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企业自备电站接地电容电流的补偿
 
慧聪网   2006年3月16日10时27分   信息来源:中国自动化网    

一、引言

  化工企业蒸汽用量大,利用蒸汽余热发电,既经济、节能又能提高企业用电的可靠性。再加上目前电力紧张,进一步促进了各企业兴建热电联产式热电站的热情。现在正在设计或施工的此类工程很多,可以说遍地都是。化工企业电站的机压母线一般都采用10KV或6KV中性点不接地系统,而且一般都采用机压母线对负荷直配电缆。该方案运行维护简单,节省了全套升压站的投资,非常受企业的欢迎。但是,此方案会造成单相接地电容电流很大。在我公司承担的青海某90万吨/年纯碱工程中,第一期工程的单相接地电容电流就达到了31.5A,二期预计与一期工程的规模一样。在我公司承担的山东某100万吨/年纯碱工程中,其第一期工程的单相接地电容电流已达到了33.5A,而且企业已有规划,一期工程竣工就开始二期工程的设计,到2008年完成三期工程的建设。国家规范要求,单相接地电容电流4A以上就必须采取补偿措施。单相接地电容电流问题是工程设计必须解决的问题。

  二、单相接地电容电流的危害

  中性点不接地的高压电网中,单相接地电容电流的危害主要体现在四个方面:
  1.弧光接地过电压危害
  当电容电流过大,接地点电弧不能自行熄灭,出现间歇性电弧接地时,产生弧光接地过电压,这种过电压可达相电压的3-5倍或更高,它遍布于整个电网中,并且持续时间长,可达几小时,它不仅击穿电网中的绝缘薄弱环节,而且对整个电网绝缘都有很大的危害。
  2.造成接地点热破坏及接地网电压升高
  单相接地电容电流过大,使接地点热效应增大,对电缆等设备造成热破坏,该电流流入接地网后由于接地电阻的原因,使整个接地电网电压升高,危害人身安全。
  3.交流杂散电流危害
  电容电流流入大地后,在大地中形成杂散电流,该电流可能产生火花,引燃可燃气体、煤尘爆炸等,可能造成雷管先期放炮,并且腐蚀水管,气管等金属设施。
  4.接地电弧还会直接引起火灾,甚至直接引起可燃气体、煤尘爆炸。

  三、消弧线圈的作用

  电网安装消弧线圈后,发生单相接地时消弧线圈产生电感电流,该电感电流补偿接地电容电流,使得接地电流减少;同时使得故障相恢复电压速度减少,治理电容电流过大所造成的危害。同时由于消弧线圈的嵌位作用,它可以有效地防止铁磁谐振过电压的产生。消弧线圈补偿效果越好,对电网的安全保护作用越大,所以需要跟踪电容电流变化自动调谐的消弧线圈。

  四、消弧线圈作用原理及国内外现状

  4.1 补偿系统的原理
  消弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障后,提供一电感电流,补偿接地电容电流,使接地电流减少,也使得故障相接地电弧两端的恢复电压速度降低,达到熄灭电弧的目的。当消弧线圈正确调谐时,不仅可以有效地减少产生弧光接地过电压的机率,还可以有效地抑制过电压的幅值,同时也最大限度地减少故障点热破坏作用及接地网的电压等。所谓正确调谐,即电感电流接近或等于电容电流,工程上用脱谐度v描述调谐程度

  当V = 0时,称为全补偿,当V> 0时为欠补偿,V< 0时为过补偿。从发挥消弧线圈的作用上来看,脱谐度的绝对值越小越好,最好是处于全补偿状态,即调至谐振点上。但是在电网正常运行时,小脱谐度的消弧线圈将产生各种谐振过电压。如煤矿6KV电网,当消弧线圈处于全补偿时,电网正常稳态运行情况下其中性点位移电压是未补偿电网的10-25倍,这就是通常所说的串联谐振过电压。除此之外,电网中各种操作(如大电机投入,断路器非同期合闸等)及电网发生其它故障时(如单相断线,断路器非全相合闸等)都可能产生危险的过电压,所以在电网正常运行时,或发生单相接地之外的其他故障时,小脱谐度的消弧线圈给电网带来的不是安全因素而是危害。综上所述,当电网发生单相接地故障时,希望消弧线圈的脱谐度越小越好,最好是全补偿。当电网正常运行时,希望消弧线圈的脱谐度越大越好,最好是退出运行。

 
 
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