可调式过电压保护装置

可调式过电压保护装置（精选5篇）

可调式过电压保护装置 第1篇

阳煤矿区电网电粉线为阳煤集团五矿电厂至粉末厂35kV供电线路,全长约1.2km,全线共有13基杆塔,其中,8#、13# 塔装有HY5WX-54/142型号线路避雷器。从电厂出线前6基杆塔在电厂内,电厂内杆塔为圆柱金属杆塔,其他杆塔为角钢铁塔,全线路导线采用的是LGJ-240钢芯铝绞线架设,绝缘子采用的是XWP2-70型瓷质绝缘子,串长4片,绝缘子串50%冲击放电电压483kV,配合保护间隙距离为510mm。未安装可调式过电压保护装置前,线路雷击故障次数较多,绝缘子发生过多次雷击损坏现象。

2可调式过电压保护装置技术分析

为改善电粉线雷雨季节运行工况,有效避免线路绝缘子在雷击时受到损伤,最好的办法是在雷电过电压发生时,雷电流和其随后的工频续流不流过绝缘子表面,因为如果雷电流或工频续流流过绝缘子表面时,或多或少都会使绝缘子受到损伤, 且由于是固体和气体交界面的绝缘结构,受绝缘子表面污秽的影响和电场畸变的影响不利于电弧的熄灭,即雷电建弧率高, 严重时会使绝缘子完全破坏。因此,为确保雷击不会对绝缘子造成破坏导致跳闸事故,通过分析,在绝缘子串两端并联一镀铜可调球型间隙,使间隙的冲击放电电压略低于绝缘子串的雷击放电电压,在雷击线路闪络时,通过并联间隙引弧角把电弧引到该间隙处,从而保护绝缘子串免受电弧灼伤。另外,由于在雷电击穿时,间隙击穿是属于纯空气击穿,一方面电弧通过引弧角并受风力和电动力的共同作用被拉长,有利于电弧熄灭,使雷击建弧率下降;另一方面,如果线路跳闸后,纯空气间隙的去游离强,间隙绝缘会迅速恢复,有利于重合闸的重合成功。因而,在电粉线绝缘子并联PKJ-35型球形过电压保护装置,一方面可有效保护绝缘子不受损坏,延长了绝缘子的使用寿命;另一方面可降低跳闸率,提高线路重合闸成功率。

3可调式过电压保护器在电粉线的安装应用

电粉线可调过电压保护装置安装于2012年9月,其安装间距能很好地释放产生的任何形式的过电压,有效保证线路安全运行。电粉线全线路共计12级杆塔安装了该保护装置,3# 塔由于耐张塔线路转角夹角小于90°,从现状分析装设后可调距离不能满足运行要求,超过600mm,远远大于安装间距技术要求,起不到过电压保护的作用,因此3#铁塔未安装可调过电压保护装置。

技术要求:

(1)供电线路绝缘子串加装保护装置必须根据现场实际选择合适的间隙距离,通过测试,电粉线所需间隙距离如表1所示。

(2)杆塔应可靠接地,其接地电阻应不大于30Ω。

(3)可调接地支架的安装,将接地支架置于导线的左侧或右侧300mm处,通过紧固螺栓将其紧固在横担上。

(4)PKJ-35a/b型过电压保护装置的导线电极的安装,将导线球形电极置于导线上(耐张塔的跳线上),并与接地支架的可调球形电极安装位置基本一致,电极垂直于导线。

(5)PKJ-35a/b型过电压保护装置的可调电极的安装,将可调电极置于接地支架的可调电极的安装孔内,使电极基本垂直于导线,并与导线电极水平距离保持300mm以上。

4可调式过电压保护器在电粉线应用的效果

从2012年9月安装至今,经过1年多时间的现场巡视和检查,线路运行正常平稳。现对运行情况分析如下:

