氧化锌避雷器是现代电力系统防范过电压的重要维护设备,一般选用在线监测阻性泄漏电流的方法对其工作情况进行判别。结合现在各阻性泄漏电流提取方法的利益,以B相电压过零点为时间参考点的泄漏电流谐波分析法为基础,提出了一种新式阻性泄漏电流的提取方法,并给出了该方法的数学模型。通过仿真核算证明,该方法不只可以有效地消除电网谐波电压与相间耦合电容的烦扰,避免因某相避雷器故障、三相避雷器差异以及电网电压波动等因素给监测带来的影响,还可以精确地提取阻性泄漏电流。
氧化锌避雷器具有无间隙、通流容量大、非线性好等利益。自20世纪 70时代问世以来,氧化锌避雷器以其优越的维护功能逐步替代了传统的碳化硅避雷器,成为电力系统约束过电压、下降绝缘水平缓进步工作可靠性的重要维护单元。
可是,因为在工作进程中长期承受作业电压、冲击过电压和大气环境的电、热、力等许多因素综合作用,导致避雷器电阻阀片与密封元件逐步劣化,引起泄漏电流增大而产生热溃散,严峻时甚至会产生爆破。因此,为了保证电力系统的安全安稳工作,选用合理的方法对氧化锌避雷器的工作情况进行在线监测显得尤为重要。
为了及时精确地发现氧化锌避雷器的故障风险,国内外展开了大量对其泄漏电流进行在线监测的研讨作业。现阶段普遍通过提取阻性泄漏电流的方法,对氧化锌避雷器的工作情况进行诊断。现在应用于氧化锌避雷器在线监测的阻性泄漏电流提取方法主要有零序电流法、谐波分析法和容性电流补偿法。
零序电流法是通过丈量流经三相氧化锌避雷器的总泄漏电流之和,得出三相阻性电流3次谐波分量和的巨细,并以此作为判别避雷器阀片是否产生老化的特征量。该方法原理简单,易于完成,但受电网谐波电压和相间耦合电容的影响较大。谐波分析法是通过对氧化锌避雷器的总泄漏电流信号和作业电压信号进行傅里叶变换,使用三角函数的正交特性直接提取出阻性泄漏电流的基波和各次谐波分量。该方法工程完成较为复杂,没有考虑相间耦合电容的烦扰,但却可以有效地消除电网谐波电压的影响。容性电流补偿法是现在应用较为广泛的阻性泄漏电流提取方法,其基本原理是使用氧化锌避雷器的作业电压信号对容性泄漏电流进行补偿然后提取出阻性泄漏电流。以常规补偿法为基础,通过不断的研讨展开,逐步展开出3次谐波补偿法、变系数补偿法以及过零点补偿法等,都在不同程度上削弱了电网谐波电压对监测的烦扰,但没有削弱相间耦合电容对监测的烦扰。
依据对现在各阻性泄漏电流提取方法优缺点的分析,本文提出了—种既可以避免电网谐波电压影响,又可以消除相间耦合电容烦扰的提取氧化锌避雷器阻性泄漏电流的方法。
1基本原理及相关参量数学模型
1.1基本原理
电力系统中按“—”字摆放设备的三相氧化锌避雷器在工作时的等效电路如图1所示。图1所示等效电路是现在普遍选用的电路。其间,ua(t)、u(t)、uc(t)分别为三相作业相电压; ia(t)、it(t)、ic(t)分别为三相氧化锌避雷器各相的总泄漏电流;R.、R、R.分别为三相避雷器阀片的等效非线性电阻;Ca、Cb、Cc分别为三相避雷器阀片的等效电容;C为三相避雷器相间耦合的等效电容(C并不是一个真实存在的电容,它是等效替代避雷器沿其高度方向上的相间杂散电容的作用,使流过C的电流与实践通过相间杂散电容毕竟流入到避雷器接地引线上的相间干
扰电流相等)。因为A、C两相距离较远,相间烦扰可以忽略不计,因此只考虑A、B和B、C之间的相间耦合电容。关于电压等级比较高的系统,如330kV及以上,因为其避雷器─般都是由多节避雷器单元串联组成—个整体,而且在避雷器设备时并没有在的下联接处对流过避雷器外绝缘的泄漏电流和流过避雷器阀片的泄漏电流采用分别方法,因此,在两节联接处两种泄漏电流被混在了一同,导致无法完成仅针对避雷器阀片泄漏电流的在线检测。因此,图1所示等效电路以及本文提出的建立在该等效电路基础上的新式阻性泄漏电流的提取方法不合适这种类型的避雷器。可是,假如对此避雷器在其相邻两节联接处加装两种泄漏电流分别方法(实践是加装外绝乡家泄漏电流导流环),则图1所示等效电路以及本文的新式阻性泄漏电流的提取方法也合适这种类型的氧化锌避雷器。


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