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消弧消諧過電壓保護裝置(消弧消諧柜)的缺陷

1、只能用于線路消弧。
只能用于電容電流﹤30A的系統(tǒng)線路消弧,工頻過電壓小于線電壓的1.1倍;暫態(tài)過電壓是相電壓的3.5倍。 電容電流﹥30A不能使用故障相接地消弧方法。
2、不能用于電容電流﹥30A的系統(tǒng)。
電容電流﹥30A的系統(tǒng)X0/X1會落在(-20,-1)之間,單相金屬性接地,健全相工頻電壓也會很高,系統(tǒng)無法承受。
3、直配高壓電機的變電所不能使用
一旦電機繞組發(fā)生單相接地,消弧裝置動作短接一部分電源,短路電流可達幾千安乃至幾十千安,燒壞電機定子槽燒壞電機。
4、小容量變壓器的變電所不能使用
如果變壓器繞組發(fā)生單相接地,故障相接地消弧方法動作后等于短接一部分電源,短路電流可達幾千安乃至幾十千安,燒壞變壓器絕緣造成事故,本來油變壓器拉弧可自愈不會造成事故,燒壞電機絕緣和定子槽造成電機報廢。特別是小容量的10KV/0.38的變壓器,只有后備瓦斯保護,一旦繞組發(fā)生單相接地,消弧動作短接一部分電源,微機保護又不會動作,只有瓦斯保護動作時間很長會造成很大的事故。因此故障相接地消弧方法只能用于線路消弧,但是線路總是與變壓器或電機相連接。
5、退出消弧時可能引發(fā)PT鐵磁諧振。退出消弧時刻系統(tǒng)對地電容儲存的電荷只能通過PT泄放,可能引發(fā)PT諧振。
6、100ms以上時間才能實現(xiàn)消弧,數(shù)據(jù)采集要10ms以上,判斷運算及中間繼電器響應(yīng)時間20ms以上,接觸器動作合閘時間80ms以上,因此100ms以上時間才能實施消弧,而不是其說明書上的30ms,30ms是給接觸器合閘信號的時間。
7、影響系統(tǒng)運行方式,故障相接地消弧方法消弧時是一種病態(tài)運行狀態(tài)。
8、主要是消弧功能,其過電壓保護是避雷器,消諧是在PT開口加裝小電阻。
9、有樹障的架空線路不能使用,假如樹枝接觸A相而故障消弧消諧柜動作將A相接地,當風(fēng)再一吹樹枝接觸B相就會發(fā)生相間短路,消弧消諧柜不僅不能消弧還會造成停電。

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為什么消弧消諧裝置不能用于電容電流大于30A的系統(tǒng)
如圖1,k =Xo/X1(零序阻抗/正序阻抗)如落在(-20,-1)之間,單相接地故障會產(chǎn)生很高的工頻過電壓,k值越靠近-2工頻過電壓值就越高,k=-2時出現(xiàn)工頻諧振,線路上各點電壓趨于無窮大。
圖1
Xo實際中不能精確計算,無法驗算k∈(-20,-1)。在供電系統(tǒng)設(shè)計時,系統(tǒng)中感性元件的阻抗容易計算,但系統(tǒng)對地容抗很難計算,這主要是設(shè)備安裝的位置、線路敷設(shè)的路徑及高度、海拔高度、氣候環(huán)境、空氣的濕度、環(huán)境污染程度等都影響著系統(tǒng)對地的電容值。一方面不能精確計算k值,另一方面即使設(shè)計時計算參數(shù)匹配合理,而現(xiàn)場實際參數(shù)匹配也不能保證合理。
資料1的P302:“當線路長度在250km以內(nèi),相應(yīng)的k﹤-20,即非故障相對地電壓會升高接近運行線電壓Ue的1.1倍”,10kV系統(tǒng)250km以內(nèi)架空線路對應(yīng)的電容電流為8.14A,10kV電纜線路8km以內(nèi)的系統(tǒng),天然滿足k﹤-20,系統(tǒng)發(fā)生單相接地工頻電壓的升高是1.1倍,系統(tǒng)是安全的。k=-3,-4,-5,-6對應(yīng)的工頻電壓升高值是4.58,3.12,2.64,2.41。
而為什么規(guī)程規(guī)定6~10kV系統(tǒng)(針對架空線路)電容電流﹥30A采取消弧措施?30A以下電容電流時,單相接地工頻電壓的升高還在系統(tǒng)可承受的范圍內(nèi),架空線路絕緣子高250mm且具有自熄弧能力。但當電容電流大于30A時,k值很靠近-2,單相接地即使金屬性接地工頻電壓的升高值很高,系統(tǒng)無法承受,必須采取措施,消弧線圈可以使Xo/X1要么過補等于+∞,要么欠補等于-∞,使單相接地工頻電壓的升高值在安全范圍內(nèi),這才是消弧線圈在系統(tǒng)中廣泛使用的原因。只談消弧線圈的消弧過程是個誤區(qū),消弧線圈不能在電纜中消弧,但會使單相接地工頻過電壓小于1.1倍線電壓。

