直流系统对地分布电容在继电保护中的影响分析

直流系统对地分布电容在继电保护中的影响分析
分布电容即为因电路分布特点而具有的电容,通常情况下分布电容不具有较大容量,低频交流电路中存在较大的分布电容容抗,因而不会对电路造成较大影响,通常不必考虑电容对低额交流电路造成的影响,但是分布电容能够对高额交流电路产生较大影响,电容能够对直流系统中出口继电器误动和经长电缆跳闸的回路产生影响,本次研究特就直流系统地分布电容在继电保护中的影响进行分析。
变电站综合自动化、微机保护以及其他微机监测设备被广泛应用于变电站内继电保护中,直流回路为其工作电源。接入微机设备后,与以往相比,直流负载出现了一定程度的下降,但是上述微机设备均需要应用DC/DC电源模块作为工作电源,并通过DC/DC开关电源模块获取电力为微机工作提供电力。EMI抗干扰措施被应用于开关电源电路中以解决DC/DC开关电源模模块的电磁兼容问题。由于社会生产力的不断发展和生产、生活对电力需求量的不断增加,电网电压等级也呈现出不断升高的态势,随着电站范围的不断增加和电站容量的不断加大,高频开关对地的抗干扰电容和导线对地的分布电容也呈现出不断上升的趋势。
一、直流回路对地电容产生的不良影响
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回路电容不但具有隔直流通交流的特点,还存在直流回路对地电容,随着典型变电站的建设和应用,设备对地电容也不断增加,接地会导致继电保护误动现象的发生,据分析,原因在于直流母线对地电容,直流回路除了具备对地电容能够使直流母线共模干扰获得明显改善外没有其他优点。较长电缆和较大电容会导致逻辑受电容充放电的影响,导致灵敏信号继电器误动作的发生等,除此之外,还会由于出现较低交流系统绝缘时与交流信号发生耦合从而对逻辑正确性造成不良影响。在对绝缘监测装置进行监测时通常应用低频信号源,对地分布电容会对信号源造成影响,为了解决这一问题,变频方式获得了广泛应用。但是交流与直流系统容易产生串入现象,交流量经直流系统对地电容会导致小功率继电器发生动作,从而导致误跳开关的发生。近年来,随着科学技术的不断发展和电子高频技术的广泛应用,对地以及谐波问题变得更加突出。直流回路中的对地电容在理想状态下不会对直流正常运行造成影响,因此得不到人们的充分重视。
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二、分布电容对查故障造成的不良影响
1.1直流系统接地故障查装置存在的缺点
根据现场使用的反映结果显示,接地故障查装置灵敏度普遍较差,主要原因在于分布电
容对使用效果造成不良影响。直流开路为电容特性,会对交流呈现一定的阻抗,Zc=1/(6.28fC)即为阻抗计算公式,电容量为C,交流信号平频率为f,电容容抗越小,频率越高,则C越大。由于发电厂直流系统的对地分布电容具有较大的直流系统,较为复杂的回路,而且接入设备非常多,随着直流系统的不断加大,回路复杂性的不断增加,系统的对地分布电容也会不断增加,从而降低容抗。正负极、环路接地以及多点接地同时接地会给直流系统接地故障的查造成困难,此类接地故障会严重影响系统的正常运行。当前应用范围较广的查接地装置主要包括便携式查接地装置和直流接地选线装置无法对此类接地作出有效判断。若接地故障较为复杂则需要具备较高精度、较高抗分布电容指标的检测设备,若精度较差,抗分布电容指标较低则会出现误报现象,无法保证检测的正常进行。
1.2分布电容对不同接地故障查造成的影响
对环路接地能够对接地环路不同位置接地程度的差异作出精确区分,对多点接地,无论处于不同回路还是处于同一回路能够有效判别主回路上的故障,但是若检测设备精度较差,则难以使接地支路或者分支路获得查出。若检测设备不具备充分的抗分布电容干扰指标则出现误报的几率会更高。对正负同时接地,当前绝大多数直流系统绝缘监测无法对接地故障作出有效报告。平衡电桥方式仅仅能够对正接地故障和负接地故障作出判断。
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三、如何避免对地分布电容
部分专家人员无法使控制电缆的分布电容获得消除,只有通过应用光纤、串/并电阻以及大功率继电器等办法消除分布电容,或者在高频同轴电缆控制室两端和开关场接地,若仅在高频同轴电缆一段接地,若出现隔离开关操作空母线的状况则高频同轴电缆另一端会有暂态高电压的产生。以下为具体的高频同轴点乱两端接地的接法:控制室内应用多股铜线与保护屏接地铜牌直接相接,从而完成接地;开关场内应用超过10mm的绝缘导线在结合滤波器二次端子上使高频电缆屏蔽层与高频电缆屏蔽层相接,然后使之与分支铜导线完成连接,从而完成接地。部分人士误认为应用收发信机机壳便能够使可靠接地获得实现,但是没有将高频电缆屏蔽层所接收的收发信机接地端子与保护屏接地铜牌进行直接连接只能完成一点接地。为了使电流流过高频电缆屏蔽层以及控制室和开关场两接地点间出现的地电位差所产生的电压降获得降低,必须将超过100mm2两端接地的接地铜牌敷设于电缆部位,在控制室电缆层处使铜牌与地网相连,然后示意延伸铜牌使之与保护屏等电位连接;此外,还需与地网连通,部位为开关场距结合滤波器接地点4m左右处。部分人士认为为了对外部干扰进行抵抗必须进行屏蔽层接地,但是屏蔽层接地无法使自身分布电容获得消除。若存在相邻导体,则导体与屏蔽层之间以及导体之间均会存在分布电容。单纯进行单
端屏蔽层接地或者两端屏蔽层接地不会产生任何效果。
结语:
彻底根除分布电容是不可能实现的,因此,为了使接入直流系统中EMI回路获得减少,必须管理和量化对地各保护设备,从而降低事故的发生率,应用光缆连接的数字化变电站能够使对地分布电容产生的不良影响获得消除。
参考文献:
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[2]王超.直流系统对地分布电容在继电保护中的影响分析[J].城市建设理论研究,2011(27)
海洋工程船[3]韦恒,汪军衡,郭怀东.直流系统交流混入及接地引起保护装置误动分析及解决方案[J].电力科学与工程,2010(7)

本文发布于:2024-09-24 22:30:26,感谢您对本站的认可!

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