4.1线路运行安全可靠

新技术装置投入运行后至今未发生雷击引发的线路故障、 绝缘子故障等跳闸事故,与历年同期相比,事故率下降50%。

4.2有效保护绝缘子,延长其使用寿命

电粉线所处的周边环境比较恶劣,污秽严重,导致绝缘子受腐蚀,严重降低了线路绝缘效果,因而线路在经受雷电时绝缘子易受到雷电损伤。在历年对线路的春检工作中,就曾发现有部分杆塔绝缘子损伤的情况,从现场判断为雷电击伤造成的损坏,并进行了更换。应用新技术装置后,在日常巡检和2013年度的线路登杆春检工作中,均未发现绝缘子的损伤等情况, 绝缘子运行情况良好。由此可见,该保护装置对于保护线路绝缘子,延长其使用寿命,起到了一定的作用。

4.3有效减少了线路雷击损伤

镀铜可调球型间隙保护装置的使用,有效地避免了线路受雷击直击的伤害,保护了线路的安全运行。由于该装置部位未安装雷电情况动作计数装置,通过对该线路8#点和13#点安装避雷器计数器统计情况看,该线路均有雷击放电现象,在2013年的春检工作中,统计的电粉线遭受雷击的次数相比近几年的雷击次数有所减低,据统计2011年的避雷器动作最高达9次, 而2013年的最高动作为5次,线路受雷击次数有所减少。

经过1年时间的运行,线路运行正常平稳,在经受雷击次数较多的情况下线路仍能运行可靠。由此可见,保护装置对降低线路的雷击次数,对降低线路造成的雷击跳闸情况的发生有一定的作用。但是,由于雷击情况因雷电天气发生的频繁程度、雷击强度、雷电发生位置的不同而存在较大差异,因此其保护线路免受雷击伤害的效果还有待进一步验证。

4.4需进一步解决的问题

(1)该装置自2012年9月安装至今经过1年多的运行,已经发生了严重的锈蚀,其防雷保护作用受到极大的影响,2014年计划进行更换,并持续追踪。

(2)未装设雷电动作记录装置,防雷击效果不明显。该保护装置通过球形间隙将雷电进行消除,但是,由于保护装置部位未配置雷击过电压情况下的动作计数装置,无法从装置本身统计雷击过电压情况下的动作次数,不能准确评判其防雷击的实际效果,下一步将完善雷电动作计数装置。

(3)应用线路单一,比较效果不明显。2012年只在阳煤电网电粉线上安装应用,比较效果不明显,今年将在神马双回线路上安装使用,进一步进行效果的比对分析。

5结语

阳泉地区地处山区,因此阳煤电网35kV架空线路所处地理条件恶劣,经常遭受雷击,特别是由于线路绝缘子绝缘损坏造成的雷击事故更为频繁。因此,2012年阳煤电网应用了可调式过电压保护技术,在35kV系统电粉线线路绝缘子上并联PKJ-35型球形过电压保护装置进行防雷。经过1年多的运行, 效果显著,一方面可有效保护绝缘子不受损坏,延长了绝缘子的使用寿命;另一方面可降低跳闸率,较大地提高了线路重合闸的成功率。

摘要：介绍了技术应用线路的运行工况,对可调式过电压保护装置进行了技术分析,并详细阐述了可调式过电压保护器在电粉线的安装应用情况及效果。

可调式过电压保护装置 第2篇

1可调间隙保护装置对线路的影响

没有安装可调间隙保护装置的配电架空线路, 在杆塔受到雷击时, 如果其承受的过电压值超过了绝缘子50%冲击击穿电压, 就会发生闪络现象。相对, 安装了可调间隙保护装置的配电架空线路, 在发生同样的情况时, 只要过电压值小于保护间隙的一半, 就不会发生闪络现象。

安装了可调间隙保护装置后, 由于部分爬距被短接了, 使建弧率提升、线路击穿电压下降, 因此跳闸率得到了提高, 线路耐雷水平下降, 但是仍在可以接受的范围之内。通过增添绝缘子的片数等方法, 提高绝缘子串的绝缘水平, 既可以减小装置对跳闸率和线路防雷水平的影响, 又可以保证装置保护的效果。

