下载文档原格式
题目：铁路10KV配电所消弧消谐柜的使用摘要：通过解决一起零序电流引起的配电所跳闸故障，分析目前铁路行业使用的设备和地方10KV电力网新、旧设备存在的兼容问题，采取一种实用、迅速的解决、改造办法，并立即应用于配电所故障解决当中，在处理问题的同时，又增强了铁路电力系统的可靠性和稳定性，有利于铁路的长久稳定运营，降低故障造成的经济损失。
同时指出在科技日新月异发展的今天，我们研发、创造新型科技和设备的同时，应立足于实际需要，以实际需求为出发点，结合实际的创造发明才能有利于社会，创造实际价值。
前言：我项目承建的锦赤铁路（锦州至朝阳段）已经全面通车运营，锦赤铁路是从锦州到赤峰,正线全长282公里，为国家I级铁路，锦赤线主要承担锡林郭勒盟、白音华周边各种矿产到辽西地区的运送，以及通过锦州港进行外运的任务。
我项目施工的三电一标（锦州至朝阳段），全长118公里，横跨锦州、葫芦岛、朝阳三个区市，施工内容包含锦州至朝阳段全部的通信、信号和电力工程（三电综合项目），在施工和开通期间历经坎坷，解决了多项技术难题，最终实现了开通和运营，今天我仅从开通期间电力专业遇到的一个问题和大家进行探讨，介绍和分享整个故障的解决过程，希望大家批评指正、提出宝贵意见。
1 异常情况介绍锦赤铁路锦朝段118公里共有西港口和东大屯2个配电所，西港口配电所是二路电源进线，东大屯是一路电源进线，西港口配电所位于线路的末端，东大屯配电所位于线路中间，在正常运营期间，每个所各自单独供电60公里，在发生电源停电的情况下能实现西港口跨所供电及东大屯所反向互供，并且东大屯所位于朝阳和锦州港中间，能实现两侧正反向供电，它在锦赤铁路运营方面，功能非常重要。
我单位承建的东大屯铁路配电所自今年送电运行以来，一直运行良好无故障，但是后来在5月份连续发生跳闸故障，跳闸位置为上级所（东大屯地方66kv变电站出线柜，铁路专盘专柜23号柜），故障记录为零序一段（瞬时速断）a相接地，同时在东大屯铁路配电所聚优柜(消弧消谐柜）上，查询故障记录显示非金属接地和金属接地。
消弧线圈限制过电压探讨
消弧线圈限制过电压是一种重要的措施，用于保护电力系统设备和工作人员的安全。
消弧线圈是一种电力系统保护装置，它能够有效地限制过电压的产生和传播，并消除电弧现象。
本文将从消弧线圈的原理、作用、适用范围和未来发展等方面进行探讨。
首先，消弧线圈的原理是基于电磁感应，当电力系统产生过电压时，产生的瞬态电流经过消弧线圈，将导致其产生电磁感应力。
这个电磁感应力能够抵抗过电压的产生和传播，从而起到限制过电压的作用。
其次，消弧线圈的作用是保护电力系统设备和工作人员的安全。
在电力系统中，过电压会导致设备的损坏和短路故障，甚至引发火灾和爆炸等危险。
消弧线圈可以有效地限制过电压的产生和传播，避免这些危险的发生，保护了电力系统设备和工作人员的安全。
再次，消弧线圈的适用范围很广。
它可以应用于各种电力系统，包括输电线路、变电站、发电厂等。
在这些系统中，消弧线圈能够起到重要的保护作用，保证系统的正常运行和安全稳定。
最后，随着电力系统的发展和技术的进步，消弧线圈也在不断发展和改进。
目前已经出现了一些新的消弧线圈，如液压消弧线圈和电子消弧线圈等。
这些新的消弧线圈具有更高的抗干扰能力和更好的控制性能，能够更有效地限制过电压的产生和传播。
综上所述，消弧线圈是一种重要的电力系统保护装置，它能够限制过电压的产生和传播，并保护电力系统设备和工作人员的安全。
随着电力系统的发展和技术的进步，消弧线圈也在不断发展和改进。
相信在未来，消弧线圈将会在电力系统中发挥更加重要的作用。
电力系统中的谐振--消弧线圈自动调谐装置在电力学中，谐振的概念如下：当激励电源的频率等于电路的固有频率时，电路的电磁振荡的振幅将达到峰值。
