10 kV消弧裝置的比較及選擇

1、10 kV消弧裝置的比擬及選擇 10 kV消弧裝置的比擬及選擇 摘 要 闡述國內(nèi)消弧裝置的主要類別及產(chǎn)品的特征，并進(jìn)行相應(yīng)的比擬，為型式的選擇提供參考。 關(guān)鍵詞 消弧裝置；分類；型式；選擇；kV 中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-759723-0139-01 隨著城市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)和工業(yè)園區(qū)的大力開發(fā)建設(shè)，供電負(fù)荷的需求也大幅度增加，城市電力規(guī)劃中10 kV出線大多已采用電纜或電纜和架空混合型出線。網(wǎng)絡(luò)中單相接地電容電流急劇增加，當(dāng)單相接地電流超出允許值，接地電弧不易熄滅，易產(chǎn)生較高弧光間歇接地過電壓，涉及整個(gè)電網(wǎng)，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)運(yùn)行和設(shè)備平安，縮短電氣設(shè)備的使用壽命，且危害

2、人身平安。 為了防止單相接地電容電流造成的危害，按規(guī)程要求單相接地電容電流大于允許值時(shí)，宜采用消弧線圈接地方式。 1 消弧線圈的分類 消弧線圈提供的感性電流補(bǔ)償了接地電容電流，使接地電流減小，防止產(chǎn)生間歇性電弧，有效地減少產(chǎn)生弧光接地過電壓的機(jī)率；降低接地點(diǎn)電弧兩端恢復(fù)電壓的速度，到達(dá)抑制過電壓的輻值的作用。 1.1 固定補(bǔ)償消弧線圈 為手動無載調(diào)匝式消弧線圈，在正常運(yùn)行中，消弧線圈定值處于過補(bǔ)償狀態(tài)，等待單相接地故障的發(fā)生。 當(dāng)接有消弧線圈的線路切除后，或者追加投入線路后，可能導(dǎo)致完全補(bǔ)償，即脫諧度為0或很小，系統(tǒng)中性點(diǎn)顯著升高，那么產(chǎn)生嚴(yán)重的諧振過電壓。 1.2 動態(tài)補(bǔ)償消弧線圈 電網(wǎng)正常

3、運(yùn)行時(shí)，假設(shè)發(fā)生單相接地，能夠快速調(diào)整消弧線圈補(bǔ)償，自動熄滅接地電弧。 動態(tài)補(bǔ)償消弧線圈是開展方向，它將逐步開展成智能型消弧線圈。但目前還存在一些技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題。部件太多、體積較大、價(jià)格較高等。 2 消弧裝置型式的分析比擬 目前國內(nèi)10 kV消弧產(chǎn)品主要有3類可供選擇，分別為： 1消弧線圈+接地變和自動補(bǔ)償裝置。 2三相五柱式消弧線圈和自動補(bǔ)償裝置。 3消弧柜。 根據(jù)其不同的特點(diǎn)，以下對以上3類設(shè)備進(jìn)行比擬分析。 66/10 kV變電站中，主變低壓側(cè)為型接線。假設(shè)站內(nèi)加裝消弧裝置，采用接地變壓器引出中性點(diǎn)用于安裝消弧線圈，接地變壓器采用Z型接線，每相線圈分別繞在兩個(gè)磁柱上，與普通變壓器相比零序

4、阻抗較小。可帶100%容量的消弧線圈，另外接地變壓器，還可以帶二次負(fù)載，替代站用變，節(jié)省投資。 三相五柱式消弧線圈由1個(gè)五柱鐵心和7個(gè)繞組組成；中間三柱鐵心和繞組連接成三相Z型接地變壓器；兩邊柱和繞組構(gòu)成偏磁式消弧線圈。其功能相當(dāng)于l臺接地變壓器和1臺消弧線圈，用于無中性點(diǎn)引出的中壓電網(wǎng)。 消弧柜的原理是：當(dāng)線路發(fā)生單相接地時(shí)，在變電所內(nèi)用高壓真空接觸器迅速將故障相人為金屬接地，防止故障點(diǎn)產(chǎn)生間歇性弧光接地。待幾秒后，再斷開人為接地。如果接地信號消失，那么如愿以償。如果接地信號未消失，那么再不合閘，消弧失敗。 要注意，再斷開真空接觸器時(shí)，如接地故障未消失，那么是切電容電流，這和切空載長線無異，

