氧化锌避雷器是现代电力系统防备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办法对其运转状况进行判别。结合现在各阻性泄漏电流提取办法的长处,以B相电压过零点为时间参考点的泄漏电流谐波剖析法为基础,提出了一种新型阻性泄漏电流的提取办法,并给出了该办法的数学模型。通过仿真核算证明,该办法不只能够有效地消除电网谐波电压与相间耦合电容的搅扰,防止因某相避雷器故障、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,还能够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、非线性好等长处。自20世纪 70年代问世以来,氧化锌避雷器以其优越的维护性能逐渐取代了传统的碳化硅避雷器,成为电力系统限制过电压、下降绝缘水平缓进步运转可靠性的重要维护单元。
但是,因为在运转进程中长期承受作业电压、冲击过电压和大气环境的电、热、力等许多因素综合效果,导致避雷器电阻阀片与密封元件逐渐劣化,引起泄漏电流增大而产生热崩溃,严重时甚至会产生爆炸。因而,为了确保电力系统的安全稳定运转,选用合理的办法对氧化锌避雷器的运转状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危险,国内外开展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办法,对氧化锌避雷器的运转状况进行诊断。现在应用于氧化锌避雷器在线监测的阻性泄漏电流提取办法主要有零序电流法、谐波剖析法和容性电流补偿法。
零序电流法是通过测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次谐波重量和的大小,并以此作为判别避雷器阀片是否产生老化的特征量。该办法原理简单,易于完成,但受电网谐波电压和相间耦合电容的影响较大。谐波剖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重量。该办法工程完成较为复杂,没有考虑相间耦合电容的搅扰,但却能够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办法,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。以惯例补偿法为基础,经过不断的研讨开展,逐步开展出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搅扰,但没有削弱相间耦合电容对监测的搅扰。
依据对现在各阻性泄漏电流提取办法优缺点的剖析,本文提出了—种既能够防止电网谐波电压影响,又能够消除相间耦合电容搅扰的提取氧化锌避雷器阻性泄漏电流的办法。
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“—”字摆放装置的三相氧化锌避雷器在运转时的等效电路如图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,它是等效代替避雷器沿其高度方向上的相间杂散电容的效果,使流过C的电流与实践通过相间杂散电容终究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,相间搅扰能够忽略不计,因而只考虑A、B和B、C之间的相间耦合电容。对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,而且在避雷器装置时并没有在的下衔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纳别离办法,因而,在两节衔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。因而,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型阻性泄漏电流的提取办法不适合这种类型的避雷器。但是,如果对此避雷器在其相邻两节衔接处加装两种泄漏电流别离办法(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型阻性泄漏电流的提取办法也适合这种类型的氧化锌避雷器。


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