氧化鋅避雷器是現代電(dian)力(li)體系防備過電(dian)壓的重要(yao)保護設(she)備,一般選用在線(xian)監測(ce)阻性(xing)泄漏電流的辦法對(dui)其(qi)作業情況進行判別。結合現在(zai)各阻性泄漏電流提取辦法的利益(yi),以B相電壓過零點(dian)為時刻參(can)考點(dian)的泄漏電流諧波剖(pou)析法為根底,提出了一種(zhong)新式阻性(xing)泄漏電(dian)(dian)(dian)流的提取辦(ban)法(fa),并(bing)給出了該(gai)(gai)辦(ban)法(fa)的數學(xue)模型。經過仿真核算(suan)證(zheng)明,該(gai)(gai)辦(ban)法(fa)不只可以(yi)有效地(di)消除電(dian)(dian)(dian)網(wang)諧(xie)波(bo)電(dian)(dian)(dian)壓與(yu)相(xiang)(xiang)間耦合電(dian)(dian)(dian)容(rong)的干擾,防止因某相(xiang)(xiang)避雷器(qi)毛病、三相(xiang)(xiang)避雷器(qi)差(cha)異以(yi)及(ji)電(dian)(dian)(dian)網(wang)電(dian)(dian)(dian)壓波(bo)動等要素給監(jian)測帶(dai)來的影(ying)響,還可以(yi)精確地(di)提取阻(zu)性泄漏電(dian)流(liu)。
氧化鋅避(bi)雷器具有無空隙(xi)、通流容量大、非(fei)線性(xing)好等利益(yi)。自20世(shi)紀 70時代(dai)面世(shi)以來,氧化鋅避(bi)雷器以其(qi)優越的(de)保護(hu)功用逐漸替代(dai)了傳(chuan)統的(de)碳(tan)化硅避(bi)雷器,成(cheng)為(wei)電力體系(xi)束縛(fu)過電壓、下降絕(jue)緣(yuan)水平(ping)緩進(jin)步作業可靠性的(de)重(zhong)要保護(hu)單元。
但是,由(you)于(yu)在(zai)作業進程中(zhong)長期接受作業電(dian)(dian)壓、沖擊(ji)過(guo)電(dian)(dian)壓和大氣環境的電(dian)(dian)、熱、力等許多要(yao)素綜合作用,導致避雷器電(dian)(dian)阻閥(fa)片與(yu)密封(feng)元件逐漸(jian)劣化,引起(qi)泄漏電流(liu)增大而(er)發(fa)生(sheng)熱(re)潰散(san),嚴峻時甚(shen)至會(hui)發(fa)生(sheng)爆炸。因而(er),為(wei)了保證電力體系的(de)(de)安全安穩(wen)作業(ye),選(xuan)用合理(li)的(de)(de)辦法對氧化(hua)鋅避雷器的(de)(de)作業(ye)情(qing)況進(jin)行(xing)在(zai)線監測顯(xian)得尤為(wei)重(zhong)要。
為了及(ji)時精確地發現(xian)氧化鋅避雷器的毛病風險,國內外打(da)開了很多對(dui)其(qi)泄漏電流進行在線監測(ce)的研討(tao)作業(ye)。現(xian)階段遍及經過提(ti)取阻性泄漏電流的辦法,對氧(yang)化鋅避雷(lei)器的作(zuo)業(ye)情況進(jin)行確診。現(xian)在運用于氧(yang)化鋅避雷(lei)器在線(xian)監測的阻(zu)性(xing)泄漏電(dian)流提取辦法主要有零序電(dian)流法、諧波剖析法和(he)容性(xing)電(dian)流補償(chang)法。
零序電流法(fa)是經過測(ce)量流經三相(xiang)氧化鋅避雷器的總泄漏電(dian)流之和,得出三相阻性電(dian)流3次諧(xie)波(bo)分量和的(de)(de)巨細,并以(yi)此作為(wei)判(pan)別避雷(lei)器閥片是否發生老(lao)化(hua)的(de)(de)特征量。該辦法(fa)原理簡略(lve),易于完結,但受電(dian)網諧(xie)波(bo)電(dian)壓和相間耦(ou)合電(dian)容的(de)(de)影響(xiang)較大。諧(xie)波(bo)剖析法(fa)是經(jing)過(guo)對氧化(hua)鋅避雷(lei)器的(de)(de)總泄漏電(dian)流信(xin)號和作業(ye)電(dian)壓信(xin)號進行傅(fu)里葉變換,運用三角(jiao)函數的正交特性直接提取出(chu)阻性泄漏電(dian)(dian)流的(de)基波(bo)和各次諧波(bo)分量。