關于消弧消諧和弧光接地過電壓你必須知道的
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- 內容介紹
1.系統組成
（1）大容量非線性元件組成過電壓保護器，以限制大氣過電壓和操作過電壓。
（2）在系統正常時，分相真空接觸器均處于開斷狀態，不會對系統的正常運行產生影響。系統非正常運行時，分相真空接觸器根據微機控制器的指令，瞬時合上，完成對系統過電壓限制。
（3）高能限壓器。當系統發生間歇性弧光接地時，真空接觸器立即將高能限壓器投入到故障相，由限壓器將故障相的最高電壓限制在相電壓的70%左右，使弧道的恢復電壓上升到該值時就不再上升，保證電弧的可靠熄滅。這種限制弧道兩端恢復電壓的方法便于電網擴容與改建。
（4）微機控制器。當系統發生單相接地或諧振時，微機控制器根據電壓互感器傳來的電壓信號進行以下判別和處理：如果接地故障是穩定的金屬性接地，微機控制器進入小電流接地選線處理程序，迅速查找故障線路，同時發出報警信號提醒運行人員注意；如果接地故障是弧光接地，則微機控制器判斷接地的相別，并發出指令，使故障相的真空接觸器閉合高能限壓器，限制故障相的弧道的恢復電壓，使弧道的介質恢復抗電強度大于弧道的恢復電壓，從而達到消弧的目的，過數秒鐘分開故障相接觸器；微機控制器將檢測線路是否還有弧光接地，如果還有弧光接地則判斷為永久性接地，并發出指令使故障相的真空接觸器閉合使故障相永久直接接地；
如果系統發生諧振時，微機控制器快速接入消諧功能元件，進行微機二次消諧，消除諧振。
（5）高壓限流熔斷器是整個裝置的后備保護器件，用來防止兩相短路事故。
（6）電壓互感器用于對系統電壓的檢測及采樣。
（7）高壓隔離開關用于消弧消諧及過電壓保護裝置安裝維護時的投切。
2.作用及原理
消弧線圈是一種帶鐵芯的電感線圈。它接于變壓器（或發電機）的中性點與大地之間，構成消弧線圈接地系統。正常運行時，消弧線圈中無電流通過。而當電網受到雷擊或發生單相電弧性接地時，中性點電位將上升到相電壓，這時流經消弧線圈的電感性電流與單相接地的電容性故障電流相互抵消，使故障電流得到補償，補償后的殘余電流變得很小，不足以維持電弧，從而自行熄滅。這樣，就可使接地故障迅速消除而不致引起過電壓。另外，中性點不接地系統單相接地的間歇性電弧是引起弧光接地過電壓的主要原因。由于消弧線圈的補償作用，可以基本上杜絕電弧的重燃，從而制止了間歇性電弧的產生，因此也不會產生弧光接地過電壓。由此可見，消弧線圈對過電壓保護具有一定的作用。
3.優點
（1）降低了故障點殘流，有利于接地電弧的熄滅；
（2）避免了長時間燃弧而導致相間弧光短路；
（3）對于金屬性接地，系統可帶故障運行兩小時，減少了跨步電壓差。
4.缺點
（1）容易產生串聯諧振過電壓和虛幻接地現象；
（2）放大了變壓器高壓側到低壓側的傳遞過電壓；
（3）使小電流選線裝置靈敏度降低甚至無法選線；
（4）用電感電流去抵消電容電流時，對于弧光接地時的高頻分量部分無法抵消，因而不能有效地限制弧光接地過電壓。
5.適用范圍
（1）只能用于線路消弧
只能用于電容電流＜30A的系統線路消弧，工頻過電壓小于線電壓的1.1倍；暫態過電壓是相電壓的3.5倍。電容電流＞30A的系統，單相金屬性接地，健全相工頻電壓也會很高，系統無法承受，故不能使用故障相接地消弧方法。
（2）直配高壓電機的變電所不能使用
一旦電機繞組發生單相接地，消弧裝置動作短接一部分電源，短路電流可達幾千安乃至幾十千安，燒壞電機定子槽燒壞電機。
（3）小容量變壓器的變電所不能使用
如果變壓器繞組發生單相接地，故障相接地消弧方法動作后等于短接一部分電源，短路電流可達幾千安乃至幾十千安，燒壞變壓器絕緣造成事故，本來油變壓器拉弧可自愈不會造成事故，燒壞電機絕緣和定子槽造成電機報廢。特別是小容量的10/0.38kV的變壓器，只有后備瓦斯保護，一旦繞組發生單相接地，消弧動作短接一部分電源，微機保護又不會動作，只有瓦斯保護動作時間很長會造成很大的事故。因此故障相接地消弧方法只能用于線路消弧，但是線路總是與變壓器或電機相連接。
（4）退出消弧時可能引發PT鐵磁諧振。退出消弧時刻系統對地電容儲存的電荷只能通過PT泄放，可能引發PT諧振。
（5）100ms以上時間才能實現消弧，數據采集要10ms以上，判斷運算及中間繼電器響應時間20ms以上，接觸器動作合閘時間80ms以上，因此100ms以上時間才能實施消弧，而不是30ms，30ms是給接觸器合閘信號的時間。
（6）影響系統運行方式，故障相接地消弧方法消弧時是一種病態運行狀態。
（7）消弧功能的過電壓保護是避雷器，消諧是在PT開口加裝小電阻。
6.消弧消諧裝置不能重復使用，主要表現在如下幾個方面：
（1）發生弧光接地時，各臺消弧消諧裝置均會動作，運行人員無法找到真正的故障點。
（2）發生弧光接地時，1臺消弧消諧裝置發生誤動將會導致相間短路的事故發生。
