小接地电流系统的绝缘监视及铁磁谐振.pdf

一 、 接地 电流系统 的绝缘监视及铁磁谐振 德 兴 铜 矿褚 晓 江 7 7 7 7 ／／ I s 0LAT1 0N M 0Nr 】r oRI NG AND F ERR0M AGNETI C RI ONANCE 0F LOW GROUND CURRENT S YS T EM D e x i n g C o p p e r Mi n e C h u X i a o j i a n g 【 A 】B s Ⅱ 】T h e p a p e r in t r o d u c e d t h e i s o la t io n m o n i t o ri n g p ri n c i p l e o f 1 0 k V o r 6 k Vl o w g r o u n d c u r r e n t s y s t e m．Th e G a u s e o f p r o d u c i ng f e r r o ma g n e t i c r e son a n c e b y wi ring a n d mo n i t o r i n g v o l t a g e t r a n s f o r me r we r e a n a l y s e d， a n d t h e c o n d i t i o n s o f a vo i d i ng r G o I l a I 1 c e we r e g i v e n t h e o r e t i c a l l y al so ． KEY W ORDSS y s t e m M o n i t o r i ng Re s o n a n c e 1 前言 为了监视 1 0 k V 或 6 k V小电流接地 系统的绝缘情况 ，一般采用一只三相五柱式 或三只单相的电压互感器作为监测装置。在 一 般情况下它能准确地反映出系统的绝缘状 况。但是，在电网受到某种高次谐波的干扰 或倒闸操作等影响时，监视装置在电网运行 正常的情况下误动作 ，这 就是铁磁谐振现 象 。 2 小接地 系统 的绝缘监测 在 1 0 k V 6 k v 电网中发生单相接地故 障时，相间电压和电网电流不会引起急剧增 大．但每相对地电压将发生较大的变化。如 图 1 所示，当线路在 A相上发 生金属性接 地 时 ，A相对地 电压变 为零 ．在 向量 图上 反 映为 A点转化为 A 点 与地 D 相重合 ，而其 他两相的对地电压升高为线电压。如果在单 相接地的情况下长期工作 ，由于完好相对地 电压升高为线电压，另外 ，单相接地点若为 断续电弧接地 ，还可能引起更高的电压危 险，这就可能将电网另一相绝缘弱点击穿， 造成相间短路 。因此这种电网必须装设专门 的设备来监视其对地绝缘状况 ，如 图 2所 示。其一组付绕组接成星形 ，作为电压表的 监视电压 ，另一组付绕组接成开 口三角形 ， 用于单相接地时给出信号。在正骨隋况下三 相绕相内感应电势的向量和约等于零，因此 继电器不动作 ，当单相接地时 ，开口三角端 头 a l x 上出现电压 ，继电器发生信号 3 铁磁谐振 当电阿单相接地时 ，绝缘监测装置的显 示电压发生变化同时发出预告信号。但有时 随着运行方式的改变 ，如线路故障跳闸，电 力电容器投入和切除或受谐波干扰等 ，会突 然发生三相对地电压不平衡 ，三相对地电压 有色矿山 I 9 9 9 增刊 一 ～ 一 ＼ J 淡 缴 也 J ●● ● L 维普资讯 的幅值 和相位对称均遭破坏 ，甚 至一相或两 B 接地 时 的向■ 图 忙 _ j 图 2 三相五柱 电压互感器的绝缘监视装置 相对地电压大于线电压 ，常造成绝缘损坏事 故．甚至烧毁电压互感器。这种过电压系设 备和系统对地电容和电压互感器的铁芯线圈 的对地电感在参数配合上产生了电磁谐振所 致．