該辦法工程(cheng)完(wan)結較為(wei)復雜,沒有考慮相間耦合(he)電(dian)(dian)容的(de)干擾(rao),但(dan)卻可以有效地消除電(dian)(dian)網諧波(bo)電(dian)(dian)壓的(de)影響。容性(xing)電(dian)(dian)流補(bu)償(chang)法是現在運用較為(wei)廣泛(fan)的(de)阻性(xing)泄漏電流(liu)提取辦法,其基本原理是(shi)運用氧化(hua)鋅避(bi)雷(lei)器的作業(ye)電壓(ya)信號(hao)對容(rong)性泄漏電流進行補償然后(hou)提取出(chu)阻性泄漏電流(liu)。以慣(guan)例(li)補償法為根底,經過不斷的(de)研(yan)討打開,逐(zhu)漸打開出(chu)3次(ci)諧(xie)波(bo)補(bu)(bu)償法、變系數補(bu)(bu)償法以及過零(ling)點補(bu)(bu)償法等,都(dou)在不同(tong)程度上削弱了電(dian)網諧(xie)波(bo)電(dian)壓對監測的干擾,但沒有削弱相間(jian)耦合電(dian)容對監測的干擾。
依據對現在各(ge)阻性泄漏電流提取辦法(fa)優缺點(dian)的(de)剖析(xi),本文提出了—種既(ji)可以(yi)防(fang)止電網諧(xie)波電壓影響,又(you)可以(yi)消除(chu)相間(jian)耦合電容干擾的提取氧化鋅(xin)避雷器(qi)阻性(xing)泄漏電流的辦法。
1基本原理及相關參(can)量數學模型
1.1基本原理
電力體系中按“—”字擺放設備的三相氧化鋅避雷器在作業時的等效電路如圖1所示。圖1所示(shi)等(deng)效電路是現在遍及選用的電路。其間,ua(t)、u(t)、uc(t)別離為(wei)三相作業相電壓; ia(t)、it(t)、ic(t)別離為三相(xiang)氧化(hua)鋅避雷器各相(xiang)的總泄漏電流;R.、R、R.別離為三(san)相(xiang)避雷器閥(fa)片的等效非線性電阻;Ca、Cb、Cc別(bie)離為三相避雷器閥片的等(deng)效電容;C為(wei)三相(xiang)避雷器(qi)相(xiang)間耦(ou)合的(de)等效電容(C并不是一個實(shi)在(zai)存(cun)在(zai)的電容(rong),它是等效(xiao)替(ti)代避雷(lei)器沿其高度方向上的相間雜散電容(rong)的作用,使流過C的(de)電(dian)流(liu)與實踐經(jing)過相(xiang)(xiang)間雜散(san)電(dian)容究竟(jing)流(liu)入(ru)到避雷(lei)器接地引線上(shang)的(de)相(xiang)(xiang)間干
擾電流相等)。由于(yu)A、C兩相(xiang)距(ju)離較遠(yuan),相(xiang)間(jian)干(gan)擾(rao)可以忽略不計,因(yin)而只(zhi)考慮A、B和B、C之間的相間耦合電(dian)(dian)容(rong)。關于電(dian)(dian)壓等級比較(jiao)高的體(ti)系,如330kV及以(yi)上,由于其避雷(lei)器─般都(dou)是(shi)由多節避(bi)雷器單元串聯(lian)組成—個全體,并(bing)且在避(bi)雷器設備時并(bing)沒有(you)在的下聯接處對流過避(bi)雷器外絕(jue)緣的泄漏電流(liu)和流(liu)過避雷器閥片的泄漏電流選用別離辦法(fa),因而,在兩(liang)(liang)節聯接處兩(liang)(liang)種泄漏電流(liu)被混在了一同,導致無(wu)法(fa)完結僅針對避雷器閥(fa)片泄漏電流的在線檢(jian)測。因而(er),圖1所(suo)示等效(xiao)電路(lu)以及本文提出(chu)的(de)建(jian)立在該(gai)等效(xiao)電路(lu)根底上的(de)新式阻性泄漏電流的提取辦法不適宜這種類型的避雷器。但是,假如對此避雷器在(zai)其相鄰兩節(jie)聯(lian)接處(chu)加裝兩種泄漏電流別離辦法(fa)(實踐是加裝(zhuang)外絕(jue)鄉家泄漏電流(liu)導(dao)流(liu)環),則圖1所示(shi)等效電路以及本文(wen)的新式阻性(xing)泄漏電流(liu)的提取辦法也(ye)適宜這(zhe)種類型的氧(yang)化鋅(xin)避(bi)雷(lei)器。


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