（3）發生2處以上弧光接地時消弧裝置引起相間短路。
（1）大容量非線性元件組成過電壓保護器，以限制大氣過電壓和操作過電壓。
（2）在系統正常時，分相真空接觸器均處于開斷狀態，不會對系統的正常運行產生影響。系統非正常運行時，分相真空接觸器根據微機控制器的指令，瞬時合上，完成對系統過電壓限制。
（3）高能限壓器。當系統發生間歇性弧光接地時，真空接觸器立即將高能限壓器投入到故障相，由限壓器將故障相的最高電壓限制在相電壓的70%左右，使弧道的恢復電壓上升到該值時就不再上升，保證電弧的可靠熄滅。這種限制弧道兩端恢復電壓的方法便于電網擴容與改建。
（4）微機控制器。當系統發生單相接地或諧振時，微機控制器根據電壓互感器傳來的電壓信號進行以下判別和處理：如果接地故障是穩定的金屬性接地，微機控制器進入小電流接地選線處理程序，迅速查找故障線路，同時發出報警信號提醒運行人員注意；如果接地故障是弧光接地，則微機控制器判斷接地的相別，并發出指令，使故障相的真空接觸器閉合高能限壓器，限制故障相的弧道的恢復電壓，使弧道的介質恢復抗電強度大于弧道的恢復電壓，從而達到消弧的目的，過數秒鐘分開故障相接觸器；微機控制器將檢測線路是否還有弧光接地，如果還有弧光接地則判斷為永久性接地，并發出指令使故障相的真空接觸器閉合使故障相永久直接接地；
如果系統發生諧振時，微機控制器快速接入消諧功能元件，進行微機二次消諧，消除諧振。
（5）高壓限流熔斷器是整個裝置的后備保護器件，用來防止兩相短路事故。
（6）電壓互感器用于對系統電壓的檢測及采樣。
（7）高壓隔離開關用于消弧消諧及過電壓保護裝置安裝維護時的投切。
2.作用及原理
消弧線圈是一種帶鐵芯的電感線圈。它接于變壓器（或發電機）的中性點與大地之間，構成消弧線圈接地系統。正常運行時，消弧線圈中無電流通過。而當電網受到雷擊或發生單相電弧性接地時，中性點電位將上升到相電壓，這時流經消弧線圈的電感性電流與單相接地的電容性故障電流相互抵消，使故障電流得到補償，補償后的殘余電流變得很小，不足以維持電弧，從而自行熄滅。這樣，就可使接地故障迅速消除而不致引起過電壓。另外，中性點不接地系統單相接地的間歇性電弧是引起弧光接地過電壓的主要原因。由于消弧線圈的補償作用，可以基本上杜絕電弧的重燃，從而制止了間歇性電弧的產生，因此也不會產生弧光接地過電壓。由此可見，消弧線圈對過電壓保護具有一定的作用。
3.優點
（1）降低了故障點殘流，有利于接地電弧的熄滅；
（2）避免了長時間燃弧而導致相間弧光短路；
（3）對于金屬性接地，系統可帶故障運行兩小時，減少了跨步電壓差。
4.缺點
（1）容易產生串聯諧振過電壓和虛幻接地現象；
（2）放大了變壓器高壓側到低壓側的傳遞過電壓；
（3）使小電流選線裝置靈敏度降低甚至無法選線；
（4）用電感電流去抵消電容電流時，對于弧光接地時的高頻分量部分無法抵消，因而不能有效地限制弧光接地過電壓。
5.適用范圍
（1）只能用于線路消弧
只能用于電容電流＜30A的系統線路消弧，工頻過電壓小于線電壓的1.1倍；暫態過電壓是相電壓的3.5倍。電容電流＞30A的系統，單相金屬性接地，健全相工頻電壓也會很高，系統無法承受，故不能使用故障相接地消弧方法。
（2）直配高壓電機的變電所不能使用
一旦電機繞組發生單相接地，消弧裝置動作短接一部分電源，短路電流可達幾千安乃至幾十千安，燒壞電機定子槽燒壞電機。
（3）小容量變壓器的變電所不能使用
如果變壓器繞組發生單相接地，故障相接地消弧方法動作后等于短接一部分電源，短路電流可達幾千安乃至幾十千安，燒壞變壓器絕緣造成事故，本來油變壓器拉弧可自愈不會造成事故，燒壞電機絕緣和定子槽造成電機報廢。特別是小容量的10/0.38kV的變壓器，只有后備瓦斯保護，一旦繞組發生單相接地，消弧動作短接一部分電源，微機保護又不會動作，只有瓦斯保護動作時間很長會造成很大的事故。因此故障相接地消弧方法只能用于線路消弧，但是線路總是與變壓器或電機相連接。
（4）退出消弧時可能引發PT鐵磁諧振。退出消弧時刻系統對地電容儲存的電荷只能通過PT泄放，可能引發PT諧振。
（5）100ms以上時間才能實現消弧，數據采集要10ms以上，判斷運算及中間繼電器響應時間20ms以上，接觸器動作合閘時間80ms以上，因此100ms以上時間才能實施消弧，而不是30ms，30ms是給接觸器合閘信號的時間。
（6）影響系統運行方式，故障相接地消弧方法消弧時是一種病態運行狀態。
（7）消弧功能的過電壓保護是避雷器，消諧是在PT開口加裝小電阻。
6.消弧消諧裝置不能重復使用，主要表現在如下幾個方面：
（1）發生弧光接地時，各臺消弧消諧裝置均會動作，運行人員無法找到真正的故障點。
（2）發生弧光接地時，1臺消弧消諧裝置發生誤動將會導致相間短路的事故發生。
（3）發生2處以上弧光接地時消弧裝置引起相間短路。