fā)熱等,近年已有由于揩波作用而使RC裝置爆炸的事故發(fā)生。
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