真空电容
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真空电容范文第1篇
由于国民经济与科学技术的快速发展，变电站中的真空断路器在变电站中具有至关重要的作用。在真空断路器中投入并联电容器，不但能够保证真空断路系统中的设备能够正常运行，还能够有效减轻工作人员的工作效率，提高其工作效率。基于此，本文主要研究真空断路器投入并联电容器过电压，从而保C真空断路器能够更好的发展。
1并联电容器在真空断路器中的重要作用
在真空断路器中在真空断路器中投入并联断路器，能够减少管线中的电阻，控制真空断路系统中的电流与电压，满足真空断路器中的自动跟踪与补偿要求，减小电路中的电阻，保证真空断路系统中的各项工作能够顺利进行，从而提高了企业的经济效益。除此之外，在真空断路器中投入并联电容器，能够有效保证电路系统的正常运行，确保真空断路系统输出电压的准确性。
2真空断路中投入并联电容器过程中遇到的问题
在真空断路中，投入并联电容器过程中会遇到很多问题，其中，最主要问题就是工作人员对其工作没有足够的重视。由于并联电容器施工人员的知识水平有限，他们在实际施工中，对其工作没有足够的重视，在一定程度上降低了真空断路系统的运行效率。要想有效改善这种状况，需要变电站中的管理人员定期对并联电容器施工人员进行培训，在培训的过程中，可以向他们提问，采用提问的方式，能够知道施工人员在实际工作中经常遇到的问题，然后采取有效措施解决，从而保证并联电容器安装工作能够顺利进行。
3真空断路器中投入并联电容器的合闸弹跳过电压分析
3.1合闸时电流没有超过零点
在真空断路器合闸过程中，如果合闸时电流没有超过零点，即使触头已经弹开，断路中的电流依然会继续运行，电容器系统仍然保持畅通状态。电力企业中的工作人员在实际工作中，160真空断路器应该在整个系统运行开始后的0.1215s时合闸，电路中的母线电流与整个系统运行电流成正比。当母线电流与系统线路电流都能够正常运行时，合闸电压可能会产生小波动，并且波动幅度比较小，母线与线路串联电压幅值应该是10.325KV，用标值表示为1.25。当然，在合闸时，如果电流没有超过零点，还会产生合闸电流，最高的合闸电流幅值应该是10256A，是额定电压的2.23倍。
要想有效保证真空断路能够正常运行，如果合闸时电流没有超过零点，工作人员可以在断路中安装并联电容器，将线路中产生的电阻有效屏蔽，提高整个电路的运行效率。在真空断路中安装并联电容器，能够有效抑制电阻的产生，保证电力企业中的线路能够正常运行。同时，也可以在真空断路中安装避雷器，由于避雷器的体积比较小、使用方便、成本低等特点，目前，已经被工作人员广泛应用到真空断路中。但是，在实际工作中，相关工作人员在真空断路中采用并联电容器时，应该根据企业的运营情况，合理选择并联电容器，保证电力企业能够正常运营。
3.2合闸时电流超过零点
在真空断路器中，如果合闸时电流超过零点，断路器会在电流即将超过零点时熄弧，会经常出现节流现象。导致该现象的主要原因是断路器中的电压与电流降到一定数值时，断路器中的弧柱会迅速扩散，阳机表面的温度会迅速下降，使得真空断路器中的金属质点瞬间蒸发，不能保证真空断路系统正常运行。当真空断路中的电弧忽然熄灭时，电弧电压会停留在电压零点之前，此时的电压称为截流电压。当真空电路中出现截流电压现象时，电路中的电压容易超过规定数值，影响整个电力系统的正常运行。
因此，在实际工作中，在真空断路器中投入并联电容器，能够有效控制电路中的电压，为真空断路器提供系统电压。在合闸时，如果电流过大，会影响断路器中的电容器正常工作，降低充电器中的电压。为了保证电流在合闸时能够准确超过零点，应该保证电路中的电压超过零点，在计算160真空断路器在整个系统运行开始后0.2514S时合闸，保持线路母线在零点之前，合闸后系统中的电容器分支电流也即将过零点。