2可调间隙保护装置的构成

绝缘子串、导线侧电极和接地侧电极构成了并联可调间隙保护系统。其具体的组成是:在绝缘子串的两端连接上导线侧电极和接地侧电极, 在导线侧电极和接地侧电极之间构成以空气为绝缘介质并与绝缘子串并联的保护间隙, 并使保护间隙的长度小于绝缘子串的串长, 在配电网架空线路在受到雷击时, 并联间隙中会形成放电通道。

装置是由可调固定支架、接地球形电极、导线球形电极和固定金具构成的。导线固定住上下固定金具并连接导线球形电极, 导线与固定线夹连接了接线球形电极, 通过可调固定支架, 接地球形电极支撑于线路横担上, 并保持接地。可以通过调整螺丝调整间隙的大小, 从而使放电电压保持低于雷击击穿电压的状态。

3可调间隙保护装置的原理

在绝缘子串旁边讲一对金属电极并联, 构成保护间隙, 依据绝缘子50%雷击击穿电压的实验值, 通过调整螺丝调整间隙的大小, 使该装置的间隙放电电压保持低于绝缘子串的放电电压, 根据实际情况, 对上下间隙的大小进行调整, 从而有效地保护了绝缘子串和输电线路。

4可调间隙保护装置的实验

4.1伏秒特性实验

因为间隙击穿存在延时现象, 而雷电冲击电压持续的时间比较短, 所以只靠冲击击穿电压来表现击穿电压的特征是不够的。

实验步骤:保持冲击电压的波形不变、放电间隙的距离不变, 逐渐提升电压, 使空气间隙发生击穿现象。在实验过程中, 记录下击穿时间、击穿电压峰值与电压的波形。下面列出的是以P15型绝缘子为对象的伏秒特性实验的数据。

安装可调间隙保护装置的绝缘子:

放电路径:间歇性放电;击穿电压峰值 (k V) :122.1、129.2、141.2、 179.9、201.1、226.7;对应击穿时间 (s) :8.90、4.60、2.93、1.76、1.32、1.13s。

未安装可调间隙保护装置的绝缘子:

放电路径:沿绝缘子表面而闪络;击穿电压峰值 (k V) :122.5、 129.7、136.9、179.9、198.8、227.1;对应击穿时间 (s) :11.20、7.40、3.75、 2.07、1.53、1.35。

由以上的数据可以看出, 安装可调间隙保护装置后, 线路有50%电压下降了大约10%, 放电路径在球形电极之内, 绝缘子与可调间隙保护装置构成了很好的配合, 拥有良好的引雷效果, 有效地避免了绝缘子的炸裂、损坏, 从而降低了由于雷击事故造成的经济损失和人员伤亡。

4.2放电实验

现实发生的雷击事故中, 有80%以上的负极性雷电, 所以, 在这个实验之中, 采用的是负极性雷电波。

本次试验采用的是内插法, 在每一个电压等级下对绝缘子重复做十二次的冲击电压实验, 从而得到绝缘子的50%雷电放电电压。 在进行实验的过程中, 保持雷电的冲击电压不变, 只调整间隙的大小, 利用内插法找出雷电冲击电压峰值的大小是该装置放电概率是50%的间隙宽度。

实验数据如下:

对象:未安装可调间隙保护装置;放电路径:绝缘子表面;冲击电压发生每级电压 (k V. 级) :14.0、15.0、16.0、17.0、18.0、18.5、19.0、 20.0、21.0; 冲击电压峰值:106.4、114.3、122.6、129.2、136.9、141.7、 145.7、152.2、160.3;绝缘子闪络概率 (%) :0.0、0.0、8.3、8.3、25.0、33.3、 41.6、75.0、100.0。

通过对实验的数据进行分析, 可以得出P15型绝缘子的50%雷电冲击电压为15.2乘以50%-41.6%加上145.4乘以75%-50%的和, 再除以75%-41.6%, 等于147.1k V。由87.5乘以50%-33.3%加上85乘以83.3%-50%的和, 再除以83.3%-33.3%, 可以得出间隙距离为85.8mm。

将间隙距离调整为85.8mm后, 通过对其施加不同的电压, 可以发现, 安装了可调间隙保护装置之后, 电弧放电的路径在保护了球形电极之后, 会自动的熄灭。由此, 可以明确安装可调间隙保护装置可以引导雷电流入地面, 从而起到保护配电线路的作用。

