消弧線圈的異常與優(yōu)化

1、消弧線圈的異常與優(yōu)化中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)，也稱為諧振接地系統(tǒng)。電網(wǎng)中性點(diǎn) 裝設(shè)消弧線圈的目的，主要是為了自動消除電網(wǎng)的瞬間單相接地故障。自動 跟蹤補(bǔ)償消弧裝置與人工調(diào)諧消弧線圈相比，具有顯著的優(yōu)越性，已大量的 在配電網(wǎng)中運(yùn)行。自動跟蹤補(bǔ)償消弧裝置能保證補(bǔ)償精度，不僅可以提高補(bǔ) 償?shù)膭幼鞒晒β剩瑫r能夠限制弧光接地過電壓和鐵磁諧振過電壓，有利于 電網(wǎng)的安全運(yùn)行。1自動跟蹤補(bǔ)償消弧裝置的異常1.1調(diào)軸頭式與調(diào)容式調(diào)抽頭式自動消弧裝置主要是利用有載開關(guān)來切換可調(diào)電抗器的抽頭進(jìn) 行測量、調(diào)整電感的。其優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，一次設(shè)備比較可 靠，制造方便；在處理單相接地故障時，噪音較低；對

2、電網(wǎng)運(yùn)行方式的 變化能自動跟蹤，響應(yīng)時間也較快。調(diào)容式自動消弧裝置是在調(diào)抽頭式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。去掉繞組上的 分接頭，在消弧線圈上加一個二次繞組，從二次繞組引出，并接若干組電容 器，電容器通過開關(guān)或可控硅投切，在運(yùn)行時利用電容電流抵消一部分消弧 線圈一次側(cè)的電感電流，通過改變投入電容器的組數(shù)，來達(dá)到改變電感電流 大小，調(diào)節(jié)補(bǔ)償電流的目的。以上兩類消弧裝置容易出現(xiàn)以下異常：因消弧線圈的抽頭需停電調(diào)整，而調(diào)整的依據(jù)是對電網(wǎng)每條線路電 容電流的測量、計算，而補(bǔ)償電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式變化頻繁，要準(zhǔn)確 弄清每段時間每條線路的電容電流幾乎是不可能的，因而補(bǔ)償電流也就難以 準(zhǔn)確控制。不能準(zhǔn)確的控制補(bǔ)償

3、電流，也就不能把故障殘流準(zhǔn)確的控制在10A 以下，如故障殘流大于10A，就會影響可靠的熄弧，進(jìn)而影響對弧光接地過電 壓的抑制。如果脫諧度調(diào)整得過小，或工作在欠補(bǔ)償狀態(tài)，即V時，一方面， 會造成數(shù)據(jù)的誤差；另一方面，可能發(fā)生消弧線圈與網(wǎng)絡(luò)對地電容產(chǎn)生線性 諧振，產(chǎn)生危險的諧振過電壓。由于一次設(shè)備中有可控硅及續(xù)流二極管等元件的存在，在電網(wǎng)的長 期運(yùn)行中，特別是在內(nèi)、外電壓的作用下，這些元件容易損壞。元件一旦損壞，系統(tǒng)就變成不接地系統(tǒng)，從而引起各相電壓的異常。1.2直流偏磁式與調(diào)氣隙式直流偏磁式自動跟蹤補(bǔ)償消弧裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)償電流連續(xù)無級 可調(diào)，調(diào)整平滑，線性度好；結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，占地少；補(bǔ)

4、償后的殘 余電流小。調(diào)氣隙式自動跟蹤補(bǔ)償消弧裝置是國內(nèi)最早出現(xiàn)的自動跟蹤消弧線圈型 式。它把消弧線圈的鐵心分為動、靜兩部分，利用改變鐵心間氣隙的大小， 平滑的調(diào)整消弧線圈的補(bǔ)償電流，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)整。但早期的廠家，對電網(wǎng)的 一些特點(diǎn)掌握不夠，以致于在產(chǎn)品上存在容易過熱、噪音大等缺點(diǎn)，后經(jīng)國 內(nèi)一些廠家的研究，使之達(dá)到了完善。以上兩類消弧裝置容易出現(xiàn)以下異常：（1）在該裝置的測量原理中，忽略了電網(wǎng)和消弧線圈本身的電導(dǎo)，會帶 來較大的測量誤差，特別是在接近諧振點(diǎn)附近時；（2）由于在一次設(shè)備中有可控硅及續(xù)流二極管等元件的存在，在電網(wǎng)長 期運(yùn)行中，特別是在內(nèi)、外電壓的作用下，這些元件容易損壞；（3）控制系