3.3试验测量研究
为了保证真空断路器能够正常运行，保证计算结果的准确性，真空断路系统中的工作人员应该及时检验测试结果，从而提高真空断路器的准确性。在真空断路中，采用并联电容器，能够提高真空断路的运行效率，合闸过程中，指针有重燃的可能，工作人员在实际工作中，应该尽量避免重燃的可能，减少对设备的破坏，在串联电路中安装并联电容器与避雷器能够有效抑制重燃，保证真空断路器能够正常工作。
例如，当真空断路器中开关关闭10次之后，避雷器没有任何反应，波形开关中的电子显示屏会显示出指针在零点之后，出现这种现象代表真空断路中能够的电流和电压已经超过规定数值。此时，工作人员应该及时调整真空断路中的熔断电流，将并联电容器安装在真空断路器中，减少电路中电流的损失，保证真空断路能够正常运行。
产生这种现象的主要原因是真空断路中的电容与电压不能有效融合，一旦断路中的电容出现突变，应该将系统中的电流快速降下，让真空断路产生震荡，当真空断路中的动静触头互相接触时，应该将动静触头分开，保证真空断路能够稳定运行。在切断电容器时，真空断路器中的压力可能过大。要想有效改善这种状况，相关工作人员应该及时调整真空断路器中的开关，并控制好系统温度。工作人员可以在真空断路中安装温度警报器，当电路中的温度过高时，温度报警器会发出警报，提醒工作人员调整系统温度。工作人员在实际工作中，可以根据企业的实际运行情况，合理控制真空断路温度，从而保证电力系统正常运行，提高工作人员的工作效率。
4结束语：
综上所述，在真空断路器中投入并联电容器具有至关重要的作用。但是，在实际工作中，仍然存在很多问题，这就需要相关工作人员在原有基础上，不断改进与创新，提高自身的职业综合素质，从而保证国民经济稳定快速发展。
参考文献：
[1]王金辉，郎福成. 40.5kV真空断路器开合并联电容器组产生过电压的仿真分析[J]. 电工材料，2015，（04）：15-20.
[2]杨庆，欧阳沙，司马文霞等. 真空断路器快速合-分闸操作10kV并联电容器的过电压机理[J]. 高电压技术，2016，（10）：3135-3140.
真空电容范文第2篇
【关键词】三相电机 故障诊断 故障容错控制
三相电机是一种非常重要的驱动设备，具有结构简单、容易上手和价格低廉等优点，因此广泛应用于工业生产、交通运输等诸多领域。不过由于其使用环境复杂多变以及电机本身的运行特性、负荷情况等的影响，在使用中难免出现一些故障，影响了相关生产生活的正常秩序并造成一定的损失。为了对三相电机的故障进行有效防控，确保其正常运行，减少因故障造成的损失，必须对三相电机的故障诊断和容错控制进行分析研究。
1 故障诊断与容错控制的意义
当前，随着社会经济的发展和科技的进步，各种生产设备越来越先进，功能越来越全面，但同时设备结构也越来越复杂。这些复杂设备通常承担着繁重的任务，并在大功率、高负荷的状态下长时间运转，这样随着使用时间的延长，出现故障的概率也随之提高，而一旦发生故障，要么降低其性能，影响了生产的正常进行，要么设备报废，甚至机毁人亡，再加上故障具有随机性、模糊性的特点，传统的故障诊断方法所起的作用已经越来越有限，因此，有必要引入更加先进的智能故障诊断和容错控制方法。引入智能故障诊断与容错控制方法具有极大的意义，具体体现在以下几个方面：
（1）能够及时发现设备的故障，同时更加精确地确定发生故障的位置、类型和程度，并对故障及时进行隔离。
（2）可以相对准确地预测出设备的使用寿命和故障的发展情况。
（3）能够根据不同的故障，相应地给出控制和处理方案。
（4）可以自动进行故障处理，包括对其进行削弱、消除及修复等，使设备尽量恢复正常工作状态时的性能；必要情况下可以通过牺牲部分性能来确保设备能够继续完成它的规定功能。