5结语

综上所述, 本文对可调间隙保护装置对配电网架空线路的影响、构成及工作原理进行分析, 并通过伏秒特性实验和放电实验, 得出了如下结果:安装可调间隙保护装置能够保护配电网的架空线路, 减少装置对线路的跳闸率和耐雷水平的影响, 也可以降低雷击断线事故发生的概率, 从而可以减少因此类事故带来的人员伤亡和经济损失。希望本文能对深受雷击断线事故困扰的地方和人员有所帮助。

参考文献

[1]刘源, 彭利强, 王伟平, 李景禄.配电网架空线路并联可调间隙保护装置研究[J].高压电器, 2011 (04) :47-51.

简易过电压保护装置的研制及应用 第3篇

从2003年起, 当大量交流电弧炉涌入贵州电网后, 由于这些交流电弧炉负荷没有按照国家标准加装相应的滤波设备和配置相应的无功补偿装置, 导致电弧炉工作时产生的大量超标谐波注入电网, 对电网造成严重污染, 经常引发过电压 (该过电压可能是相对地的, 也可能是相间的) , 导致电网发生短路或设备损坏事故。而现有的避雷器类似性质的过电压保护性能较差, 不能满足现场实际需要。

督促谐波源用户加装滤波装置是一种最有效的解决方案, 但是在实际工作中, 由于加装滤波装置需要上百万元的投资, 因此, 出于经济利益考虑, 用户会使出各种手段来拒绝安装滤波装置。

本文针对上述存在的问题进行研究, 并提出具有完全自主知识产权的简易过电压保护装置, 在用户没有安装滤波装置时保护电网中运行的贵重设备。

1 某220k V变电站谐波源现状

该站只有1台主变压器, 220k V侧为进线侧, 110k V和35k V侧为出线侧。35k V侧除了用于无功补偿的电力电容器组外, 只有1条电弧炉负荷。2013年07月26日21时46分发生了谐波谐振, 导致35k V母线三相短路故障。

经过现场调查, 发现用户侧存在如下问题:

(1) 没有找到完整的设计图纸。电气主接线图与实际不符、电容器安装图为通用图, 与实际不符等;

(2) 现场实际接线不规范:

(3) 用户电弧炉容量为12800k W。故障时该公司正在加负荷, 负荷变化如图3所示。

从图中可以看出, 有功最大值Pmax=17.065MW, 远远超过其标称功率12.8MW (12800k W) , 而且负荷变化很大。

(4) 35k V电容器组接线不符合设计规范。

未按照设计规范加装串联电抗器。其容量标称为7200k Var, 但实际只有1800k Var, 与供用电合同中签订的实际容量完全不符。

(5) 无谐波治理装置。

用户未按照承诺书的内容加装谐波治理装置。

2 解决问题的技术方案研究

2.1 采用现有的成熟技术控制谐波

现有的成熟技术是在谐波源处, 按照就近的原则加装相应的滤波装置, 将负荷工作时产生的各次谐波就地消耗掉, 从而保证注入电网的谐波分量在《电能质量公用电网谐波》 (GB/T 14549-1993) 的范围内。

但根据现场调查和实际情况表明:用户出于经济利益考虑, 会使出各种手段来拒绝安装滤波装置。因此该技术无法在现场得到应用。

2.2 简易过电压保护装置研究

2.2.1 结构设计

由于在谐波源负荷侧没有采取有效措施, 所以超标的谐波会沿着高压线路入侵变电站。因此将这些谐波产生的谐振过电压限制在一定范围内, 就可以确保变电站内贵重设备不受到损坏。基于这个思想, 研究出一种简易过电压保护装置, 它能将电弧炉工作时产生的过电压水平限制在设定的安全范围之内, 确保电网设备的安全运行。其结构示意图如下:

该装置是这样实现的:简易过电压保护装置, 包括空气间隙S1、保护间隙S2、热镀锌圆钢、支柱绝缘子、热镀锌槽钢及相间放电间隙S3。其特征在于:在热镀锌槽钢上面装设支柱绝缘子, 支柱绝缘子上装设空气间隙S1和保护间隙S2, 空气隙间S1的一端由热镀锌扁钢制作而成, 直接与高压系统连接;另一端设有保护间隙S2, 其末端通过热镀锌圆钢与热镀锌槽钢连接, 热镀锌槽钢通过热镀锌扁钢与变电站的接地网连接。

空气间隙S1为水平布置, 其形状为角形, 由热镀锌槽钢制作而成。空气间隙S1的距离应满足《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 (DL/T 620-1997) 相应的规定。

保护间隙S2为水平布置, 其形状可以为角形或棒形, 由热镀锌槽钢制作而成。保护间隙S2的距离应满足《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 (DL/T 620-1997) 相应的规定。

相间放电间隙S3为水平布置, 其形状为棒形, 由热镀锌槽钢制作而成, 包括AC、AB和BC相之间共3个。相间放电间隙S3的距离应根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中的规定进行校核。

简易过电压保护装置用于三相 (A、B、C相) 交流系统, 为三相结构, 每相有2只完全相同的支柱绝缘子。

该装置可以安装在变电站出线谐波源线路的首端 (或末端) , 空气隙间S1的一端直接与高压系统的三相 (A、B、C相) 连接即可。

2.2.2 参数设计

以35k V电压等级的简易过电压保护装置为例, 可以按照如下步骤进行:

第1步:需要确定本发明接入系统的电压等级。其支柱绝缘子的额定电压应与电弧炉电源侧的电压相同。本例中, 电弧炉电源侧的电压为35k V, 则本发明的支柱绝缘子应选择35k V户外形 (如安装在户内时则选择35k V户内形) 。

第2步:按照《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中表5和表6设置对地放电的保护间隙和辅助间隙。查表得S1=210mm, S2=20mm。

为防止雨水或冰雪造成保护间隙和辅助间隙短路, 可将保护间隙和辅助间隙设置为水平方式布置。

第3步:绝缘配合计算。

根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中10.1.10条的规定, 其对地计算用最大操作过电压水平为:3.2×35/1.732≈65k V

由于对地间隙的数值在标准已经给出, 因此不需要进一步进行核验。其相间操作过电压水平为: (1.3-1.4) ×65≈85k V (取1.3倍相对地电压进行计算)

由于相间放电间隙的数值无标准, 因此需要进一步进行核验。根据试验结果, 85k V电压下的放电间隙距离为:200mm (相对温度90%) , 为保险起见, 取250mm (相对温度90%, 击穿电压为96k V) 。

第4步:将本发明府视图中的A、B、C点分别与三相电力系统的A、B、C三相可靠连接 (安装于电弧炉用户靠电网侧的适当位置) 。

2.2.3 保护原理

当电弧炉工作并产生过电压 (相间或对地) 向电网侧传递, 并且该过电压水平超过第3步设定的数值时, 间隙被击穿, 将过电压产生的能量泄放, 使过电压无法传递到电网侧, 从而达到保护电网设备的目的。

3 采用新技术后注意事项

当相间过电压导致相间放电隙间S3被击穿时 (此时为相间短路) , 由安装于电网侧的高压断路器跳闸切除该负荷;当相对地过电压动作导致空气间隙S1被击穿时, 保护间隙S2同时必然被击穿, 过电压产生的能量通过空气间隙S1和保护间隙S2流入大地得以泄放 (不中断对电弧炉用户的供电) , 当过电压结束后电弧自动熄灭, 系统恢复正常运行。

在运行中应该注意的问题是:

(1) 装置接地应良好, 不得大于4Ω, 建议在1Ω以下。

(2) 装置在运行中, 巡视人员距离装置接地处保持安全距离 (室内大于4米, 室外大于8米) 。

(3) 装置相间保护动作, 电源侧断路器跳闸后, 应检查装置正确后方可送电;装置正常运行时, 应退出自动重合闸。

4 结语

通过具有完全自主知识产权的创新技术应用, 简易过电压保护装置能够有效降低谐波谐振引起的过电压对电网设备的损坏, 保证电网安全稳定运行。

摘要：研制一种简易过电压保护装置, 它具有限制电力系统相间和相对地的过电压倍数的功能, 能够有效降低谐波谐振引起的过电压对电网设备的损坏, 保证电网安全稳定运行。

