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消弧與消諧的工作原理，它們之間有何區(qū)別,？
閱讀：1064 發(fā)布時(shí)間：2023-4-27消弧和消諧的工作原理是不一樣的,。消弧是指當(dāng)母線發(fā)生單相金屬接地時(shí)消弧裝置動(dòng)作使金屬接地通過消弧裝置動(dòng)作的真空接觸器直接接地，有利于母線保護(hù)動(dòng)作,、這樣可以避免諧波的產(chǎn)生,。消諧主要是消除二次諧波以及高次諧波，有利于電網(wǎng)的安全運(yùn)行,。 正常運(yùn)行時(shí)，消弧線圈中無電流通過,。而當(dāng)電網(wǎng)受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時(shí),，中性點(diǎn)電位將上升到相電壓,，這時(shí)流經(jīng)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(bǔ)償,，補(bǔ)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,，就可使接地迅速消除而不致引起過電壓。
消弧線圈主要是由帶氣隙的鐵芯和套在鐵芯上的繞組組成,，它們被放在充滿變壓器油的油箱內(nèi)。繞組的電阻很小,，電抗很大,。消弧線圈的電感可用改變接入繞組的匝數(shù)加以調(diào)節(jié)。在正常運(yùn)行狀態(tài)下,，由于系統(tǒng)中性點(diǎn)的電壓是三相不對稱電壓,，數(shù)值很小，所以通過消弧線圈的電流也很小,，電弧可能自動(dòng)熄滅。一般采用過補(bǔ)償方式,，就是電感電流略大于電容電流,。消弧線圈是一種帶鐵芯的電感線圈,。它接于變壓器（或發(fā)電機(jī)）的中性點(diǎn)與大地之間，構(gòu)成消弧線圈接地系統(tǒng),。正常運(yùn)行時(shí),，消弧線圈中無電流通過,。而當(dāng)電網(wǎng)受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時(shí)，中性點(diǎn)電位將上升到相電壓,，這時(shí)流經(jīng)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(bǔ)償,，補(bǔ)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,，就可使接地迅速消除而不致引起過電壓,。
長期以來,，我國6～35kV(含66kV)的電網(wǎng)大多采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式,。此類運(yùn)行方式的電網(wǎng)在發(fā)生單相接地時(shí),，故障相對地電壓降為零,，非故障相的對地電壓將升高到線電壓（UL），但系統(tǒng)的線電壓維持不變,。因此國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定這類電網(wǎng)在發(fā)生單相接地故障后允許短時(shí)間（2小時(shí)）帶故障運(yùn)行,，所以大大提高了該類電網(wǎng)的供電的可靠性?，F(xiàn)有的運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：“中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，允許運(yùn)行兩小時(shí)",，但規(guī)程未對“單相接地故障"的概念加以明確界定。
如果單相接地故障為金屬性接地,，則故障相的電壓降為零，其余兩健全相對地電壓升高至線電壓,，這類電網(wǎng)的電氣設(shè)備在正常情況下都應(yīng)能承受這種過電壓而不損壞。但是,，如果單相接地故障為弧光接地,，則會(huì)在系統(tǒng)中產(chǎn)生最高值達(dá)3.5倍相電壓的過電壓,，這樣高的過電壓如果數(shù)小時(shí)作用于電網(wǎng)，勢必會(huì)造成電氣設(shè)備內(nèi)絕緣的積累性損傷,，如果在健全相的絕緣薄弱環(huán)節(jié)造成絕緣對地?fù)舸瑢?huì)引發(fā)成相間短路的重大事故,。
中性點(diǎn)不接地的高壓電網(wǎng)中，單相接地電容電流的危害主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：
1）弧光接地過電壓的危害
