智能電網:電力系統過電壓及絕緣配合方面存在的10
為達到前述四條接地目的,國內外實踐證明,行之有效的措施是:
① 采用淺埋水平均壓接地網。這是降低接觸電位差和跨步電位差的有效措施,均壓接地網最好敷到圍欄或圍墻。對圍欄內人員經常行走的路面采用瀝青地面或礫石地面。防止人員接觸圍欄產生電擊,可在圍欄外側鋪設礫石地面。
② 以防接地網高電位引向發變電所外,或將低電位引向發變電所內的設備,采取隔離措施。
③ 等電位連接。尤應注意信息系統接地的等電位連接。
④ 采用引外接地極或深井接地極達到提供接地故障電流低阻抗返回通路,保證過流保護系統及時動作。
引外接地極可敷設在離發變電所幾公里的低電阻率的土壤里,還可與進出線路避雷線連接。
井式接地極可埋在地下較深處的土壤電阻較低處。
⑤ 所有接地極及連接線均應有足夠載流能力,以保證電氣裝置可靠的接地。近年發生多起因接地引流線損壞燒毀電力設備事故。
采用了這些措施,達到了前述四條接地目的,從理論上說,就可不管接地工頻電阻值多少。電力行業標準DL/T621-1997《交流電氣裝置的接地》中§5.1.1第2款已擴大為5Ω。有的規范已擴大到10Ω。
7 誤導七:避雷針(線)保護范圍的“絕對化”
由于要求的避雷針(線)保護范圍空間內被保護物允許遭受雷擊概率不同,所以在不同標準(規程、規范等)中規定有所不同,這是正確的。
不知何故?有文評論,這對那錯,妄圖制造混亂。
避雷針(線)的防雷保護作用,在于它比被保護物高,能把附近雷電從被保護物上方引向自身并安全泄入大地。因此,避雷針(線)的引雷和安全泄入大地是至關重要的。
避雷針(線)的引雷(攔載)作用,也即對被保護物的保護作用(保護范圍),與雷電極性、雷電通道電荷分布、空間電荷分布、先導頭部電位、放電定位高度、避雷針(線)數量和高度、被保護物高度、這些相互之間位置以及當時大氣條件、地理條件等因素有關。現在對這些因素,有的還未掌握到定量數據。所以確定保護范圍采用方法正確性不可能嚴格證明。一般地是理論分析、實驗室模型研究、長期多年實際運行經驗證明三者結合,才能作為正式推薦使用。
保護范圍是指被保護物在此空間內遭受雷擊概率(繞擊率)在可接受值之內。例如,電力行標DL/T620-1997規定的避雷針保護范圍內繞擊率預計為0.1%[8],保護范圍可靠性為0.999。統計了我國4272變電所年的運行經驗繞擊率為0.07%[9]。表明低于預計的0.1%,是可接受的,沒有必要改變,否則造成混亂和浪費。變電所現行直擊雷防護可靠性,比沿架空輸電線路導線上侵入到變電所雷電波防護高很多。
文刊介紹的確定避雷針(線)保護范圍的方法如電氣幾何擊距法(EGM)、修正EGM先導傳播模型(LPM)、滾球法、拋球法等,這些方法是有益嘗試。這些方法中有很多假設,缺乏實際依據,例如,至今人們還不知道擊距或球半徑30-60m長空氣間隙放電電壓真值,有的按3kV/cm,或5kV/cm,或10kV/cm推算。
從定性上說,不同擊距或球半徑,也是不同允許的繞擊率(圖2)[8]。
事實上,當今世界上,標準上推薦的避雷針(線)保護范圍都是經驗公式[17]。
8 誤導八:消弧線圈“消除弧光接地過電壓”
消弧線圈自動跟蹤補償或消弧線圈自動調諧問世后,使消弧線圈上了一個臺階。但有的文刊,對其功能不是實事求是,而是無限夸大,例如,能“消除弧光接地過電壓”等就是誤導。
“自動跟蹤補償”或“自動調諧”均是指在工頻狀態下的。而在間歇性電弧接地時刻,過渡過程通過接地故障點的電容電流分量和電感電流分量(在有消弧線圈時)均是高頻的。這兩者的頻率特性相差懸殊,故兩者是不可能相互補償(調諧)的。在工頻狀態下關于殘流失諧度和合諧度等概念,在分析間歇性電弧接地時刻,過流過程通過接地故障點的電流均是不適用的。
在中性點不接地(絕緣)系統和消弧線圈接地系統,第一次接地時刻,實測和計算得到的接地過渡過程階段的高頻振蕩電流脈沖峰值達數百安培之多[10、11]。如重燃則電流脈沖峰值將更大,有的網絡計算達600A到1000A。時間雖然短,但電弧危害很大[10、11]。
實測中性點不接地(絕緣)和消弧線圈接地系統中的單相間歇性電弧接地時產生的過電壓,一般達3~4p.u。為了從物理概念上定性說明,先后有四種假設,每種假說均是在前人基礎上依據新的科學試驗成果建立的[12]。
試驗證明,消弧線圈功能是降低單相接地時發生間歇性電弧熄滅、重燃的多次重復過程建弧概率,簡稱降低建弧率。前蘇聯Α.И.多爾根諾夫教授1958~1959處《過電壓及其保護》下冊中指出:“試驗證明,中性點消弧線圈接地系統中,發生在健康相(即非故障相)上的過電壓倍數的最大值仍與中性點不接地系統時的一樣,不過其出現的概率更小而已”,同時指出:“從一方面講消弧線圈減少了重燃次數可能降低過電壓,另一方面講,消弧線圈減少了故障點流過的電流可能使電弧不穩定燃燒(間歇性電弧);消弧線圈降低了故障相恢復電壓的速度,易于使故障相的重燃是在對地電位最大時發生,這又使過電壓的數值增加”。
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