关键词：研制,过电压,保护装置

参考文献

浅析大功率电力装置过电压保护技术 第4篇

随着电力行业的不断发展,电气设备的使用备受关注,做好电力系统的过电压保护十分重要。在电力系统装置运行过程中,会受到电压的破坏,这种过电压容易导致设备中断,从而引发停电事故,降低了设备的寿命。为此,我们要不断加强电力系统高压装置的过电压保护措施,确保电力设备的安全性。下面我们首先来了解一下电气设备的过电压保护,然后再来重点探讨电力系统高压装置的过电压保护措施。

1 概述

电力设备在运行过程中,会受到一定的过电压干扰,所谓过电压指的是电压异常升高的现象,是电磁扰动的一种表现。造成这种过电压干扰的原因有许多种,主要分为两大类,一类是外部的雷电电压,另一类是内部过电压。其中雷电电压主要是大气雷云放电所致,这种过电压又可以分为感应雷过电压和直击雷过电压两种。一般来说,雷电过电压的持续性比较短,在发生感应雷过电压时,雷闪击到电力装置的附近,在放电过程中,电磁场的变化使得电力装置受到干扰,从而产生过电压反应。而直击雷过电压则是指雷电直接击中电力设备,对电力装置的绝缘性造成了破坏,从而导致了接地故障的发生,引发过电压反应。

内部过电压主要是在电力装置使用过程中,由于运行方式发生变化而导致的,通常将其分为操作过电压、谐振过电压及暂态过电压三种。其中操作过电压主要是在断路器操作过程中,由于操作不当或者短路的发生而导致,这种过电压又包括切除空载线路过电压、弧光接地过电压等。谐振过电压主要是在电力系统中,电感、电容等元件与电源频率发生谐振而产生的过电压问题,主要包括铁磁谐振过电压、线性谐振过电压等。最后,暂态过电压主要是由于短路故障、操作不断给等原因引起的暂时性过电压,主要包括不对称短路接地、甩负荷过电压等。

2 大功率电力装置过电压保护技术的相关探讨

大功率电力装置包括静止无功补偿装置、晶匣管控制串联补偿装置等,这些装置具有连续性强、速度快等优点,在电力系统中的应用十分广泛。针对这些电力装置,我们一定要做好过电压保护。而在进行电力装置过电压保护时,需要用到排气式避雷器、保护间隙及无间隙氧化锌避雷器等。其中保护间隙受外界条件的影响比较大,而无间隙氧化锌避雷器应用比较广泛,具有稳定性强、实用性强等优点,下面我们来分别了解一下几种主要的大功率电力装置过电压保护措施

2.1 无间隙氧化锌避雷器

在大功率电力装置的两端,我们可以运用无间隙氧化锌避雷器,也可称为无间隙MOV,将避雷器放置在需要保护的设备两端,然后运用无间隙氧化锌避雷器将过电压消耗掉,从而达到保护电力装置的目的。目前,在高压直流输电的换流站之中,包括交流滤波器、换流单元、平波电抗器等,这些设置都可以运用无间隙氧化锌避雷器进行过电压保护。除此之外,在静止无功补偿装置中,晶闸管阀也可以运用该种设备进行保护。为了避免晶闸管被触动,在晶闸管阀设计的过程中,要注意将其导通时的氧化锌避雷器电流切换到最大。MOV电流要按照计算来确定,与此同时,还要将触发时刻的过电压计算到其中。