在电子与无线电领域，谐振常用于目标电信号的选取。
类似地，在电力系统中，谐振也应用于诸多领域。
本篇推送就以消弧线圈的自动调谐装置为例，结合其工作原理，阐述在快速熄弧以及电压恢复等方面，谐振得到了怎样的应用。
自动调谐指标小电流接地系统中通常需要加装消弧线圈，其目的在于确保单相接地故障时，消弧线圈能够补偿流经故障点的电容电流，从而降低故障点出现电弧的可能性。
消弧线圈在加装自动调谐装置后，强化了补偿跟随与补偿精度两方面的功能。
自动调谐装置会根据系统电容电流大小，自动调节消弧线圈档位，从而确保档位电流与电容电流相匹配；同时装置会按照预先设定的调谐指标，选取能够达到最优调谐效果的档位。
自动调谐指标如下：残流定义：电容电流与电感电流之差:IC-IL国网公司在《变电运维管理规定~消弧线圈运维细则》中指出，安装自动调谐装置的消弧线圈，正常运行条件下，残流应在10A以内。
规定10A的目的在于，考虑到发生间歇性弧光接地的可能性，尽量减少单相接地故障时，流经故障点的电流数值（补偿后的电流）。
同时，值得注意的是，此处的残流特指过补偿状态下（电感电流大于电容电流）的数值。
即，调谐装置既要保证系统处于过补偿状态，也要保证过补偿的程度不能过大。
脱谐度定义：电容电流与电感电流的差值与电容电流之比:(IC-IL)/IC。
同样地，国网公司在《变电运维管理规定~消弧线圈运维细则》中规定，安装自动调谐装置的消弧线圈，正常运行条件下，脱谐度应在5%~20%。
从脱谐度的取值范围可以看出，该指标整定时有两点考虑：1）脱谐度不宜过小。
脱谐度表征系统偏离谐振状态的程度。
此处谐振特指消弧线圈与系统对地电容之间的串联谐振，该谐振会带来中性点过电压；因此过小的脱谐度增大系统发生串联谐振的风险。
2）脱谐度不宜过大。
与根据残流整定原理类似，在脱谐度过大，补偿程度过深时，瞬时单相接地故障后，电弧熄灭速度与系统电压恢复速度较慢，不利于系统的稳定运行。
消弧线圈和消弧消谐及过电压保护装置是现代电力系统中非常重要的设备。
它们在电力系统中起着保护设备和人员安全的作用。
本文将详细介绍消弧线圈和消弧消谐及过电压保护装置的工作原理、应用领域以及相关技术。
一、消弧线圈消弧线圈是一种用于保护电力设备的设备，在电力系统中广泛应用。
它的主要作用是将发生故障时产生的电弧消除，防止电弧引起的进一步损坏。
1. 工作原理消弧线圈通过产生额外的磁场干扰电弧的起弧过程，使电弧得到消除。
它通常由弧抑制线圈和控制线圈组成。
当故障发生时，电弧开始形成，此时通过弧抑制线圈产生强烈的磁场，干扰电弧的燃烧过程，从而使电弧失去能量，最终被熄灭。
控制线圈用于检测故障电流，并快速控制弧抑制线圈的工作。
2. 应用领域消弧线圈主要用于高压电力设备，如变压器、断路器、隔离开关等。
它能有效地保护设备免受电弧损害，提高设备的使用寿命和可靠性。
3. 技术发展随着电力系统的发展，消弧线圈的技术也在不断进步。
目前，有一些新型的消弧线圈已经出现，如共振电弧线圈、电流型消弧线圈等。
这些新技术的出现，使消弧线圈的性能和可靠性得到了进一步提高。
二、消弧消谐及过电压保护装置消弧消谐及过电压保护装置是一种用于保护电力设备的先进装置。
它能够对电力系统中的谐波和过电压进行检测和处理，从而保护设备不受谐波和过电压的影响。
1. 工作原理消弧消谐及过电压保护装置通过对电力系统中的电压和电流进行采样和分析，检测电力系统中的谐波和过电压。
一旦检测到谐波和过电压，装置会立即采取相应的措施，如切断电源或调整系统参数，以保护设备免受谐波和过电压的损害。
2. 应用领域消弧消谐及过电压保护装置广泛应用于电力系统中的各种设备，如发电机、变压器、电力电子设备等。
它能够保护设备不受谐波和过电压的影响，提高设备的可靠性和安全性。