2 三相电机常见故障介绍
三相电机的主要由定子、转子、轴承等构成，总体结构是比较简单的，不过它的演变过程却相当复杂，包括了物理和化学的多个方面。在长期的使用过程中，三相电机的性能会因受到供电电源、安装环境等多个内外部因素的影响而逐渐退化并导致故障的产生，其常见的故障主要由三个：
2.1 定子绕组匝间断路
它是最常见的三相电机，所占的故障比为约为三分之一。导致该故障产生的主要原因在于同一相绕组的相邻线圈因绝缘破坏而发生短路。
2.2 转子导条和断环开裂
该故障所占的故障比约为十分之一。它的产生是因为三相电机在启动过程中，导条会在短时间内通过大量电流，形成强大的冲击力，最终使得导条和端环因应力分布不均而发生断裂，严重的话还会导致电机烧坏和整机报废。
2.3 轴承故障
轴承故障所占的故障比也达到了五分之一左右。由于轴承是负载最重的部分，同时也很容易发生磨损，因此故障也是比较频繁的。
3 三相电机故障诊断及容错研究
为更深入的理解三相电机的故障诊断与容错控制，下面分别举例加以说明。
3.1 转子位置检测故障诊断研究
要想准确判断出事哪一个传感器出现了故障，就得对转子位置的信号进行详细分析，具体流程为：首先是将一个电周期分为6个区间，将VT1VT6定为区间1，然后每隔60°区间就加1，直到VT5VT6（既区间6），在这个过程中，无论是在三相电机的启动、制动过程还是当它处在运行状态，由于通常认为电机转速相对于换相区间可以当做准静态量，所以就能够通过对比下一个区间和上一个区间的宽度来确定传感器有没有出现故障。为了对此有更直观的认识，这里用区间1与区间2为例子来说明，先设区间1的宽度是时间t1，当三相电机运行在90℃状态时，传感器c这时候能够正常输出信号，而当主电路VT6换流到VT2的时候，这时候也就是从区间1进入到区间2的过程，在这一过程中，会开始对区间2的宽度t2进行计时，当t2>kt1，且k=1.5时，这时候的传感器2的输出信号没有出现跳变的情况，那么就可以得知该传感器发生故障了。
3.2 转子位置故障容错控制研究
当传感器发生一到两路损坏时，可以有效利用其余正常运行的传感器通过对转子位置进行评估并用于电机换相，最终实现故障的容错控制。
当其中的一路传感器发生故障时，首先要确定两个区间的宽度，下面以区间1与区间2为例进行分析，当区间2的宽度超过前面所设定的宽度，这时候就说明Hb出现故障，因此，要马上换相，同时，在随后的所有电周期里，在区间2里，当t5=t4的时候以及在区间5中当t5=t4的时候均需换相，也就是利用上次没有发生故障的传感器信号来获得下一个转子的位置。同样的道理，当出现两路传感器信号故障的时候，就要用第三个正常的传感器信号通过延时来获取其它转子的位置信号，通过采用这种方式，即使传感器出现故障，仍然可以有效获得六个换相点的时刻点，有效实现对三相电机的容错控制。
4 结语
三相电机作为一种重要的设备，广泛使用于现代工业系统中，对工业生产起着非常重要的作用，也正是因为它的地位如此重要，其所产生的故障影响和造成的损失也才会如此突出。虽然当前的三相电机已经比过去先进了许多，稳定性、可靠性有了很大的提高，但由于使用环境、工作方式等的影响，故障总是在所难免，为此，必须大力推广故障检测和容错控制，以便有效对故障进行防控，确保电机的稳定、可靠运行，为生产提供更安全可靠的保障。
参考文献
[1]杨喜林.异步电动机定子匝间短路故障诊断方法[J].电机与控制应用，2006（7）：55-58.
[2]许伯强，李和明. 异步电动机定子绕组匝间短路故障检测方法研究[J].中国电机工程学报，2004（24）：177-182.
[3]徐小来，王莉，谢一静.异步电动机定子绕组短路故障仿真研究[J].大电机技术，2006（01）：23-25.