2.2 晶体管阀构成的保护措施

在静止无功补偿装置中,我们可以通过改变晶匣管阀导通角度的方式来进行过电压保护,也就是运用保护性触发动作,通过电感负荷来控制电压。晶匣管保护串联电容器装置简称为TPSC,在TPSC的使用过程中,晶匣管阀与同低电抗的L串联及低品质因数共同组成了保护支路,具体线路如图 -1所示。在TPSC使用过程中,我们需要将检测线路划分成了两类故障,一类是区外故障,另一类是区内故障。一旦发生区外故障时,大部分故障电流从图中L处经过,从而控制了C段的电压。而发生区内故障时,不仅L路线会触发导通,晶匣管阀也会触发导通,会出现BPS处合闸现象。

2.3 氧化锌避雷器与晶体管阀的有效结合

在大功率电力装置运行过程中,过电压保护可以将上述的氧化锌避雷器和晶体管阀有效的结合在一起,形成更有利的保护措施。图 -2是为晶匣管控制串联电容器装置的线路图,图中VS也就是指晶匣管阀,而C则为串联电容器,BPS则是指旁路断路器,L便是指相控电抗,D便是阻尼电路。在故障发生的时候,氧化锌避雷器在电容器的两端进行并联,氧化锌避雷器是用来限制电容器充电电压的。当控制器检测到线路电流、MOV温度等任意一项超过设定的数值时,需要我们将控制器切换到TPSC的工作模式中。故障电流一般都是从阀支路流过,可以保护好氧化锌避雷器和MOV。但是,由于在较长的一段时间内,控制器一般在TPSC命令发出的同时,也发出了BPS断路器的命令。而断路器的合闸速度相对较慢一些,在晶匣管阀50~100ms后,断路器将会把BPS旁路断路器进行合闸。

3 总结

综上所述,目前,大功率电力装置有了很大的发展,其应用领域越来越广泛。但是,在电力装置的运行过程中,会遇到过电压干扰,主要来自内部电气干扰和雷电过电压干扰,其中雷电引起的过电压对电力装置的破坏性较强。在抗过电压干扰的设备中,比较常用的是氧化锌避雷器、无间隙MOV等设备。在这些过电压保护设备的使用过程中,各有各的特点,需要我们合理的进行选择,不断提高大功率电力装置的保护水平。

摘要：在电力系统中,大功率电力装置的应用越来越广泛,高压装置的过电压保护变得更为重要。过电压对电气设备有严重的破坏性,一旦长期受到过电压侵扰,就会阻碍电力系统的正常运行。目前,在大功率电力装置使用过程中,采取的过电压保护设备包括排气式避雷器、无间隙氧化锌避雷器等。文章中对电力装置过电压保护进行了介绍,并对重要的过电压保护设备进行了相关探讨,以供参考。

浅析小水电站线路电压频率保护装置 第5篇

关键词：小水电站线路,电压频率,保护装置

清新县是在1988年8月成立清远市从原清远县分出来的一个县, 位于粤北山区水力资源比较丰富。建市分区时清新县小水电站共有46宗, 装机容量为35000k W。当时各山区镇供电主要由各小水电站发电机组发电, 经升压变压器将电压升至10k V供给各自镇内农网负荷。各镇自成独立供电小区, 属镇水电所管。随着电网逐步建设发展壮大, 及农网一、二期改造工程的实施当地的供电由建设初期的以小水电供电为主转为以110k V电网为主网架, 10k V电网为骨干网架的电网, 电能质量、供电可靠性得到了极大提高。小水电供电由当初的主供电源转为经10k V农网线路上网发电的并网补充电源。

1 概况

随着电网配套不断完善, 2000年后小水电开发进入一个高速发展时期, 遍地开花多家办电。到现在小水电站共137宗, 总装机容量为132268k W。小水电站处在山里距离变电站较远, 要拉专线上网投资巨大所以大部分小水电象挂灯笼一样直接挂在配网上, 以10k V电压等级直接上配网, 而且90%以上小水电站属于径流式, 当丰水期间, 各电站在同一时间满负荷上网, 导致10k V主干线严重超截、超压, 而且各小水电站为了平衡无功还将电站变压器调致高档位 (12.5/0.4k V) 。造成有部分在线尾的电站电压高至 (低压500V) 。严重危害配网的安全稳定和连续供电。