3. 技术发展随着电力系统中的电子设备和非线性负载的增加，谐波和过电压问题变得越来越严重。
消弧消谐及过电压保护装置的技术也在不断发展。
略谈小电流接地系统消弧消谐选线技术的应用摘要：中国电网发展很快, 单相弧光接地的危害性受到了人们的普遍关注。
采用新型消弧消谐选线装置, 可以有效扼制其危害性, 同时还带来一系列的优点, 经过实际运行已经证实具有很高的运行可靠性。
关键词：中压电网；过电压；消弧；消谐；选线1.引言随着现代生产技术和规模的告诉发展，人们对电能质量，设备安全密切关注，并不断提出新的，更高的要求。
从系统工程的角度，小电流接地方式的使用，具有结构简单，投资低的优点，可以有效限制单相接地故障电流的危害。
小电流接地接地方式主要采用谐振接地和不接地两种。
随着电网扩大规模和电力电缆的广泛应用，单相接地电流大，不接地系统单相接地时电弧不自熄，弧光接地过电压严重威胁绝缘系统的安全，所以它只能用于小系统。
谐振接地虽然可以补偿对地电容电流，间歇性弧光接地不容易重燃，但存在以下问题：一是消弧线圈的补偿是工频容性电流，而实际电流除了电容电流外，还包含高频电流和阻性电流，严重时仅高频电流和阻性电流就可以让电弧的持续燃烧。
二是消弧线圈的主要作用只是缓和故障相恢复电压的上升速度，阻之谐振的产生，但对接地、谐振产生过电压的能力有限，甚至使接地电弧过电压和传递过电压更严重。
三是消弧线圈可能在系统共振或不平衡时造成故障，造成本身损坏。
四是正确的选线很困难。
近年来，随着高新技术的不断发展，随着国内科技人员和生产厂家的共同努力，电弧谐波选线集成系统取得新的发展，中压电网小电流接地系统和线路选择问题基本解决。
在电网的实际运行中，新型的消弧消谐技术改善了相应电网的运行特性，可以显著改善技术经济指标，显然，优于其他中性点接地方式，它已经成国内外业界的共识。
2.系统特点一种新的微机消谐选线综合系统消除了间歇性电弧接地，消除非线性共振，消除过电压和单相接地选线四个基本功能，也可以作为电压互感器，功能全面。
所有元素都集中在一个开关柜内，安装方便，尤其是操作和维护很简单，智能化程度高，分类如下：2.1消弧：该系统是一个利用计算机技术装置自动测量和控制、过电压保护、测量和通信、真空开关和高能氧化锌压敏电阻等技术组成一个新的装置，例如：该系统的消弧特性是一个关键的功能。
消弧消谐原理消弧消谐原理是指在电气设备中，通过采用特定的装置和措施，有效地消除电弧和谐波，从而保障设备的安全运行和电能质量。
消弧和消谐是电气工程中非常重要的环节，对于设备的可靠性和电能质量有着直接的影响。
首先，我们来看看消弧原理。
在电气设备中，电弧是一种非常危险的现象，它会导致设备的损坏甚至引发火灾。
因此，消弧是电气设备中必须解决的重要问题。
消弧的原理是通过特定的装置，如消弧线圈、消弧室等，将电弧的能量消耗掉，从而使电弧迅速熄灭，保障设备和人员的安全。
消弧原理的应用可以大大提高设备的可靠性和安全性。
接下来，我们来讨论消谐原理。
在电气系统中，谐波是一种频率不同于基波的电压或电流成分，它会导致电能质量下降，影响设备的正常运行。
消谐的原理是通过谐波滤波器、谐波抑制器等装置，将谐波成分有效地消除或抑制，从而保障电能质量，防止对设备的影响。
消谐原理的应用可以提高电能质量，减少设备的损坏，保障电气系统的稳定运行。
在实际工程中，消弧消谐原理的应用非常广泛。
例如，在变电站中，为了防止高压开关操作时产生电弧，会采用消弧线圈或消弧室；在工业生产中，为了保障设备的正常运行，会采用谐波滤波器或者主动谐波抑制器来消除谐波成分。
这些装置和措施的应用，有效地保障了电气设备的安全运行和电能质量。
总之，消弧消谐原理是电气工程中非常重要的环节，它关系到设备的可靠性和电能质量。
通过采用消弧线圈、消弧室、谐波滤波器、主动谐波抑制器等装置和措施，可以有效地消除电弧和谐波，保障设备的安全运行。
