弧光保护系统

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  • 解析消弧线圈自动调谐原理

    解析消弧线圈自动调谐原理

    随着城市电网的发展和配电网规模的扩大,电缆线路的增加,配电网对地电容电流也大幅度增加,如果从接地方式的角度来考虑限制电容电流,中性点经消弧线圈接地就是唯一的选择。弧光保护装置技术人员介绍一下:消弧线圈的补偿效果与其脱谐度有很大关系,调谐适当的消弧线圈才能达到理想的效果,而电网是要发生变化的,从而其单相接地电容电流随之变化,这就需要人们根据电网的变化来调整消弧线圈的补偿电流。这种工作不仅比较繁琐,而且在很多场合下人工很难及时准确地调谐消弧线圈,所以实现消弧线圈的自动调谐是非常必要的。

    消弧线圈自动调谐原理的分析

    目前,已提出的自动调谐原理大体上可分为六类:谐振法、相位移法、电容电流间接检测法、附加电源法、模型法和注入信号法。下面详细分析各种调谐原理。

    2.1、谐振法

    式中:UN为投入消弧线圈后的中性点不平衡电压;

    KC为电网的不平衡度,UΦ为电网正常运行时的相电压;

    v为电网的脱谐度,d为电网的阻尼率。

    一个电网的不平衡度和阻尼率是一定的,所以由上式可以知道,UN的大小仅由脱谐度决定。当v=0时,UN为最大值,此时,接地电流为最小,为纯阻性电流。谐振法的原理就是通过调节消弧线圈的电感值,使UN达到最大。该调节原理不用考虑电网的不平衡电压是因为电网对地电容不相等造成的。还是因为绝缘泄漏电阻不相等造成的,也不用考虑相位关系。

    进一步讨论式(1),并对v求导得:

    式(2)说明UN随|v|的变化呈单调递减的规律,对其求导可得:

    最大,而当|v|较大和接近零时,v的变化对UN的影响较小,这是极值法的不足。然而,前面的分析也表明,极值法是很容易根据UN的大小变化使v保持在大容量开关,消弧柜以内,若用极值法调节,必须处理好脱谐度和阻尼率的关系。

    2.2、相位角法

    这一方法是在一相附加一小电容,通过测量UN和附加电容相的相位来判断系统的补偿状态,其原理电路图如图1所示。经过分析,不难得出:

    因此,相位角θ的大小反映了电网的脱谐状态,我们可以根据(5)式来实现消弧线圈对电网电容电流的自动跟踪补偿。

    相位法原理存在的问题是,在计算KC时,我们假设了CA=CB=CC=C,而实际情况并不一定是这样,况且在运行过程中切除或投入部分线路时,更增加了三相对地电容的不对称性,使KC的值不再是标量,从而造成θi值的难以确定。同样的道理,三相电网对地绝缘电阻不对称也会影响KC,进而影响θi的大小。这样就加大了检测的难度,且每个电网的情况都不一样[3][7]。

    2.3、电容电流间接检测法

    该方法的基本思想是通过改变消弧线圈的电感值,造成其两端电压发生变化,同时消弧线圈中的电流随之改变,然后检测电压和电流值以及相应的相角差,间接计算出系统单相接地电容电流或系统对地电容,据此调谐消弧线圈[4]。

  • 电弧光保护中电弧光的形成

    电弧光保护中电弧光的形成

    电弧光保护中电弧光的形成,电弧是放电过程中发生的一种现象,当两点之间的电压超过其工期绝缘强度极限时就会发生。当适当的条件出现时,一个携带者电流的等离子产生,直到电源侧的保护设备断开才会消失。空气在通常条件先是很好的绝缘体,但由于温度的升高或者其他外部因素你、的作用,其化学和屋里特性发生改变时,它可能变成通电的导体。 

    弧光保护装置

    弧光保护装置讲解主动保护有以下两种常见的、可行的方法: 

    1)通过压力传感器进行监测 

    2)通过弧光传感器进行监测(如RPS600-ARC系统) 

    第一种方法(采用压力传感器子作为电弧光探测单元) 

    压力波是装置内出现电弧事故的效应之一,因此,安装一些压力传感器用于探测压力峰值,它将在电弧出现后的10-15毫秒后出现。当内部的压力达到设定值时,电弧监测装置发出动作指令。然而,预先断定电弧在柜内产生的过压值并非一件易事。 

    第二种方法(采用光纤传感器作为电弧光探测单元) 

    弧光监测器的操作逻辑如下:柜体内出现的弧光会被弧光传感器探测到,因为强烈的光辐射与电弧现象有关。弧光监控系统探测到故障,发出动作信号给断路器。这种情况的探测反应时间仅为1毫秒。

    只要两端的电压提供的能量足以补偿热损耗并维持适当的温度条件,电弧将会持续发生。如果电弧被拉长和冷却,维持它的必要条件缺失进而熄灭。类似地,如果电路两相发生短路也可以产生电弧。短路是两个不同电压的导体发生低阻抗的链接,形成低阻抗的导电体,(例如:金属工具遗忘在柜子的母排上、错误的连接或动物闯入柜子内,这些都是各种潜在的可能)一旦形成短路,会引起很大的短路电流值,其大小取决于电路的特性。

  • 电能质量监测的方法

    电能质量监测的方法

    电力系统存在着大量非线性、冲击性和波动性负荷,比如大功率的变频设备及拖动装置、电气化铁路、电化工业的整流设备、感应加热炉,电弧炉等,这些负荷造成了电网发生波形畸变(谐波)、电压波动、闪变、三相不平衡、非对称性,使得电网电能质量的严重降低。同时,基于计算机,微处理器控制的精密电子仪器在国民经济企业中大量使用,对供电质量的敏感程度越来越高,对电能质量提出了更高的要求,从而使电能质量问题及其解决措施逐渐成为研究的热点。 要对电网的电能质量进行改善,首先要对电能质量做出精确的检测和分析,测量电网的电能质量水平,并分析和判断造成各种电能质量问题的原因,为电能质量的改善提供依据。

    目前,国内外对电能质量的监测方式主要为在线监测。

    仪器特点:

    工控机+多DSP构架实现多通道采集

    多DSP数据处理,保证设备参数准确测量

    软件硬件同步锁相技术相结合,保证信号严格同步采样

    参数自校验功能

    彩色液晶显示

    RS232、电话线、以太网等通讯方式

    内置的CT与模块

    强大的数据采集单元

    安装在监测点进行实时记录

    构成网络、集中管理

    主要功能:

    可测量电压和电流的2~63次谐波

    可测量电压偏差,频率偏差,电压波动和闪变等各种电能质量参数。

    三相不平衡度、矢量图显示

    电压骤升、电压骤降、过电压、欠电压等暂态数据测量

    三项及单项功率、视在功率、有功功率、无功功率、基波功率因数、全功率因数。

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