[4]赵文祥，程明，花为等.双凸极永磁电机故障分析与容错控制策略[J].电工技术学报，2009（4）：71-91.
作者简介
崔宝磊（1984-），男，天津市滨海新区人。现供职于中海油田服务股份有限公司。
真空电容范文第3篇
关键词：真空断路器；过电压；防治
中图分类号：TM4 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）023(C)-0205-01
一、真空断路器操作过电压对电机产生的危害
高压真空断路器在煤矿高压供电中容易产生操作过电压，特别是开断启动过程中的电动机时，相间操作过电压可能会超过4倍的额定电压，严重危及电动机的绝缘。现已开发并投入使用的限制操作过电压的设备，如氧化锌避雷器，RC阻容吸收器组成过电压保护器等产品，但由于所选用保护和保护设备技术性能的不适应，及被保护设备的特殊情况，实际运行过程中事故仍有发生。
真空断路器电源、负荷侧均存在着电感和电容，真空断路器断开电机回路时产生截流过电压、多次重燃过电压及三相同时断开过电压等三种危害。
（一）截流过电压危害：由于真空断路器有良好的灭弧能力，当断开电流时，真空电弧在过零前就会熄灭，由于电流被突然切断，其滞留与电机等电感绕组中的能量必然向绕组的分散电容充电转变为电场能量，对于电机，特别是空载会因此产生大的过电压。
（二）多次重燃过电压危害：多次重燃过电压是由于弧隙发生多次重燃，电源多次向电机电容进行充电而产生的，在真空断路器切断电流的过程中触头一侧为工频电源，另一侧为LC振荡电源。如果触头间的开距不够大，两个电源叠加后就会使电弧隙之间发生击穿，断路器的恢复电压就会升高，就会发生第二次重燃，甚至发生多次重燃现象，损坏电机。
（三）三相同时断开过电压危害：由于断路器首先断开相弧隙产生重燃时，流过该项弧隙的高频电流引起，其余两项弧隙中的工频电流迅速过零，致使未断开相也被切断，在其他两相弧隙中产生类似较大水平的截流现象，从而产生更高的操作过电压，产生的过电压是加在相与相之间的绝缘上。在断开中、小容量电机或轻负荷情况下，容易出现三相同时过电压。
二、电机回路使用真空断路器应采取的措施
由于电机绕组存在较大的电感器，以及绕组的匝间电容，对地电容和杂散电容的存在，相当于一个振荡回路。根据真空断路器操作过电压产生的原理，当切断电流时，容易产生过电压危害电机绝缘及回路电气设备。因此，必须采取措施限制操作过电压，以保护电气设备能安全可靠运行。目前，国内采取的措施有装饰金属氧化物避雷器（MOA），三叉戟过电压保护器（TBP）、组合式过电压保护器(JPB)等。以上三种设备均采用氧化锌阀片的主要元件。一般情况下，电机的出厂试验电压为：Us=2（2Ue+1）×0.75×K，K为冲击系数，一般取K=1.15。对10KV电动机：Us=25.6―26.8KV，电动机运行时的试验电压：Us=1.5Ue。对10KV电动机：Us=15KV，冲击值Us=21.2KV。根据绝缘规则的要求，耐电压水平最小应超出保护水平15%，同时由于在10KV及以下系统中中性点不接地或经过消弧线圈接地，且当发生单相接地时，其余相电压升至线电压，并允许运行2小时，在这种情况下，将使避雷器严重过热而损坏。目前，有些厂家研制并生产了旨在限制真空断路器操作过电压危及电机绝缘的新一代产品――RC阻容吸收器，它可使大多数电路的操作过电压降至电源电压的2―2.5倍以下，但是不管何种RC保护器，当它应用在不接地系统中时，按规程要求在电容器电流不大于3―4A时，可带负荷运行2小时。其RC回路中的电容无疑增大了回路的电容电流，如果超过或接近规程规定值则可能需要装设消弧线圈或接地电阻，增加设备和投资。因此应对其进行正确的分析和选用。