在实际工程中，我们需要根据具体的情况，合理地选择和应用这些装置和措施，以达到最佳的效果。
消弧消谐原理的研究和应用，将为电气工程的发展和电能质量的提高提供重要的支撑。
115科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 动力与电气工程1 单相接地的危害性单相接地可以说是低压供电网络中最常见的故障形式。
虽然即使发生单相金属性长时间的接地或持久电弧接地,系统整体仍旧可以不间断供电,但考虑到单相接地时会有电弧产生,在风力、电动力和热力流的作用下,电弧会被拉长,继而引发多相短路,开关跳闸或设备损坏等事故。
如果是间歇性的电弧接地,还会引起过电压。
所以,在中性点不接地的电网中,要完全杜绝单相接地电流大于自熄电流,抑制接地电弧的产生,最有效的一项措施就是在电网中性点和地之间装设消弧装置进行灭弧。
电力行业明确规定了在6～10kV供电系统中,当发生单相接地故障时,如果接地电容电流超过了30A就必须采用消弧线圈进行接地。
2 中性点接地消弧装置的原理电网的中性点接地系统有两种,一种是中性点通过电阻接地,一种是中性点经过消弧线圈接地。
在中性点通过电阻接地的系统中,当线路出现接地故障的时候,继电保护装置将自动启动进行跳闸,并把故障线路退出。
这种消弧方式需要性能良好的开关设备和多电源的供电系统,尤其是在装有自动重合闸设备的线路上,跳闸停电会非常频繁,严重影响了工农业生产和居民的日常生活,并且大大增加了开关的维护工作量。
所以当前的6～35KV配网系统里面已经淘汰了这种接地方式。
消弧线圈的本质,是一个有铁芯的可以调节电感的线圈,可以装设在变压器或者发电机所在电网的中性点上。
当系统发生单相接地故障时,线圈里面会形成一个与接地电容电流的大小接近但是方向相反的电感电流,对电容电流进行补偿,于是使中性点的接地电流变得很小甚至接近于零,从而消除了接地点过电流产生的电弧及随之带来的一系列危害。
消弧装置按灭弧方式大致可以分为手动调节和自动调节两种。
3 手动与自动调谐消弧方式的区别我国在智能电网建设发展的早期,采用的消弧线圈灭弧方式一般是根据既定的容量方案对应不同的运行方式,人工投切消弧线圈的分接头,使电网的脱谐度、残流和中性点偏移电压都缩小在标准的规定范围内。
配电系统消弧\消谐装置应用中相关问题研讨
摘要：分析了几种常用消弧装置对配电网中内部过电压防护的作用和效果；综合考虑了变电站、开闭所接地选线的实现，以及配网自动化系统中接地故障区段定位等问题；结合现场运行实践，给出了消弧装置应用的指导原则和技术建议。
提出了对于电缆化比例较大的配电网，宜选用自动跟踪补偿消弧装置，为了实现可靠接地保护及区段定位，短时加并中值电阻是一种较好的解决方案；延时加并高值电阻方案，也值得进一步研究;建议对于以架空线路为主的配电网，可以考虑选用新型消弧及过电压保护装置，并对该装置加以完善。
关键词：配电网;消弧装置;过电压防护;接地选线与定位;应用探讨0.引言为了提高配电网络的安全可靠性，装设消弧装置作为一项重要的技术措施，越来越被广泛采用。
然而，消弧技术还与过电压防护、接地选线与故障区段定位等问题密切相关，在实际应用中，有必要对各种相关技术问题进行综合分析比较与应用探讨。
1.常用消弧装置的特点1. 1自动跟踪补偿消弧装置消弧线圈（XHQ）（1）调匝式XHQ：这种最传统消弧装置的调流方式是通过有载分接开关改变主绕组的匝数来实现。
具有结构简单、补偿速度快(10μs)、运行可靠、不产生谐波等优点。
主要缺点是受分接开关档位数的限制，调节范围存在一个较高的电流下限（约20%IN起调），且调档速度较慢。
（2）调容式XHQ：其调流方式是通过改变消弧线圈二次绕组接入的电容容量和数量来调节消弧线圈的电流。
