深圳配电网消弧线圈运行分析

消弧线圈的工作原理及动态消弧补偿系统的提出

5 2. 消弧线圈的工作原理及动态消弧补偿系统的提出

2.1 消弧线圈的工作原理

2.1.1 中性点不接地系统单相接地时的电容电流

电力线路导线间及导线与大地之间均存在分布电容，电器设备与大地之间也存在电容。对于中压配电网，由于线路长度相对于工频波长来讲要短得多，这些分布电容可以用集中参数电容代替。一般来讲，各相对地电容cbaCCC，相间电容cabcabCCC。对于电缆网络和经过换位处理后的架空线路，各相参数相差很小，可以认为0CCCCcba，mcabcabCCCC，于是得到图2-1a。当发生单相接地时，例如A相接地，则A相对地电压AU=0，中性点对地电压将由零变为相电压，B相和C相对地电压升高为线电压。于

CCCICBCNABI..DCI. bcaIDC+=II...BCIC.I.BCBAUUN=..120O60O0000CmCmCm

2-1a 等值电路 2-1b向量图

图2-1 中性点不接地系统发生单相接地时的电流电压向量图

是B相和C相的对地电容电流为：

UCIICB03 (2-1-2)

ω=2πf —工频角频率

U—系统相电压，其方向分别领先于BAU和90CAU，见图2-1b

从图2-1b中可以看出接地电流：

UCIIICBDC0330cos30cos

这个接地电容电流由故障点流回系统，它的大小等于正常时一相对地充电电流的3倍，方向落后于A相正常时相电压90。

由于接地电流和接地相正常时的相电压相差90，所以当接地电流过零时，加在弧隙两端的电源电压为最大值，因此故障点的电弧不易熄灭。当接地电容电流较大时，容易形成间歇性的弧光接地或电弧稳定接地。间歇性的弧光接地能导致危险的过电压。稳定性的弧光接地能发展成多相短路。 消弧线圈的工作原理及动态消弧补偿系统的提出

消弧线圈的功能\原理和现状

摘要：由于单相接地电容电流超标会带来很多危害，工程上多选用消弧线圈对电网进行电容电流补偿，补偿选用过补偿方式。阐述国内自动补偿消弧线圈的现状和各种产品的优缺点。

关键词：中性点不接地系统 单相接地电容电流 补偿方式 接地变压器 消弧线圈

一、问题的提出

中性点不接地是指系统中性点对地绝缘。当系统发生单相接地故障后，故障相的对地电压为零，而非故障相的对地电压上升至线电压，对地电容电流也将增大到原来的√3倍，故障相的电容电流又是非故障相对地电容电流的√3倍，致使故障相电容电流变为正常情况下对地电容电流的3倍。

中性点不接地系统当发生单相接地时系统可以带故障继续运行1～2个小时，这段时间可以完成寻找故障地点工作，从而大大降低了运行的成本，可以保证系统连续不间断供电，提高了系统供电的可靠性。由于中性点不接地系统具有以上优点，因此我国的城市电网及厂矿企业的6～35kV供电系统，大部分为中性点不接地系统，该系统大大降低因单相接地故障带来的损失，提高了供电系统的可靠性，但这种系统在单相接地电流较大时容易产生弧光过电压和相间短路，给供电设备造成了极大的危害，为了防止这种危害的方法之一就是在中性点和地之间串接一个消弧线圈。

二、单相接地电容电流超标的危害

根据我国电力行业标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620-1997规定，3-10kV不直接连接发电机的系统和35kV、66kV系统，当单相接地故障电容电流不超过下列数值时应采用不接地方式；当超过下列数值又需在接地故障条件下运行时，应采用消弧线圈接地方式。

1、3～10kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有35kV、66kV系统，10A。

2、3～10kV非钢筋混凝土或非金属杆塔的架空线路构成的系统，当电压为3kV和6kV时，30A；当电压为10kV时，20A；当电压为3～10kV，由电缆线路构成的系统时，30A。

消弧线圈的工作原理

消弧线圈是一种用于电力系统中的电弧控制装置，它的工作原理是通过产生高频振荡电流来控制电弧的形成和消除，以保护电力设备和人员的安全。下面将详细介绍消弧线圈的工作原理及其相关参数和特点。

1. 工作原理：

消弧线圈的工作原理基于电磁感应和高频振荡技术。当电力系统中浮现故障或者短路时，会产生电弧，电弧会导致电流过大、电压异常等问题，对电力设备和系统造成严重损坏。消弧线圈通过产生高频振荡电流，使电弧在振荡电流的作用下断开，从而消除电弧现象。

2. 参数和特点：

（1）频率：消弧线圈通常工作在几千赫兹至几十千赫兹的频率范围内，这种高频振荡电流能够有效地控制电弧的形成和消除。

（2）电流：消弧线圈的输出电流通常在几百安培至几千安培之间，电流的大小取决于电力系统的额定电流和需要消弧的负载特性。

（3）电压：消弧线圈的输出电压通常在几千伏至几十千伏之间，电压的大小取决于电力系统的额定电压和需要消弧的负载特性。

（4）响应时间：消弧线圈具有快速响应的特点，可以在几毫秒至几十毫秒的时间内实现电弧的消除，保护电力设备和系统的安全。

（5）稳定性：消弧线圈具有良好的稳定性和可靠性，能够在不同工作条件下保持稳定的输出电流和电压。

3. 工作过程：

消弧线圈的工作过程包括电弧形成、电弧控制和电弧消除三个阶段。 （1）电弧形成：当电力系统中浮现故障或者短路时，电弧会在故障点产生。电弧线圈通过感应电弧的存在，并对电弧进行检测和识别。