當(dāng)電容電流一旦過大,，接地點(diǎn)電弧不能自行熄滅。當(dāng)出現(xiàn)間歇性電弧接地時(shí),，產(chǎn)生弧光接地過電壓，這種過電壓可達(dá)相電壓的3~5倍或更高,，它遍布于整個(gè)電網(wǎng)中,，并且持續(xù)時(shí)間長,，可達(dá)幾個(gè)小時(shí),，它不僅擊穿電網(wǎng)中的絕緣薄弱環(huán)節(jié),，而且對整個(gè)電網(wǎng)絕緣都有很大的危害。
2）造成接地點(diǎn)熱破壞及接地網(wǎng)電壓升高
單相接地電容電流過大,，使接地點(diǎn)熱效應(yīng)增大，對電纜等設(shè)備造成熱破壞,，該電流流入大地后由于接地電阻的原因，使整個(gè)接地網(wǎng)電壓升高,，危害人身安全,。
3）交流雜散電流危害
電容電流流入大地后,，在大地中形成雜散電流，該電流可能產(chǎn)生火花,，引燃瓦斯爆炸等，可能造成先期放炮,，并且腐蝕水管,、氣管等。
4）接地電弧引起瓦斯煤塵爆炸
消弧線圈的作用：
電網(wǎng)安裝消弧線圈后,，發(fā)生單相接地時(shí)消弧線圈產(chǎn)生電感電流，該電感電流補(bǔ)償因單相接地而形成的電容電流,，使得接地電流減小，同時(shí)使得故障相恢復(fù)電壓速度減小,，治理電容電流過大所造成的危害,。同時(shí)由于消弧線圈的嵌位作用，它可以有效的防止鐵磁諧振過電壓的發(fā)生概率,。
消弧線圈接地方式存在的一些問題：
1）單相接地故障時(shí)，非故障相對地電壓升高到3 相電壓以上,，持續(xù)時(shí)間長,、波及全系統(tǒng)設(shè)備,，可能引起第二點(diǎn)絕緣擊穿，引起事故擴(kuò)大事故,。
2）消弧線圈不能補(bǔ)償諧波電流，有些城市電網(wǎng)諧波電流占的比例達(dá)5%-15%,，僅諧波電流就可能遠(yuǎn)大于10A，仍然可能發(fā)生弧光接地過電壓,。
3）對于電容電流很大的配電網(wǎng)，如果通過補(bǔ)償要使單相接地故障電流Ijd<10A,，就必須使系統(tǒng)保持較小的脫諧度,，系統(tǒng)的脫諧度過小，對由于三相電容不對稱引起的中性點(diǎn)位移電壓會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的放大作用,，使中性點(diǎn)電壓偏移超過規(guī)程允許值(<15%Un)，保護(hù)將發(fā)出接地故障信號,。
另外脫諧度太小,，系統(tǒng)運(yùn)行在接近諧振補(bǔ)償狀態(tài),，將給系統(tǒng)運(yùn)行帶來極大的潛在危險(xiǎn)（諧振過電壓）；要保證中性點(diǎn)位移電壓不超過規(guī)程允許值,，就要增大脫諧度,，然而，脫諧度過大,，將導(dǎo)致殘余接地電流太大(Ijd>10A)，又可能引起間歇性弧光接地過電壓,。很難保證既使殘余接地電流Ijd<10A,，又保證中性點(diǎn)位移電壓不超過規(guī)程允許值這兩個(gè)相互制約的條件。
4）消弧線圈的調(diào)節(jié)范圍受到調(diào)節(jié)容量限制,，調(diào)節(jié)容量與額定之比一般為1/2，如按終期要求選擇,，工程初期系統(tǒng)電容電流小,，消弧線圈的最小補(bǔ)償電流偏大，可能投不上；如按工程初期的要求選擇,，工程終期系統(tǒng)電容電流大，消弧線圈的最大補(bǔ)償電流又偏小,，也不能滿足合理補(bǔ)償?shù)囊蟆?/span>
5）在運(yùn)行中,，消弧線圈各分接頭的標(biāo)稱電流和實(shí)際電流會(huì)出現(xiàn)較大誤差,，運(yùn)行中就發(fā)生過由于實(shí)際電流與電流誤差較大而導(dǎo)致諧振的現(xiàn)象。
6）由于系統(tǒng)的運(yùn)行方式及系統(tǒng)電壓經(jīng)常變化,，系統(tǒng)的電容電流經(jīng)常變化,，跟蹤補(bǔ)償困難。目前的自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置呈百花齊放的景象,，實(shí)際運(yùn)行考驗(yàn)時(shí)間較短，運(yùn)行情況還不理想,。而且價(jià)格高,、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)量大,，不適應(yīng)無人值班變電站的要求。
7）由于上述原因,，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地僅能降低弧光接地過電壓的概率,，不能消除弧光接地過電壓，也不能降低弧光接地過電壓的幅值,，弧光過電壓倍數(shù)也很高。
8）尋找單相接地故障線路困難,，目前許多小電流接地選線方法的選線成功率還不理想，往往還要采用試?yán)ā?/span>
9）采用試?yán)〞r(shí),，既造成非故障線路短時(shí)停電,，又會(huì)引起操作過電壓,。