主要优点与调匝式类似，同时调档速度较快，虽也为有级调节，但可调级数多，调节范围宽。
主要缺点是调节电容器较易老化、损坏,电容值随运行时间可能有所变化。
（3）相控式XHQ：实质上是一台高短路阻抗变压器，通过调节二次绕组中两个反向并接可控硅的导通角，来改变装置的等值阻抗（短路阻抗），从而实现补偿电流的调流。
其主要优点是可在0～100％IN间连续无级调节、无需阻尼电阻。
然而，补偿速度较慢(60ms以上)且不够稳定，大功率可控硅容易出现故障，并会产生谐波。
1. 2消弧及过电压保护装置柜（TXK）TXK装置简称消弧柜，安装在变电站母线上，实质上是一种接地故障转移装置。
通过可分相控制的高压真空接触器JZ，将发生弧光接地故障相接地，系统通过高频阻尼元件转变成稳定的金属性接地，故障点弧光消失。
根据系统需求选择接触器打开方式。
这种装置能起到消弧及限制弧光接地过电压作用。
2. 消弧装置过电压防护效果比较2.1间歇电弧接地过电压现行消弧线圈自动跟踪补偿或自动调谐是在工频（50HZ）下完成。
而在单相间歇性电弧接地时刻，高频振荡过渡过程通过接地故障点的电网电容电流分量和消弧线圈的电感电流分量均是高频的。
这两者频率特性相差悬殊，是不可能互相补偿或调谐的[1]。
从国内外的实测结果来看，采用传统消弧线圈的接地系统，弧光接地过电压也较高。
而就消弧柜TXK而言，随着电弧能量的积蓄，电弧接地过电压较大值大约发生在接地后2个工频周波以后，TXK的真空接触器快速完成合闸动作，弧光接地随之消失，稳定的过电压只有倍。
而在JZ动作之前及断开接地点的过程中出现的短暂过电压，通过TGB设计参数选择，确保可由消弧装置中的TGB-M 过电压保护器和电网中其他避雷器联合构成后备保护。
可见，从限制弧光接地过电压的效果方面比较，TXK装置更具优越性。
2. 2电压互感器（TV）铁磁谐振过电压对于调匝式及调容式XHQ，因消弧线圈感抗XQ与互感器的励磁感抗XL 相比要小得多（相差几个数量级），在零序回路中XL几乎被XQ短接，系统三相对地参数基本上取决于消弧线圈感抗，XL因饱和引起的三相不平衡，也就不
会产生过电压了[2]。
对于消弧柜TXK，虽然自身不具有消谐功能，但因有效地限制弧光接地过电压，从而减少了由此引发铁磁谐振的概率。
尤其对于防止长时间的间歇电弧过电压频繁激发谐振，即使装有消谐器也会烧毁TV[3]，起到了有利的作用。
但是，如果电网对地电容较大，当JZ断开，接地消失瞬间，可能在TV中形成强大的低频饱和电流而使TV熔丝熔断，可使TXK工作受到影响。
可见，装设调匝式、调容式XHQ，可从根本上消除TV铁磁谐振；消弧柜能为消谐创造有利条件，降低谐振几率,但电网对地电容较大时应考虑接触断开瞬时还是容易易产生铁磁谐振，因此在使用消弧柜的场合需要安装消谐装置。
3接地选线的实现3.1配电系统接地选线装有消谐装置系统中开闭所的接地选线，应采用半波法和群体比相原理进行选择，利用消弧柜动作前后对接地点参数改变的特点进行“增量法”判断。
TXK-X选线方法灵活，各种选线方法根据系统运行特点自适应。
3. 2接地区段定位配电网由于其供电系统比较分散，而且系统比较大，目前市场上选线采用群体比幅原理的比较多，群体比幅原理对接地点定位很难，要想做到接地点能准确定位，应考虑功率方向判断。
TXK-X在国内率先将每个配电系统进线零序电流引入装置，进行方向判断，做到接地故障区段定位。
4. 消弧及过电压保护装置产品的完善与发展消弧柜TXK作为一种新型过电压防护装置，理论和实践都证明具有一定的应用价值。
它在不改变系统接地方式的情况下，能起到消弧及限制弧光接地过电压作用，同时也较好地解决了接地选线问题（尤其弧光接地），而且结构简单，设备投资比消弧线圈装置要少得多。
