超高压电网内过电压的特点分析互感器铁芯

超高压电网内过电压的特点分析

超高压电网内过电压的特点分析 2011年12月02日 来源： 　在超高压电网中，送电线路往往很长，因此线路的“电感——电容”效应显著增大，它导致空载线路末端工频电压的严重升高，而且在这个基础上会引起幅值很高的空线拉、合闸过电压。为解决这一问题，此时需要在线路上装设并联电抗器，以补偿线路电容电流的作用，达到限制工频电压升高的目的。并联电抗器的无功功率PL对空线电容无功功率Pc的比值（PL/Pc）叫补偿度。通常补偿度选在66~100%。　　　　并联电抗器L的存在是超高压电网最突出的特点，它使得一系列内过电压问题变得与一般电网不同。　　　　首先，对切空线过电压来说，L的存在大有好处。在没有L时，断路器断弧后空线将保持直流电压（严重时其值等于相电压），而电源电压按工频变化，所以在过了半个周波后，断路器断口所受电压可达2Uxp，断口可能重燃，于是引起过电压。在有L时，如果补偿度是100%，这意味着当断路器断弧后，空线电容与并联电抗器L的自振频率恰为工频，因此在断口两侧的电压变化都是工频的，所以断口上的恢复电压将为0，这样断路器就不会重燃。可见，即使断路器的灭弧能力较差，此时也不会发生重燃，于是就不会产生切空线过电压了。对补偿度为80%或66%的电抗器来说，空线自振频率为工频的90%或80%，此时断路器所受恢复电压上升速度比无电抗器时要缓慢得多，分析表明，过0.1秒或0.5秒以后，断口电压才达到最大值。在这段时间内，去游离作用加强，断口中的介质耐压能够得到恢复，所以断路器切空线时不难做到不发生重燃。我国某330KV送电线路切空线试验未发生过重燃（所用空气断路器有并联电阻）。可见，有并联电抗器后，切空线过电压已经不成为问题，上述线路切空线过电压倍数最大仅为1.19。　　　　其次，对合空线过电压来说，由于并联电抗器的存在使空线末端工频电压升高不少，所以合空线过电压也就“水落船低”了。此外，超高压变压器的绕组导线必定长，绕组的电阻较大，对合闸过电压有一定阻尼作用，再加上超高压线路用的是分裂导线，它的波阻Z=L/C较小，因此，在这种电路中所需要的临界阻尼电阻就比较小，所以大地电阻对合闸振荡的作用相对来说比一般电网大。因此，合空线过电压有可能降低到2Uxg。上述线路合空线试验中最大过电压仅为2.03Uxg。　　　　第三，并联电抗器对自动重合闸过电压也可以起作用。为此，需要在电抗器的中性点与大地之间串入一个小电阻R。为降低自动重合闸过电压需要将导线上的电荷尽快“泄掉”，而在电抗器中性点上串入电阻R，加大了电抗器这个“泄流”通道的阻抗，从而延缓了“泄流”。当R=0时，线路电容上的电荷经L放电时是呈往复振荡性的，这个振荡能维持相当长的时间，如果不是100%补偿，在重合闸时断口两侧电压的极性可能相反，从而引起严重的重合闸过电压。当接入适当的R后，线路电容上的电荷经L和R放电时，电流很快就会衰减到很小，此后在重合闸时就接近于空线合闸的情况，于是重合闸过电压就不严重了，R的值一般约为感抗值的3%~5%。附带指出，R还能对很多种过电压（例如铁谐振，参数谐振等）起抑制作用。为了不使R在平时耗能，可以用低压断路器平时将R短路，只在需要R起作用时继电保护才打开它。

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