5、可能產(chǎn)生真空接觸器重燃過電壓。本意是消除弧光接地過電壓，卻可能導(dǎo)致切電容過電壓，因此運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)較大。 從設(shè)備的布置方式看：消弧線圈+接地變的種類有油浸式和干式，可以戶內(nèi)或戶外布置，但是占地面積相對其他兩種消弧設(shè)備較大；三相五柱式消弧線圈可以選擇戶內(nèi)開關(guān)柜式布置，與配電室設(shè)備柜型保持一致；消弧柜同樣與配電室設(shè)備柜型一致。 從運(yùn)行效果看：消弧線圈在電力系統(tǒng)運(yùn)行多年，效果好，平安穩(wěn)定，尤其是傳統(tǒng)接地變+消弧線圈型式，屬于國家電網(wǎng)公司通用設(shè)計(jì)和通用設(shè)備內(nèi)的推廣類產(chǎn)品；三相五柱式消弧線圈能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)消弧線圈的功能，運(yùn)行穩(wěn)定。 從適用范圍看：消弧線圈+接地變以及三相五柱式消弧線圈能夠滿足系統(tǒng)需要的消弧功能。

6、 而消弧柜在單相接地電容電流30 A時(shí)，系統(tǒng)對地電容與系統(tǒng)電感極易引發(fā)基頻諧振，導(dǎo)致未故障相工頻電壓過高，危害較大。假設(shè)小容量的變壓器或高壓電機(jī)繞組發(fā)生單相接地，消弧柜動作短接電源，造成短路電流過大會燒毀變壓器或高壓電機(jī)。另外，在大風(fēng)天氣架空線路其中一相與樹枝發(fā)生接觸引發(fā)故障時(shí)，消弧柜動作將故障相接地，但假設(shè)有兩相同時(shí)接觸樹枝時(shí)就會發(fā)生相間短路，此時(shí)消弧柜不僅不能消弧還會造成事故，影響系統(tǒng)平安運(yùn)行，因此故障相接地消弧的方法存在較大弊端，也限制了它的適用范圍。 從運(yùn)行維護(hù)角度看：隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，三類設(shè)備在運(yùn)行上根本無差異，均運(yùn)行穩(wěn)定；在檢修維護(hù)時(shí)，由于接地變+消弧線圈方式在設(shè)備數(shù)量上就比擬多

7、，相對其他兩種形式而言較為繁瑣。 從補(bǔ)償性能和調(diào)節(jié)電流方式看：目前消弧線圈均已采用自動跟蹤補(bǔ)償技術(shù)。消弧線圈主要有調(diào)匝式、偏磁式、調(diào)容式、相控式。在系統(tǒng)中投運(yùn)較多的消弧線圈是調(diào)匝式，它是利用有載分接開關(guān)進(jìn)行切換，改變接入的匝數(shù)，從而改變電感量。偏磁式消弧線圈在其交流工作線圈內(nèi)布置一個(gè)鐵芯磁化段，通過改變鐵芯磁化段磁路上的直流助磁磁通大小來調(diào)節(jié)交流等值磁導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)電感連續(xù)可調(diào)的目的。消弧柜是在系統(tǒng)6 kV10 kV線路中一旦發(fā)生弧光接地過電壓，微機(jī)消弧控制器向故障相真空接觸器發(fā)出合閘命令，故障相真空接觸器快速動作，將弧光接地轉(zhuǎn)化為金屬性接地。 從貨源看：三類裝置均已到達(dá)量產(chǎn)，每一類裝置的生產(chǎn)廠家均較多，滿足公開競爭機(jī)制的要求。 從經(jīng)濟(jì)角度分析：消弧線圈+接地變和自動補(bǔ)償裝置價(jià)格由于使用接地變壓器，本錢較高；三相五柱式消弧線圈在結(jié)構(gòu)上將消弧線圈和接地變壓器合二為一，省去了接地變壓器，而且結(jié)構(gòu)更為緊湊，可與開關(guān)柜一同布置，節(jié)省了占地面積，經(jīng)濟(jì)性較好。 3 結(jié)論 目前自動跟蹤補(bǔ)償功能的消弧線圈在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。采用自動跟蹤補(bǔ)償?shù)南【€圈，可以將電容電流補(bǔ)償?shù)綒埩骱苄?，使瞬時(shí)性接地故障自動消除而不影響供電。根據(jù)以上的分析比擬，三類消弧裝置有著各自的不同特點(diǎn)，在選用裝置時(shí)，可根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)，電網(wǎng)中的地位，供電要求以及安裝限制等進(jìn)行合理的選擇。 參考文獻(xiàn)