跌落式高壓熔斷器原理

跌落式高壓熔斷器原理

跌落式高壓熔斷器

            1.1鐵磁諧振產(chǎn)生的原理
    在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，正常運(yùn)行時(shí)，由于三相對(duì)稱(chēng)，電壓互感器的勵(lì)磁阻抗很大，大于系統(tǒng)對(duì)地電容，即X,?Xc，兩者并聯(lián)后為一等值電容，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的對(duì)地阻抗呈現(xiàn)容性，電網(wǎng)中性點(diǎn)的位移基本接近于零。但會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生擾動(dòng)，如:單相金屬性接地，使健全相的電壓突然升高至線(xiàn)電壓;單相弧光接地，由于雷擊或其他原因，產(chǎn)生很大的涌流;當(dāng)電壓互感器突然合閘時(shí)，其一相或兩相繞組內(nèi)出現(xiàn)巨大的涌流;電壓互感器的高壓熔絲不對(duì)稱(chēng)故障等。由上所述，在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)單相接地消失后，有可能使系統(tǒng)對(duì)地電容與電壓互感器高壓側(cè)電感在相匹配的情況下，發(fā)生鐵磁諧振，鐵磁諧振中的高次諧波諧振，其電流較小，不足使熔絲熔斷，而基波和分次諧波諧振時(shí)，其電流較大，高壓熔斷器在一定條件下會(huì)導(dǎo)致熔絲熔斷。總之，系統(tǒng)的某些干擾都可使電壓互感器三相鐵芯出現(xiàn)不同程度的飽和，系統(tǒng)中性點(diǎn)就有較大的位移，位移電壓可以是工頻，也可以是諧波頻率（分頻、高頻），飽和后的電壓互感器勵(lì)磁電感變小，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)地阻抗趨于感性，此時(shí)若系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的對(duì)地電感與對(duì)地電容相匹配，就形成三相或單相共振回路，可激發(fā)各種鐵磁諧振過(guò)電壓。
    鐵磁諧振過(guò)電壓分為工頻、分頻和高頻諧振過(guò)電壓，常見(jiàn)的為工頻和分頻諧振。當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地分布電容的容抗xc與電壓互感器并聯(lián)運(yùn)行的綜合電感的感抗值X,的比值XC/X,』較小時(shí)，此時(shí)電壓互感器的激磁電感很大，回路的自振頻率很低，產(chǎn)生分頻諧振;當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地分布電容的容抗xc與電壓互感器并聯(lián)運(yùn)行的綜合電感的感抗值X,的比值Xo/X,』較大時(shí)，電壓互感器的鐵芯激磁特性容易飽和時(shí)或系統(tǒng)中有多臺(tái)電壓互感器、并聯(lián)電感值較小、回路自振頻率較高，則產(chǎn)生高頻諧振;當(dāng)XrfX:的比值在分頻和高頻之間時(shí)，接近50Hz為工頻諧振。1.2鐵磁諧振過(guò)電壓的危害及現(xiàn)象高壓穿墻套管
    工頻和高頻鐵磁諧振過(guò)電壓的幅值一般較高，可達(dá)額定值的3倍以上，起始暫態(tài)過(guò)程中的電壓幅值可能更高，危及電氣設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)。諧振過(guò)電壓，其幅值高、作用時(shí)間長(zhǎng)，除能引起配電變壓器的燒損外，往往造成電壓互感器高壓熔絲熔斷，或互感器燒損事故。這是因?yàn)楫?dāng)配電變壓器單相接地諧振過(guò)電壓形成后，因電網(wǎng)的電源中性點(diǎn)不接地，電源A,B,C三相的線(xiàn)電壓值不變，但電網(wǎng)中性點(diǎn)將發(fā)生位移，非故障相對(duì)地電位升高。變電所內(nèi)的10kV母線(xiàn)電壓互感器為監(jiān)視電網(wǎng)是否發(fā)生單相接地，三個(gè)單相電壓互感器的中性點(diǎn)聯(lián)結(jié)以后，再經(jīng)刀閘接地或直接接地，因此，加在電壓互感器相繞組上的電壓值因產(chǎn)生諧振過(guò)電壓而升高。當(dāng)電壓值超過(guò)電壓互感器勵(lì)磁特性曲線(xiàn)的拐點(diǎn)時(shí)，高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)該電壓互感器的勵(lì)磁電流就驟然增大，導(dǎo)致電壓互感器熔絲熔斷。若配電變壓器的單相接地諧振過(guò)電壓進(jìn)一步發(fā)展成電壓互感器的飽和過(guò)電壓，此時(shí)電網(wǎng)過(guò)電壓就變得更為復(fù)雜。電網(wǎng)中性點(diǎn)位移產(chǎn)生的畸變更為嚴(yán)重時(shí)，會(huì)越出相量圖的電壓三角形之外，母線(xiàn)對(duì)地電壓升高。不僅單相，就是兩相或三相都有可能升高，還能迅速發(fā)展成為10kV母線(xiàn)短路。
1.3防止鐵磁諧振的措施
    在電力系統(tǒng)中，消除鐵磁諧振的措施主要有以下幾種方法:選用勵(lì)磁特性較好的電壓互感器或使用電容式電壓互感器;增大對(duì)地電容，破壞諧振條件;在零序回路加阻尼電阻，阻尼電阻宜選擇抗高溫性能優(yōu)良的不銹鋼帶電阻。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，應(yīng)盡快將阻尼電阻短接，否則就會(huì)降低消弧線(xiàn)圈的出力或燒毀阻尼電阻;當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)正常時(shí)，應(yīng)確保阻尼電阻短接觸點(diǎn)斷開(kāi)，使阻尼電阻正常串接在消弧線(xiàn)圈回路中，否則系統(tǒng)有可能因失去阻尼而出現(xiàn)諧振過(guò)電壓。即在一次繞組中性點(diǎn)或開(kāi)口三角繞組處加裝消諧器或非線(xiàn)性電阻。
2低頻飽和電流可引起熔絲熔斷