氧化鋅避雷器是現代電力系統防備過電壓的重要維護設備,一般選用在線監測阻性泄漏電流的辦法對其運轉狀況進行判別。結合現在各阻性泄漏電流提取辦法的長處,以B相電壓過零點為時間參考點的泄漏電流諧波剖析法為基礎,提出了一種新型阻性泄漏電流的提取辦法,并給出了該辦法的數學模型。通過仿真核算證明,該辦法不只能夠有效地消除電網諧波電壓與相間耦合電容的攪擾,防止因某相避雷器故障、三相避雷器差異以及電網電壓波動等因素給監測帶來的影響,還能夠精確地提取阻性泄漏電流。
氧化鋅避雷器具有無間隙、通流容量大、非線性好等長處。自20世紀 70年代問世以來,氧化鋅避雷器以其優越的維護性能逐漸取代了傳統的碳化硅避雷器,成為電力系統限制過電壓、下降絕緣水平緩進步運轉可靠性的重要維護單元。
但是,因為在運轉進程中長期承受作業電壓、沖擊過電壓和大氣環境的電、熱、力等許多因素綜合效果,導致避雷器電阻閥片與密封元件逐漸劣化,引起泄漏電流增大而產生熱崩潰,嚴重時甚至會產生爆炸。因而,為了確保電力系統的安全穩定運轉,選用合理的辦法對氧化鋅避雷器的運轉狀況進行在線監測顯得尤為重要。
為了及時精確地發現氧化鋅避雷器的故障危險,國內外開展了大量對其泄漏電流進行在線監測的研討作業?,F階段普遍通過提取阻性泄漏電流的辦法,對氧化鋅避雷器的運轉狀況進行診斷?,F在應用于氧化鋅避雷器在線監測的阻性泄漏電流提取辦法主要有零序電流法、諧波剖析法和容性電流補償法。
零序電流法是通過測量流經三相氧化鋅避雷器的總泄漏電流之和,得出三相阻性電流3次諧波重量和的大小,并以此作為判別避雷器閥片是否產生老化的特征量。該辦法原理簡單,易于完成,但受電網諧波電壓和相間耦合電容的影響較大。諧波剖析法是通過對氧化鋅避雷器的總泄漏電流信號和作業電壓信號進行傅里葉變換,使用三角函數的正交特性直接提取出阻性泄漏電流的基波和各次諧波重量。該辦法工程完成較為復雜,沒有考慮相間耦合電容的攪擾,但卻能夠有效地消除電網諧波電壓的影響。容性電流補償法是現在應用較為廣泛的阻性泄漏電流提取辦法,其基本原理是使用氧化鋅避雷器的作業電壓信號對容性泄漏電流進行補償然后提取出阻性泄漏電流。以慣例補償法為基礎,經過不斷的研討開展,逐步開展出3次諧波補償法、變系數補償法以及過零點補償法等,都在不同程度上削弱了電網諧波電壓對監測的攪擾,但沒有削弱相間耦合電容對監測的攪擾。
依據對現在各阻性泄漏電流提取辦法優缺點的剖析,本文提出了—種既能夠防止電網諧波電壓影響,又能夠消除相間耦合電容攪擾的提取氧化鋅避雷器阻性泄漏電流的辦法。
1基本原理及相關參量數學模型
1.1基本原理
電力系統中按“—”字擺放裝置的三相氧化鋅避雷器在運轉時的等效電路如圖1所示。圖1所示等效電路是現在普遍選用的電路。其間,ua(t)、u(t)、uc(t)分別為三相作業相電壓; ia(t)、it(t)、ic(t)分別為三相氧化鋅避雷器各相的總泄漏電流;R.、R、R.分別為三相避雷器閥片的等效非線性電阻;Ca、Cb、Cc分別為三相避雷器閥片的等效電容;C為三相避雷器相間耦合的等效電容(C并不是一個真實存在的電容,它是等效代替避雷器沿其高度方向上的相間雜散電容的效果,使流過C的電流與實踐通過相間雜散電容終究流入到避雷器接地引線上的相間干
擾電流相等)。因為A、C兩相距離較遠,相間攪擾能夠忽略不計,因而只考慮A、B和B、C之間的相間耦合電容。對于電壓等級比較高的系統,如330kV及以上,因為其避雷器─般都是由多節避雷器單元串聯組成—個整體,而且在避雷器裝置時并沒有在的下銜接處對流過避雷器外絕緣的泄漏電流和流過避雷器閥片的泄漏電流采納別離辦法,因而,在兩節銜接處兩種泄漏電流被混在了一同,導致無法完成僅針對避雷器閥片泄漏電流的在線檢測。因而,圖1所示等效電路以及本文提出的建立在該等效電路基礎上的新型阻性泄漏電流的提取辦法不適合這種類型的避雷器。但是,如果對此避雷器在其相鄰兩節銜接處加裝兩種泄漏電流別離辦法(實踐是加裝外絕鄉家泄漏電流導流環),則圖1所示等效電路以及本文的新型阻性泄漏電流的提取辦法也適合這種類型的氧化鋅避雷器。


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