正是因为消弧柜的独特优势，目前已广泛应用，消弧柜的工作特点是按一个对地系统来设计的，用在变电系统，通过主变将系统对地电容效应完全隔离，因此在变电所低压侧母线装安装的消弧柜可对主变低压侧整个供电系统进行弧光接地保护，而不会影响到高压侧系统对地绝缘。
而我们的建筑供电主要以配电系统为主，通过电缆（或架空线路）从上一级变电所引入，这样配电站和上一级变电所实际为一个供电系统，如果在该系统安装消弧柜，实际保护范围已经远远不止本配电站而是整个系统。
目前市场上生产消弧柜厂家很多，他们在判断弧光接地时仅采集系统三相电压，从电压上来判断，装置无法区分是站内还是站外弧光接地，这样会造成外部故障消弧柜也动作，这样把故障引到站内。
因此建筑配电系统在选择消弧柜时一定要慎重。
TXK-P配电专用型消弧针对建筑供电系统特点，专门开发研制的带无功功率方向保护闭锁的消弧柜（专利号：ZL 200820041790 ），装置除了采集系统电压信号外，装置还采集进线零序电流信号，在装置内部进行功率方向判断，准确可靠判断出是站内还是站外弧光接地，消弧装置进行选择性动作。
5.结论通过以上分析，随着建筑供电系统不断增大，对于弧光接地和谐振问题不能忽视，但在具体选择时应注意以下问题：
5.1在可预期时期内无计划建设开闭所及配网自动化等情况的变电站，较适宜装设消弧柜。
这种结构的配网，每段10KV母线电容电流IC一般不超过30A，根据运行经验，系统IC在10～20A左右的系统极易产生弧光接地，在此恰好可
以发挥TXK的优势，必须考虑判断系统站内和站外选择性动作。
5.2对于比较小的配电网，宜选责V-V接线的电压互感器,配专用接地检测装置TRJD001,彻底解决电压互感器铁磁谐振问题。
5.3合理选择真空接触器JZ回路熔断器额定电流。
为了防止相间短路给系统带来危害，JZ回路装有快速开断限流熔断器组件FU。
因其开断时间一般为1～2ms，可把故障电流限制在最大短路冲击电流的1/5以下，不给系统设备造成冲击。
考虑到JZ正常动作对接地相合闸时熔丝不应熔断，。
在10KV电网IC不超过30A情况下，FU熔丝额定电流不宜小于80A，同时兼顾短路开断时间，熔丝额定电流也不宜过大，建议安装高频阻尼元件兼顾以上两点。
5.4TXK装置应选用特制抗饱和或消谐型专用TV，以改善同一系统中TV并联后总体等效伏安特性，防止多组TV并列运行易以激发谐振，选择全频段恒流二次消谐装置（专利号：ZL 200820041645）。
5.5为了使接地选线准确率提高，考虑开闭所接地选线及配网自动化系统中接地区段定位等问题，建议安装带功率方向闭所的TXK-X配电系统专用的选线装置。
5.6对于无人值班变电站，真空接触器应既能就地复位，也可远方复位或自动复归。
参考文献[1]许颖.对消弧线圈“消除弧光接地过电压”的异议[J].电力设备，2001，2（4）：48-50.XU Ying.To the objection which eliminates a curve turn “the cancellation arc light connect ground to conduct electricity to press”[J].Electric power equipments, 2001, 2:(4):48-50.[2]方瑜.配电网过电压[M].北京：水利电力出版社,1994.[3]郑鹏鹏.配电网综合消谐措施的探讨[J].电力设备，2005,6(3)：53-55.ZHENG Peng-Peng.Go together with charged barbed wire net comprehensive eliminate the study of Xie measure[J].Electric power equipments, 2005,6:(3):53-55.。