根据厂家的资料，RC装置中电容量为0.1µF，电阻为100Ω，其容抗为Xc=1/ωC，ω=2πfn，在10KV回路电容电流为：Ic=Ue×Xc=10×2×3.14×50×0.1=0.32A，在6KV回路电容电流为；Ic=Ue×Xc=6×2×3.14×50×0.1=0.2A，从以上计算可知，每台RC装置的电容电流将在0.2―0.32A之间，如果在一条母线上连接多台RC装置，再加上电机回路的电容电流，有可能超过规程规定的允许值。那么电机中性点必须装着消弧线圈或电阻，以保护设备的安全运行。因此，在电机回路中选择设备时，不仅要考虑点击贿赂的电容电流，同时要考虑分支回路的对地电容和用于保护真空断路器的RC装置的电容电流。
真空电容范文第4篇
关键词：真空断路器 电弧重燃 过电压 防止
中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2010)011-083-02
真空断路器具有良好的灭弧性能，且维护工作量小、断流容量大、适宜频繁操作等许多优点，在电力系统中得到了广泛的应用。在电气化铁路供电系统中，真空断路器主要用于27，5千伏侧，与继电保护装置配合迅速切断馈线侧的短路电流。在运行过程中，发现其在开断小电流故障时(尤其是在切断电容电流时)，有可能产生较高的过电压，同时，在断路器真空度降低的情况下，极易烧损断路器，造成设备故障。
1 断路器故障情况
2009年8月4日4时58分56秒，电力调度按照程控卡片进行安国铁路变电所天窗停电，按依次206、213、214、215的顺序进行停电。在人为不能分辨的时间内，同一母线上的动力变压器的缺相保护、动力变下级断路器的低压解列保护动作，几乎同一时刻204断路器的27，5千伏单相低压启动过电流保护动作，同时伴有较强的爆裂声。值班员随即进行设备巡视，发现27，5千伏B相电容器组有四台电容器的保险熔断，其中一台的电容器瓷柱断裂：高压室内206断路器放电烧伤严重，分、合闸绝缘拉杆折断且有烧伤痕迹。
2 故障时的跳闸数据
2.1 206保护动作数据
2.2 202保护动作数据
2009年8月4日4时58分57秒
101 Ims B相低压启动过电流保护出口
IA=14.82A IB=14.75A IC=29.50A IO=0.00A
la=0.07A
IB=26.26A(6302.40A) Ua=89.36V(24574V)UB=3.68V(1012V)
3 原因分析
3.1 206差压保护动作原因
该断路器主要用于交流电气化铁路，额定电压交流工频27.5kV，额定电流630A。206断路器为电容补偿回路断路器。该补偿装置是由6并4串的4组共计24个单体电容器构成。
从跳闸数据看，206保护动作始因是由于电容器故障导致差压保护动作，电容电流只有46A，说明当时断路器已处于分位或者在分闸过程中以及在电弧重燃但电弧没有达到稳定的一瞬间，总之，电容器没有断电。当时的系统电压为28880V，按照当时的电压，电容器两端要承受35.86kV的电压，按照这个电压，单体电容器当时已经超过了8.4千伏的额定电压，其中第三组比较薄弱的电容器开始损坏，内部出现击穿现象，容值开始增大，原先6并的电容器，电流开始不平衡。向电容器较大的一块电容器集中，当超过保险的容量后保险瞬间熔断，导致差压保护动作。按照当时差压保护动作的差压7806看，已有不低于1块电容器损坏。由于保护动作后，断路器灭弧室并没有断电，故障继续延续，差压值继续加大，说明当时继续有电容器损坏。电容器保险损坏后，第三组电容器容值减小，其分压瞬间加大，差压值进一步加大，又导致其它电容器的损坏。
3.2 206电流速断保护动作的原因
