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2019年马会全年资料开奖平台 用氧化锌避雷器限制电厂中压系统操作过电压的探讨

来源:网络    发布于:2012-5-26 9:58:59    点击:381    品牌:登瑞电气    【进入产品中心

目前国内的火力发电厂中压系统,一般采用6KV中性点不接地系统;机组容量在300MW及以上的电厂,普通采用真空断路器或真空接触器加熔断器作为中压系统的控制保护设备。两类控制保护设备有一个共同的特点:在开断的同时,易产生较高的操作过电压,如不加以限制,将给电力设备造成损害。 目前限制操作过电的保护设备有氧化锌避雷器和阻容吸收器,本文仅对电厂常用的氧化锌避雷器的保护特性作浅显的分析,以期对今后的设计工作有所帮助。

1 两个基本前提

1.1 被保护设备承受操作过电压的能力 6KV电力设备可分为变压器(干式)类和电动机类。按GB450-86 规定,干式变压器的额定雷电冲击耐受电压(峰值)40KV;GB755-87规定,当冲击系数为1.15时。电动机的冲击耐峰值为15.87KV 。 比较而言,电动机的绝缘水平低,易受过电压的损害,这与实际运行中电动机比变压器烧损率高的情况相吻合。为此以电动机的绝缘水平作为限制条件。或对变压器类和电动机类负荷的保护设备分别考虑,采用不同参数的氧化锌避雷器。

保护设备的性能参数 保护设备采用带串联间隙的氧化锌避雷器,其接线方式为三叉戟式,

氧化锌避雷器的性能参数如下: 持续运行电压Ua/KV 7.6

标称电压U1mA/KV 10

工频放电电压Ugs/KV 11

5KA雷电冲击电流残压Uc/KV 15

2 被保护设备是否能得到有效的保护 被保护设备相间及对地绝缘,其峰值耐压水平为:Ue=15.4KV

保护设备的残压取为: Uc=15v

3 保护设备自身是否安全、寿命长

3.1 发电厂6KV系统是采用中性点不接地系统,要求系统在发生单相短路故障的情况下,仍能持续运行2h,在此工况下,氧化锌避雷器的通流容量是否够用。

选用2ms方波通流量400A的氧化锌避雷器,其吸收的能量为12KJ。

当系统发生单相接地故障时,*先产生间歇性电弧接地过电压,当形成金属接地后,健全的相电压将升为系统线电压。

避雷器的标称电压: U1mA=10KV Us在此工作条件下,如保护设备通流容量能满足要求,就有较长的运行寿命。

3.2 氧化锌避雷器的荷电率(K2)是表征氧化锌避雷器在系统正常运行状态下,氧化锌避雷器所能承受的程度。K2= Uo/U1mA 一般认为当K2< 0.5时,氧化锌避雷器有较长的运行寿命,已知氧化锌避雷器的Uo10KV ,但由于该保护设备的接线带有串联间隙,故在系统运行电压小于氧化锌避雷器(间隙)工频放电电压时,氧化锌避雷器上将不流过电流,由此可以说氧化锌避雷器的荷电率为零,所以氧化锌避雷器有较长的寿命。

4 与其他保护设备比较星形接线的氧化锌避雷器的差别

U- =15KV U-=2U-=30KV 由于U-=值过高,对被保护设备起不到有效的保护作用。

4.2 与无间隙的氧化锌避雷器的差别 无间隙的氧化锌避雷器难以解决既对被保护设备起不到有效的保护作用,自身又能安全、长期运行的问题。

6KV不接地系统的*高持续运行电压为:Ug= ×7.6=10.75kV,

如避雷器的荷电率K2=0.5,则: U1mA = ×7.6/0.5=21.49kV

氧化锌避雷器的操作冲击放电残压与其U1mA之比称为残压比(K1),取K1=1.4,则: U=1.4×U1mA=30.9KV 由于U残值已超过被保护设备的绝缘水平,故对设备起不到有效的保护作用。 反之,当U残定在15KV以下时,U1mA=U/1.4=10.71KV, K1= ×7.6/10.71=1.00>0.75 避雷器将自身难保,不长期运行。

4.3 与带串联间隙的SiC保护设备的差别,由于高压避雷器具有优良的伏安特性,避免了带串联间隙的SiC避雷器作为保护设备所带来的诸多问题。

4.3.1 氧化锌避雷器截波问题

SiC氧化锌避雷器在过电压触发间隙后,电压会产生很大的跌落△U,跌落时间很短[(2~5)μs],形成的截波对设备匝间绝缘会造成损害。

氧化锌避雷器的非线性特性好,U1mAUs值相近,电压跌落极小,从而避免了截波的产生。

4.3.2 氧化锌避雷器续流问题

由于SiC非线性特性差,操作过电压之后有较大的工频续流,间隙难以灭弧,使间隙烧损,保护设备很快报废。

对氧化锌避雷器来说,系统的*高工频电压U3小于氧化锌避雷器的U1mA,1mA电流难以维持间隙电弧,故不会形成工频续流,保护装置有较长的寿命。

4.3.3 氧化锌避雷器分散度问题

由于不需要氧化锌避雷器的间隙来熄灭工频续流,故可采用单间隙结构,使其结构简单、分散度降低。

4.4 RC保护装置的差别

4.4.1 RC装置影响6KV系统单相接地电流值

按有关设计规程要求,当厂用电中压系统的接地电容不得电流在10A及以下时,采用中性点不接地方式。可带单相接地故障运行2h,从而提高了中压系统的运行可靠性。

由于RC装置有相、地之间并联电容,故增加了系统的单相接地电容电流值。如300MW机组,需装设RC装置约40套,RC装置的电容一般取0.1mμF,则由此产生的电容电流为: LS=13.7A

如计及中压系统的其他电容电流,此值超过15A,因此,肯定会给中压系统的中性点接地方式及运行方式带来影响。

4.4.2 RC装置受系统谐波的影响

6KV系统内的谐波,会使RC装置发热,甚至击穿。

4.4.3 参数选择问题 三相过电压保护器的参数选择仅与保护设备的绝缘水平有关,只按电机和变压器两类被保护设备确定参数即可。

5 结论

5.1 带串联间隙、三叉戟接线的氧化锌避雷器,用作发电厂中压系统过电压保护装置,可行。

5.2 发电厂中压系统电气设备绝缘水平参差不齐,故过电压保护装置可分档,以降低成本。

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