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消弧柜廠家如何解決消弧柜的缺陷
熔斷器經(jīng)常爆炸,造成用戶很大損失。
現(xiàn)在消弧柜廠開始開發(fā)所謂的單相真空斷路器,取代高壓熔斷器+真空接觸器這種結(jié)構(gòu),來解決由于判相錯誤造成相間短路熔斷器爆炸的問題,理由是判相錯誤造成相間短路后真空斷路器能夠開斷,這樣就不會造成爆炸。
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使用單相真空斷路器仍然不能解決以下問題:
1、不能解決誤判故障相。
  2、判相錯誤后,真空斷路器打開,系統(tǒng)失去消弧保護功能,單相弧光接地依然存在,依然會故障發(fā)展成事故。
  3、末端變電所(供電客戶端)、開閉所依然不能使用。
  4、高壓電動機繞組發(fā)生單相弧光接地,消弧柜動作依然短接一部分繞組,燒壞高壓電動機。
  5、變壓器繞組發(fā)生單相弧光接地,消弧柜動作依然短接一部分繞組,燒壞變壓器。
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www.pw0.cn故障相接地消弧裝置不能100%判相的原因分析
在單相弧光接地時:
燃弧期間,對于故障相微機采樣的是故障相接地電壓,對于健全相微機采樣的是線電壓;
熄弧期間,對于故障相微機采樣的是故障相電壓,對于健全相微機采樣的是本相電壓;
對于單相弧光接地,只有故障相接地發(fā)生在最大時刻,這一點上,燃弧才=10ms,其它任何一個時刻發(fā)生單相接地燃弧時間都<10ms。
因此,微機在10ms時間段內(nèi)采樣的交流信號是幅值、相位不同的兩個交流信號,而微機計算按照是一個交流信號處理運算,得出的結(jié)果肯定錯誤。消弧控制器根本無法100%準確判斷故障相。
而對于單相金屬性接地,消弧控制器則可以100%判斷故障相
這是因為單相金屬性接地沒有熄弧、燃弧的過程,微機采樣是一個交流信號。

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消弧消諧柜的一些相關(guān)知識:

消弧指一次消弧,當系統(tǒng)發(fā)生非金屬性接地(弧光接地)時,將引起另外兩相電壓升高,最高可達3.5Un,威脅其他電氣設(shè)備運行。此時消弧控制器將接地相的真空接觸器接通,使接地相直接與大地接通,即將弧光接地轉(zhuǎn)化為金屬性接地,可以將過電壓限制在1.732Un,同時使電弧熄滅。消協(xié)是對二次回路消除諧波,主要是安裝在PT二次回路的大電阻吸收二次諧波。

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