当电容器保险熔断后，电容器的总容值变为5.28微法，此时的容抗为603fl，电抗值为88，4I)，打破了正常的补偿度0.12～0.13的要求，XLIXC=88.4/603=0.146：由于真空灭弧室的电狐不熄灭，导致对电容器反复充电，使电容器组对地电压升高，在升高到一定限度时，断路器的绝缘拉杆被击穿，电流突然增大，致使电流速断保护动作。由于母线一直有电，对地电弧逐渐加大，使27.5千伏B相母线产生了对地放电的现象，致使母线对地电流瞬间增大，电压降低，202断路器低压启动过电流保护亦相继动作。
3.3 真空灭弧室电弧重燃的原因
(1)真空灭弧室内真空度降低导致不能正常灭弧是电弧多次重燃的主要原因，事后测试206断路器的工频耐压时，电压只能升至2千伏，绝缘也只有2兆欧，此现象与厂家的分析一致，属于密封不良，这与气体放电理论相一致。按气体放电理论，气体压力降低时，因发生碰撞游离的次数减少，故间隙的击穿电压提高，所以采用高真空可提高击穿电压。事实上真空中的击穿机理与常压下的并不相同，目前关于真空击穿有两种理论：厂致发射引发击穿和微粒引发击穿。前者认为，由于阴极表面不可避免地存在一些微观强电场区，导致电场发射并产生很大的发射电流密度，使阴极出现局部热点而引起材料气化，从而引发间隙击穿；后者认为，电极表面附着的微粒，在强电场作用下带着电荷离开电极表面，运动至对面电极时以很大的速度撞击电极，从而使电极材料溶化、气化，造成间隙击穿。
(2)另一层原因就是考虑分闸的时刻产生了截流过电压，分闸速度过快使电抗器产生了很高的自感电动势并与电容器电压叠加，足以使还没有完全恢复绝缘强度的真空灭弧室被重击穿，导致重燃。
(3)当真空断路器在电流过零前开断，触头的一侧是工频电网电源，一侧是高频振荡产生的过电压(跳闸记录中显示有很大的3次、7次谐波电流)，而触头间恢复电压为两者之合，在触头开距小、触头间耐压不充分的情况下发生第一次重燃。电源向回路中的电容充电，出现类似空载长线路合闸的震荡过程。回路的参数决定了重燃的高电流频率高达数千Hz。这使得重燃的振荡电压高于截流电压，这种震荡过程直至绝缘介质的恢复强度超过电压恢复速度才终止。
4 对策
4.1 提高真空灭弧室的生产工艺
完善和控制灭弧室生产过程，从零部件制造和生产工艺方面减少管内微粒的数量。如在金属零件的加工过程中，尽量避免和祛除干净零件的毛刺，提高零件表面质量，保证零件的表面光洁度；在整管装配前坚持对部件进行有效的超声波清洗，可以取得明显的效果。不断改进清洗工艺，使灭弧室内的微粒通过清洗尽量祛除干净：在生产过程中，保持良好的真空卫生和工作习惯，有效控制操作间内的空气湿度和空气中悬浮微粒的数量；科学组织生产，使灭弧室的部件或触头加工出来后尽量减少存放时间，及时装配进炉，减少零部件氧化、污染的几率；对用于投切电容器组的真空灭弧室适当提高电压进行工频电压老炼，并进行雷电冲击耐压老炼，可以减少灭弧室内的击穿弱点，提高其电压耐受能力，增加投切电容器组时的可靠性；对灭弧室进行小电流老炼，可以利用电弧的高温祛除电极表面的一薄层材料，烧掉电极表面的毛刺，并使电极表面的气体、氧化物和杂质同时除去，起到清洁电极表面的作用，对灭弧室的电气性能有一定的提高。因此灭弧室在出厂前应进行适当的电流老练；对灭弧室进行并联电容老炼，可以迅速明显提高产品的耐压能力。
4.2 提高断路器的整体装配质量
抛开安国206断路器的问题，在今年的预防性试验中发现，共有19台真空断路器的灭弧室出现问题，主变二次的断路器只有1台出现问题，其余均为长动的馈线和电容回路开关，可以看出，动作频繁的断路器出故障的几率较大。因此，提高断路器的设计质量和装配质量，控制其机械运动特性参数在合理的范围内，能够保证灭弧室动导电杆安装对正垂直，并易于对其进行调整；断路器的装配质量应该得到可靠的测量和良好的控制，操动机构的合闸输出功率与分闸输出功率要合适，其分、合闸速度应该调整在合理的范围内，使分闸弹振和合闸弹跳尽可能小。