5、統(tǒng)比較復(fù)雜，其中既有計算又有查表，一旦元件的工作點(diǎn)產(chǎn) 生漂移，會產(chǎn)生紊亂，對長期穩(wěn)定運(yùn)行造成不利影響。（4）610kV電壓等級的消弧裝置，或配置了專用接地變壓器的消弧裝 置，一定要通過開關(guān)接入電網(wǎng)，并盡量不要在接地變壓器前面用熔斷器保護(hù)， 因?yàn)槿蹟嗥髟谝幌嗷騼上嗳蹟鄷r，接地變壓器的中性點(diǎn)會出現(xiàn)較高的位移電 壓，這時消弧裝置就會按接地故障進(jìn)行處理，向電網(wǎng)輸入感性補(bǔ)償電流，從 而造成不正確的動作。如果用負(fù)荷開關(guān)把消弧裝置接入電網(wǎng)，則負(fù)荷開關(guān)的 熔斷器要盡量的選熔斷電流大一些的，因?yàn)樵谙【€圈向電網(wǎng)提供補(bǔ)償電流 時，補(bǔ)償電流不是三相平衡分配的，而是兩個健全相的電流大，如保險選的 小，就會在補(bǔ)償接地故

6、障時保險熔斷，開關(guān)跳閘，使電網(wǎng)失去補(bǔ)償。2消弧線圈的優(yōu)化消弧線圈的優(yōu)化一般采用調(diào)整阻尼電阻。自動跟蹤補(bǔ)償消弧裝置由于熄 弧的需要，要把補(bǔ)償后的殘流或脫諧度控制在一定的范圍以內(nèi)，而測量和跟 蹤時有時還要過諧振點(diǎn)，為了防止消弧線圈諧振和限制中性點(diǎn)位移電壓，大 多都配置阻尼電阻，也就是把消弧線圈串聯(lián)阻尼電阻接地。當(dāng)電網(wǎng)的脫諧度趨向于零時，消弧線圈感抗與電網(wǎng)三相對地零序電容的 容抗處于串聯(lián)諧振狀態(tài)，如果阻尼電阻阻值較小，或不加阻尼電阻，消弧線 圈將和電網(wǎng)對地電容發(fā)生諧振，在消弧線圈兩端，和電網(wǎng)的電容上將會產(chǎn)生危險的諧振過電壓。而阻尼電阻的存在將會有效地阻尼諧振過電壓的幅值， 并使之達(dá)到安全電壓以下。大

7、量的實(shí)驗(yàn)證明：阻尼電阻的阻值一般為消弧線 圈阻抗值的2%10%就能有效地限制諧振過電壓，同時還能保證裝置的電容 電流測量和跟蹤的靈敏度。實(shí)際運(yùn)行中的消弧裝置有些型式或有些廠家不配 置阻尼電阻，在運(yùn)行中出了不少問題，如造成裝置不能正常投運(yùn)，一旦投運(yùn) 立即產(chǎn)生很高的位移電壓，造成電網(wǎng)的嚴(yán)重不對稱。這樣，為了接上消弧裝 置就必須放大脫諧度和殘流。這是不可取的，因?yàn)闅埩髡{(diào)大后，就會影響接 地電弧的熄滅，也就失去了安裝自動跟蹤補(bǔ)償裝置的意義。再者，自動跟蹤 補(bǔ)償消弧裝置應(yīng)具備在過補(bǔ)償，欠補(bǔ)償和全補(bǔ)償下運(yùn)行的能力，防止出現(xiàn)危 險的位移電壓，配置阻值合適的阻尼電阻并對阻尼電阻正確的控制是非常必 要的。當(dāng)電網(wǎng)

8、發(fā)生單相接地時，回路的狀態(tài)發(fā)生了變化，即由串聯(lián)諧振回路轉(zhuǎn)化為消孤線圈與電網(wǎng)對地 電容的并聯(lián)諧振回路。此時，為了保證消孤裝置能提供較大的補(bǔ)償電流，防止阻尼電阻過熱燒壞，應(yīng)把阻尼電阻短接， 等單相接地故障消失后再即時接上阻尼電阻。阻尼電阻的投退一般由計算機(jī)控制，為保證可靠性，可 設(shè)過流保護(hù)和間隙保護(hù)作為阻尼電阻的后備保護(hù)。即一旦計算機(jī)控制失效，在單相接地故障發(fā)生時， 可由電流保護(hù)元件，啟動阻尼電阻的短接接觸器把阻尼電阻短接；間隙保護(hù)主要是過壓保護(hù)，即為防 止回路發(fā)生斷開失地時，由電壓把間隙擊穿，擊穿電壓值即間隙的50%擊穿電壓，可取相電壓的1.15 倍。阻尼電阻的容量主要考慮在電網(wǎng)發(fā)生不穩(wěn)定接地時，限制孤光接地過電壓的需要，和考慮計算機(jī) 或過流保護(hù)切除阻尼電阻所需要的時間。由于電網(wǎng)發(fā)生不穩(wěn)定的間歇性接地時，阻尼電阻不退出，此 時主要對孤光接地過電壓的幅值進(jìn)行阻尼。但電網(wǎng)發(fā)生不穩(wěn)定的間歇性接地時，往往故障點(diǎn)不是金屬 性的貫穿性接地，接地電孤通道的電阻往往較大，中性點(diǎn)位移電壓大多低于相電壓，且不穩(wěn)定。消孤 線圈輸出的補(bǔ)償電流