故称为铁磁谐振过电压。发生铁磁谐振 过电压时，运行人员往往误以为是系统单相 接地，从而进行徒劳的查找，延误时间而导 致设备的损坏和运行紊乱。 三相系统中设备和线路和对地电容 ，泄 漏电阻和一次侧中性点接地的电压互感器， 如图3 所示。实际上可以等效为一个 R、L 、 C并联电路 ，如图 4 所示。当电路中由于某 种因素而产生 高 次 谐 波 ，其 角 频 率 m 。 L C 一 { 时 ，即 X L ，电路将发生并联 谐振 ，谐振电压可以远大于外施 电源 电压， 致使 电压互感器产生过电压。图5绘出了电 压互感器的伏安特性 Uf I L ．系统等值 电容的伏安特性 Uf 1c 和合成伏安特性 u f I 1 ． 一I c 。在 o a区间 ，合成 电流呈现 容性并 随电压上升而增大；在 a b区间，由 于铁芯开始饱和 ，电抗减小，电感电流非线 性急剧增长 ，致使合成电流虽仍为容性但其 增量却呈感 性，并随电压上升减小，这样 a b区间就成了不稳定区。a 点称为临界点。 进入 a b区间，就会发生 电压 U 至 U 的跃 变，b 点合成电流为零 ，即 I c I L 、x X L 发生电流谐振。由于高于 后 ，合成 电流 发生相位反倾 ，由容性变为感性。但是合成 电流随电压上升而增加 ，故运行 还是稳定 的 。 ] j ] 宁 图 3 三相幂统线路对地电窖、电阻分布示意图 图 4 G、L 、C并联等效 电路 倘若没有中性点直接接地的电感性 负 小接地电流系统的绝缘监视及铁磁谐振褚晓江 邮编3 3 4 2 2 4 维普资讯 载，就不会与设备和线路的对地电容构成并 I c 0 I 围 6 Xc XL 时的伏安特性 联谐振电路 ，所以中性点直接接地的电压互 感器是产生这种 铁磁谐 振过 电压的根本原 因。但这并不意味着在中性点不接地系中使 用一次侧 中性点接她的电压互感器都要产生 谐振过电压 ，因为还要看系统参数的配合是 否满足谐振条件。由图 6可以看出，当 x c 在可能的运行 电压范围内永远大于 x L 时 ， 合成伏安特性将无不稳定区间，故不会发生 谐振 ；但若运行方式变化 ，如增 加投 入系统 的设备或线路 ，将 引起对 地容抗 x c的减 小，曲线 2会变至曲线 2 ，致使曲线 3 变至 曲线 ，，又出现 了不稳定 区间 ，当运行 电压 高于 U a 时，仍将发生谐振。 另一种情况是 X c 在可能的运行范围内 永远小于 xc ，使临界 电压 Ua 远大于最高运 行电压，如图 7 所示，也就避免了谐振的发 生。因此，一般来说规模小的系统比规模大 的系统更容易发生铁磁谐振过电压。基于同 样的理由，如能增大 X 1 ． ，即提高电压互感 器的伏安特性，减小激磁电流，亦可避免谐 振过 电压 的发生 。 ” f{ I I L - f I O ，， ‘ E ／ f I ， - ／ ’ ／ J ／ 0 图 7 X L xc 时的伏安特性 上接第 8 5页 其采购量大、采购品种数量多、对供应厂家 吸引力大的优势，分析这些厂家所用原材 料，构配件中是否有多种经营企业可生产的 产品 ，或 者现在不 生产 ，但 可以发展生产 的 项目。在保质同价的前提下 ，利用主业采购 的影响，与其进行实物补偿贸易 ，使主业与 多种经营企业相互促进 ，吸纳更多的分流人 员，降低 主业的生产成本 ，提高经济效益， 为将来主业 的矿 山资源枯竭后 的出路奠定基 础 。 4 结 论 生产成本是企业 经营 的关键 ，抓住 了 它 ，企业在市 场竞 争 中就 可立 于不 败之地 。 同时，生产成本又是各种消耗联系在 一起 的，降低生产成本必须加强管理，只有不断 降低物资消耗和劳动成本，企业的经济实力 和经济效益才能得到保证。 有色 矿 山 l 9 9 9增 刊 ■ 维普资讯