4.3 选择合适的操动机构和开距较大的真空灭弧室
选择合适的分闸速度，有利于操作过电压的减小。比如，在分断小电感电流时，操作机构的分闸速度适当地慢一些，可以减少截流值；而分断电容电路时，分闸速度可以快一些，以增加触头断开距离，提高触头问的介质强度，减小重击穿发生。具体的方法就是加大断路器的超行程，增加触头间的压力，一方面可以通过撞击压力使触头上的毛刺消除，一方面可以提高分闸速度。
该进口型号的断路器的真空灭弧室开距较小，只有14毫米，而国产的灭弧室一般都在35毫米左右(如：沈阳高压开关厂的ZN-27.5型开关，触头开距46mm：天水、北京开关厂的断路器，开距在35mm)，国产的10千伏断路器亦有11毫米的开距，受国内运行环境和电能质量的影响，过小的开距将会导致灭弧室的场强加大，容易引起电弧重燃。因此，个人认为，国外有些产品在引进时，应针对国内运行条件，进行适应性改造。
真空电容范文第5篇
关键词：消弧；消弧线圈；过电压
1 引言
随着电网负荷的逐年增长及电缆出线的增多，系统的电容电流大幅度增大。在35kV、10kV不接地系统发生单相接地故障时故障点将产生间歇性电弧，当电容电流过大接地点电弧不能自行熄灭将产生弧光接地过电压，从而使非故障相对地电压极大增加。在电弧接地过电压的作用下，可能导致绝缘损坏造成两点或多点接地短路，使事故扩大。为此采取的措施是：（1）35kV、10kV电网电容电流超过10A就需要在中性点装设消弧线圈，利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减小，以致自动熄弧，减小过电压保证继续供电；（2）通过真空接触器将接地相母线直接接地，使弧光接地转化为金属性接地从而起到灭弧较小过电压的作用。
2 消弧线圈
2.1 消弧线圈的工作原理
图1 中性点经消弧线圈接地配网单相接地故障示意图
图1为带消弧补偿的配网单相接地故障示意图，图中L为消弧线圈，R为阻尼电阻，K1为一次隔离开关，K2、K3为真空接触器，Id为接地电流
其中Ic为配网系统对地的电容电流之和，IL为消弧线圈所补偿的电感电流。
当此系统发生单相接地故障时流经故障点d的短路电流为此接地线路对应电压等级电网的全部对地电容电流，如果此电容电流相当大就会在接地点产生间歇性电弧。消弧线圈为一可调的电感线圈，它提供一个与电容电流相位差为180°的电感电流，补偿电容电流减小流经接地点的故障电流，来达到消弧的目的。
2.2 消弧线圈的三种补偿方式
2.2.1 消弧线圈对电容电流的补偿有三种不同的运行方式：
消弧线圈的作用是当发生单相接地故障后，提供一电感电流补偿电容电流，使接地电流减小，使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，不仅可以有效的抑制过电压的幅值，同时也最大限度的减小故障点热破坏作用及接地电网的电压。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来描述调谐程度
V=（Ic-IL）/Ic
（1）欠补偿，当V>0时补偿后电感电流小于电容电流，或者说补偿的感抗ωL大于线路容抗1/3ωC0，电网以欠补偿的方式运行；
（2）过补偿，当V
（3）全补偿，当V=0时补偿后电感电流等于电容电流，或者说补偿的感抗ωL等于线路容抗1/3ωC0，电网以全补偿的方式运行。
2.2.2 各运行方式的比较
