智能電網(wǎng)：電弧接地過電壓及防止措施

1、 電弧單相接地過電壓發(fā)展的物理過程

1.1、單相接地故障的分析

在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，正常運(yùn)行時(shí)，線路三相對(duì)地

電容相等，且

三相對(duì)地電容電壓相等,

,中性點(diǎn)對(duì)地電壓 ,系統(tǒng)A相發(fā)生單相接地，對(duì)地發(fā)生電弧放電，以D表示故障點(diǎn)發(fā)弧間隙，其等值電路如圖所

1.2、電弧接地過電壓發(fā)展的物理過程

在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，接地點(diǎn)流過的電容電流為10A及以上時(shí)，在接地點(diǎn)產(chǎn)生的電弧就不會(huì)自動(dòng)熄滅，現(xiàn)對(duì)電弧接地發(fā)展的物理過程分析如下：

圖2.單相弧光接地過電壓發(fā)展過程

設(shè)t 瞬間，A相對(duì)地D間發(fā)生電弧，此時(shí)A相電源電壓為最大瞬時(shí)值：

式中：Um—系統(tǒng)相電壓最大值，式中：2—電源通過電感對(duì)電容充電系數(shù)。

過渡過程結(jié)束后，U2和U3按圖2中的電源線電壓UBA和UCA變化。

故障點(diǎn)的電弧電流中，包含有工頻分量和逐漸衰減的高頻分量,電弧電流將持續(xù)半個(gè)工頻周期½T，待A相工頻電流分量過零時(shí)t2時(shí)刻電弧才自動(dòng)熄滅，見圖2，t2時(shí)刻故障點(diǎn)發(fā)生第一次斷弧。t2時(shí)刻電弧熄滅，又要引起過渡過程。這時(shí)，三相導(dǎo)線上的電壓不等于零，電壓的初始值為：

由于系統(tǒng)是中性點(diǎn)絕緣的，各導(dǎo)線電容上的電荷在故障點(diǎn)電弧熄滅后仍保留在系統(tǒng)內(nèi)，三相導(dǎo)線地對(duì)電容上總電荷：

所以在熄弧瞬間必然有一個(gè)很快完成的電荷全新分配過程，這個(gè)分配過程實(shí)際上是電容C2、C3通過電源電感L對(duì)C1充電的高頻振蕩過程，其結(jié)果要使三相導(dǎo)線對(duì)地電壓相等，但由于A相仍接地，也使對(duì)地絕緣的中性點(diǎn)對(duì)地產(chǎn)生了一個(gè)位移電壓