2008年6月发生在沙河镇内电网中的一起用户家用电器烧坏事故引起了我们的关注, 通过对事故原因的调查分析, 根据当时当地的实际情况和需要, 提出了增加发电站的线路电压频率保护装置, 并在全市的区域电网中推广安装和使用。结果证明, 采用这一措施和办法增强了并网线路和发电机组的安全性和可靠性, 减小了事故范围收到了良好的效果。

2 事故前运行状况

沙河镇10k V干线, 由于当初小水电为供电主供电源, 现转为经10k V农网线路上网发电的并网补充电源。所以用户负荷同发电负荷象灯笼一样直接挂在配网上, 小水电机组出口电压0.4k V, 经升压变压器升至10k V, 并入10k V农网线路运行。

3 事故经过

2008年6月27日10时110k V变电站值班电话通知县调, 10k V沙河干发生接地, 县调通知沙河供电所进行巡视检查工作, 在巡视检查中发现分支线A相发生瞬间单相接地, 此时, 发现沙河电站仍然在发电运行10时30分通知电站解列机组, 10k V沙河干线路恢复正常。11时沙河供电所接用户反映家用电器烧坏。县局组织生技人员对家用电器烧坏的供电台区进行了现场勘查发现多家用户电器设备烧坏, 大多数是电冰箱、电视机、音响等。

4 事故原因分析

根据现场勘查, 可以看出, 线路发生瞬间接地时, 110k V变电站10k V沙河干跳闸而沙河干则此时属轻负荷, 发电站的发电机上开关不跳闸, 发电机被电网拖着运行而未及时发现, 机组出现“飞车”电压升高造成电网过电压导致此次用户电器烧坏的事故发生。

农村小水电站的机组保护一般都按最简单的原则配置, 装机容量在500k W以下的低压水轮发电机组, 发电机出口经低压断路器、隔离开关到低压母线, 发电机的保护主要靠低压断路器QF的保护来实现, 一般只配有过流保护、电压保护, 无预告信号, 运行人员凭经验判断故障, 对事故应急处理不及时, 造成机组不能及时停机, 导致用户端过电压。

小水电站并网的10k V线路为了避免非同期并网造成系统对小水电站发电机组冲击, 变电站10k V出线侧线路保护未投运重合闸装置, 线路故障跳闸后, 甩负荷导致用户端过电压。

电站在发电运行中, 当电网突然停电时, 发电机甩负荷, 机组过速但过电压保护装置不动作, 发电机上开关不跳闸, 发电机被电网拖着运行而未及时发现, 而供电线路上此时的用电负荷大于电站的发电机容量, 发电机因过负荷而引起过电流, 造成发电机损坏。如线路上的负荷与电站的发电容量相当或小于电站发电容量, 导致用户端过电压, 电网用户电器烧坏。

5 处理方案

(1) 加强小水电运行人员业务技能培训, 提高技能水平, 增强小水电站当值运行人员责任心, 对10k V并网线路、发电机组异常运行, 灵活机动快速进行处理, 防止由于人员责任造成事故的发生。

(2) 根据以上情况, 当电网突然停电, 发电机转速马上发生变化 (线路上的负荷与电站的发电容量相当或小于电站发电容量时, 转速上升。而供电线路上此时的用电负荷大于电站的发电机容量时, 转速下降) , 频率亦随着变化。决定对小水电站发电机的保护增加线路频率保护装置。而现有的高、低 (Hz) 保护装置不能满足要求, 我们同有关单位联合开发了一套《线路电压频率保护装置》, 经电力部门的测试满足要求, 达到可靠性强、动作准确灵敏, 而投资少、安装调试简单方便。现在全县小水电站已安装投入使用, 解决了因电网突然停电, 主开关不跳闸而烧坏发电机和用户电器事故问题。

《线路电压频率保护装置》实时监测电压和频率, 当电压或者频率超过设定值达0.5s时, 通过继电器输出故障信号。并记录故障发生的原因, 供用户查看。保护定值可以设定。可以通过选配横块来支持MODBUS通讯, 与SCADA系统连接。

《线路电压频率保护装置》, 电源为220V、100V。一变一装置 (扩展接法可满足一变多台机组) 。

6 效果评价