消弧线圈产生的感性电流完全补偿故障点的电容电流时，此种方式应为最理想的补偿方式但是全补偿将因发生串联谐振而使消弧线圈感受到很高的电压，损坏消弧线圈。若消弧线圈运行在欠补偿的方式下，电网发生故障时容易出现数值很大的过电压，在电网正常运行时如果三相不对称度较大，还有可能出现数值很大的铁磁谐振过电压，危及一次设备的安全运行。采用过补偿方式，不但可以满足系统不断扩大，电网对地电容随之增大而需增加的补偿容量要求，并且在过补偿时流过接地点的为电感电流，熄弧后故障相电压恢复速度较慢，接地电弧不易重燃。鉴于过补偿方式的以上优点在35kV及10kV配网中消弧线圈普遍采用过补偿方式。
2.3 固定补偿及自动跟踪补偿消弧线圈
银北局在110kV变电站中广范采用人工调匝式固定补偿的消弧线圈，此消弧线圈在这种较为简单的电网中运行在过补偿方式下，可有效的补偿接地电容电流并使接地点流过电感电流，弧光熄灭后不易重燃。而且这种固定档位的消弧线圈也较经济，可降低变电站的造价。但是这种消弧线圈若运行在变动比较频繁的复杂电网中时，当电网中发生了事故跳闸或重合等参数变化时脱谐度无法控制，以致往往运行在不允许地脱谐度下，造成中性点过电压，三相电压对称遭到破坏危及电网的安全稳定运行。因此220kV变电站采用跟踪电网电容电流自动调谐的消弧补偿装置，装置自动跟踪电网电容电流的变化，随时调整消弧线圈的分接头或二次绕组的电容组，使其保持在谐振点上，接近于全补偿。
3 消弧过电压保护装置XHG
3.1 消弧过电压设备在电缆线路中的应用
随着城市电网架空线路的入地改造，电缆出线逐步增多，同架空线路不同的是电缆线路的分布电容远大于架空线路即使加装了消弧线圈，发生接地故障时流经故障点的电流接近为零但是不能完全补偿仍有残流，经武汉高压研究所试验表明，消弧线圈在电缆线路中不能有效的消弧防止过电压。因此在电缆出线较多的变电站中采用一种新型的消弧过电压保护设备XHG。
3.2 消弧过电压设备XHG的工作原理
图2 消弧过电压装置XHG工作原理图
QF为一次隔离开关，PT为电压互感器，FUR为高压限流熔断器，JZ为分相真空接触器。
当系统发生单相接地时，微机控制器对来自电压互感器的Uao、Ubo、Uco信号量进行计算处理，判断接地相别和接地属性：如果接地故障是稳定的金属性直接接地，发出接地报警信号；如果接地故障是不稳定的间歇性弧光接地，则发出指令使故障相的真空接触器动作，将故障相直接接地，这时系统由不稳定的弧光接地转变成稳定的金属性接地，故障点的弧光消失。真空接触器动作接地数秒后微机控制器将真空接触器断开一次，如果真空接触器断开后再无弧光接地故障现象，说明这一接地故障是暂时性的，系统恢复正常运行，如果真空接触器断开后再次出现弧光接地故障则说明这一故障为永久性弧光接地，此时再次使真空接触器闭合，微机控制器发出接地报警，告知值班人员进行人工选线切除故障线路。
3.3 消弧过电压装置的优点
（1）对系统设备的运行安全威胁最大的弧光接地过电压被限制，并随着故障相母线的直接接地而消失；（2）将母线过电压限制在较低的水平，原本可能引发的铁磁谐振过电压的可能性大大减小；（3）其限制过电压的功能较消弧线圈更完善；（4）其限制过电压的机理与电网对地电容电流的大小无关，因而其保护性能不随电网运行方式的改变而变化；（5）体积小，价格低廉，经济性较好，可降低变电站造价。
4 结束语
消弧线圈对架空线路发生接地故障时熄灭电弧防止过电压起到重要作用但也暴露出了些不足：（1）容易产生串联谐振过电压和虚幻接地现象；（2）发大了变压器高压侧到低压侧的传递过电压；（3）使小电流选线装置灵敏性降低甚至无法选线；（4）用电感电流去抵消电容电流时，对于弧光接地时的高频分量都无法抵消；（5）体积较大并且经济性较差。而消弧过电压装置XHG作为一种新型的灭弧防止过电压设备其在电缆出线发生单相接地故障时能起到良好的灭弧作用，有效的防止了由于过电压造成的事故扩大和影响电网安全运行事故的发生。
参考文献