10）系統(tǒng)諧振過電壓高，諧振過電壓持續(xù)時(shí)間長并波及全系統(tǒng)設(shè)備,，常造成PT燒壞、或PT熔斷器熔斷。武高所和廣州供電局在區(qū)莊變電站試驗(yàn)中測得1/2分頻諧振過電壓達(dá)2PU ,，測得由合閘操作激發(fā)的3次高頻諧振過電壓達(dá)4PU,，測得A相導(dǎo)線斷線并接地于負(fù)荷側(cè)時(shí)，諧振過電壓值為3.8PU,。。
11）電纜排管或電纜隧道內(nèi)的電纜發(fā)生單相接地時(shí),，不及時(shí)斷開故障線路,，可能引起火災(zāi),，上海某35KV系統(tǒng)電纜就發(fā)生過單相接地一小時(shí)后引起火災(zāi),，燒毀電纜隧道中40多條電纜的重大事故,。
12）尋找故障線路時(shí)間較長，在帶接地故障運(yùn)行期間,，容易引起人身觸電事故。
13）單相接地時(shí),，非故障相電壓升高至線電壓或更高,，在不能及時(shí)檢出故障點(diǎn)的情況下，無間隙金屬氧化物（MOA）避雷器長時(shí)間在線電壓下運(yùn)行,，容易損壞甚至爆炸?；」饨拥剡^電壓,、諧振過電壓幅值高、持續(xù)時(shí)間長,，MOA由于動(dòng)作負(fù)載問題,，一般不要求WGMOA系統(tǒng)內(nèi)過電壓，不能有效利用MOA的優(yōu)良特性,，不利于MOA在配電網(wǎng)的推廣使用。
以電纜線路為主的配電網(wǎng)的特點(diǎn)：
1）單位長度的電纜線路的電容電流比架空線路電容電流大10幾倍,，以電纜為主的城市電網(wǎng)對地電容電流很大。
2）電纜線路受外界環(huán)境條件（雷電,、外力,、樹木、大風(fēng)等）影響小，瞬時(shí)接地故障很少,，接地故障一般都是故障。
3）電纜線路發(fā)生接地故障時(shí),，接地電弧為封閉性電弧,，電弧不易自行熄滅,，如不及時(shí)跳閘，很容易造成相間短路,，擴(kuò)大事故,。
4）電纜為弱絕緣設(shè)備,。例如，10kV交聯(lián)聚乙稀電纜的一分鐘工頻耐壓為28KV ,，而一般10kV 配電設(shè)備的絕緣水平為42kV ,。在消弧線圈接地系統(tǒng)中，由于查找故障點(diǎn)時(shí)間較長,，電纜長時(shí)間承受工頻或暫態(tài)過電壓作用,，易發(fā)展成相間故障,，造成一線或多線跳閘。
5）在電纜線路中,，高頻振蕩電流幅值大衰減慢,，高頻振蕩電流遠(yuǎn)大于工頻電流,，在工頻電流過零時(shí)高頻振蕩電流仍然有很大的幅值,，維持弧光燃燒取決于高頻振蕩電流衰減的快慢和工頻電流,，消弧線圈不能補(bǔ)償高頻振蕩電流,，又由于在電纜線路中消弧線圈補(bǔ)償后的殘流大,，消弧線圈在電纜線路中不能消弧,。
PT諧振：
PT諧振 PT諧振對于yo/yo電磁式PT,，在正常情況下線路發(fā)生單相接地不會(huì)出現(xiàn)鐵磁諧振過電壓,，但在下列條件下，就可能引發(fā)鐵磁諧振,。
1）對于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí),，故障點(diǎn)流過電容電流,，未接地的兩相相電壓升高3倍,。但是,，一旦接地故障點(diǎn)消除,，非接地相在接地故障期間已充的線電壓電荷只能通過PT高壓線圈經(jīng)其自身的接地點(diǎn)流入大地，在這一瞬間電壓突變過程中,，PT高壓線圈的非接地兩相的勵(lì)磁電流就要突然增大,，甚至飽和，由此構(gòu)成相間串聯(lián)諧振,。
2）系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振,。近年來,，由于配電線路用戶PT、電子控制電焊機(jī),、調(diào)速 電機(jī)等數(shù)量的增加,，使得10kV配電系統(tǒng)的電氣參數(shù)發(fā)生了很大的變化,，導(dǎo)致諧振的頻繁出現(xiàn)。在系統(tǒng)諧振時(shí),，PT將產(chǎn)生過電壓使電流激增,，此時(shí)除了造成一次側(cè)熔斷器熔斷外，還將導(dǎo)致PT燒毀,。個(gè)別情況下，還會(huì)引起避雷器,、變壓器,、斷路器的套管發(fā)生閃絡(luò)或爆炸。
3）線路檢修,，事先不向調(diào)度部門申請辦理停電手續(xù),，隨意帶負(fù)荷拉開分支線路隔離刀閘或帶負(fù)荷拉開配電變壓器的高壓跌落開關(guān)，造成刀閘間弧光短路而引發(fā)諧振,。
4）當(dāng)配電變壓器內(nèi)部發(fā)生單相接地故障時(shí),，故障電流將通過抗電能力強(qiáng)的絕緣油對地放電，也會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的電弧激發(fā)電網(wǎng)諧振,。
5）運(yùn)行人員送電操作程序不對，未拉開PT高壓側(cè)刀閘就直接帶PT向空母線送電,，引起PT鐵磁諧振,。