（2）电弧控制：一旦电弧被检测到，消弧线圈会即将产生高频振荡电流，并将其送入电力系统中。高频振荡电流的作用下，电弧会受到干扰和削弱，从而控制电弧的形成和传播。

（3）电弧消除：在电弧控制的作用下，电弧会逐渐削弱，直至彻底熄灭。消弧线圈会根据电弧的状态进行反馈调节，以确保电弧能够迅速而稳定地消除。

4. 应用领域：

消弧线圈广泛应用于电力系统中的高压开关设备、断路器、隔离开关等，用于保护电力设备和系统的安全。它能够有效地控制电弧的形成和消除，避免电力设备受到电弧的损坏，提高电力系统的可靠性和稳定性。

１７６　应用方法论　科２０１　２　１７蓊　年第期　正．　消弧线圈的运行与维护　艾艳荣　（湖北省电力公司武汉供电公司查电运行中心，湖北武汉４３００３３）　摘要电网中性点接地方式直接影响到供电的可靠性。我国许多地区１０　ｋｖ配电网的单相接地电流大大超过１ｏＡ。甚至超过　３ｏ　Ａ，已不能采用中性点不接地方式，只能改为经消弧线圈接地方式。对于全电缆电网，电容电流会更大，单相接地后电孤　不能自行熄灭，可能会产生弧光过电压，从而导致相间短路。根据国家原电力工业部《交流电气装置的过电压保护和绝缘配　合》规定，３　ｋＶ一６６　ｋＶ系统的单相接地故障电容电流超过１Ｏ　Ａ时，应采用消弧线圈接地方式。因此，在变电站要考虑消弧线　圈和自动补偿装置的设置。　关键词消弧线圈；运行维护；补偿；自动控制　中圈分类号ＴＭ７　文献标识码Ａ　文章编号１６７３—９６７１一（２０１２）０９１—０１７６一Ｏ２　１消弧线圈的作用　消弧线圈的主要作用，是在电力系统发生单相永久性接地　时，在接地点，消弧线圈供出的电感电流抵消和补偿了单相接地　电容电流，使接地点残流很小，且接地点电压恢复速度很慢，从　而接地点不易起弧，使电弧自行熄灭。这样就可以消除由接地点　间歇性电弧引起的过电压，对设备和人身非常安全，又可以不间　断供电。另外，由于消弧线圈的使用，还可以根除铁磁谐振过电　压。消弧线圈正确运行又可以消除电力系统正常运行时的参数谐　振过电压等。消弧线圈的使用，越来越受到人们的重视。　２消弧线啊的构成和各部分的功能　２．１接地变压器　接地变压器的作用是在系统为△型接线时，引出中性点用于　加接消弧线圈，该变压器采用ｚ型接线。接地变除可带消弧线圈　外，也可带二次负载，可代替所用变，从而节省投资费用。　２－２消弧线圈　Ｉ）消弧线圈的调流方式：一般分为５种，即：调隙式、调匝　式、调容式、偏磁式、调节可控硅的导通角。　２）消弧线圈的补偿方式：一般分为过补、欠补、最小残流３　种方式可供选择。　２．３调谐　自动调谐是整套技术的关键部分，所有的计算和控制由它来　实现，控制器实时测量出系统对地的电容电流，由此计算出电网　当前的脱谐度ｅ，当脱谐度偏差超出预定范围时，通过控制回路　调节输出电感电流，直至脱谐度和残流在预定范围内为止。　２．４隔离开关、电压互感器　隔离开关安装消弧线圈前，用于投切消弧线圈，由于消弧线　圈内的电压互感器不满足测量精度，需另设中性点电压互感器测　量中性点电压。　３消弧线圈的配合补偿方式　单母线分段接线方式时，两台消弧线圈分别接入两段母线　上，母线分段运行，任一条母线发生接地故障时，该母线接人的　消弧线圈就动作起到补偿作用。当两段母线的母联开关合上，两　条母线作单母线运行时，其两条母线上接人的两台消弧线圈就存　在配合补偿的问题，综合现有的消弧线圈配合补偿方式，分为　三种：　１）一台固定补偿，一台追踪补偿。　２）两台分别追踪补偿一半电容电流。　３）一台追踪补偿，一台不补偿。　４消弧线圈的运行维护　八十年代，消弧线圈被运用于１　１０／１０　ｋＶ变电站，由于没有　控制回路，需要停电调整消弧线圈分接头，不能实现无极连续调　节，并且容易发生谐振过电压，因此消弧线圈应用不很广泛。现　在，随着科学技术的发展，消弧线圈装置也在不断改进，各方面　性能已有大幅度提高，确实为电力企业的安全运行提供了有力的　保证。从我第一次接触消弧线圈，到如今为止共维护消弧线圈１７　套。运行８年多以来，消弧线圈也出现了一些问题，下面我就消弧　线圈运行维护方面的问题做一些讨论。　４．１消弧线圈系统应适应现场运行条件　ＫＤ—ＸＨ型消弧线圈自动控制系统，其接地变压器］ｏｋｖ￣ｔ带　有三相２　±２．５％的档位结构，在出厂调试时，厂方人员固定将分　接头调为：Ａ相：＋２．５％（２档），Ｂ相：０％（３档），ｃ相：０％　（３档）。该调节的目的为：人为在接地变中性点制造一不平衡　电压，以满足厂方消弧系统对接地变中性点电压正常检测，提高　整套系统对中性点电压、电容电流的测量精度，令整套消弧系统　能更精确的补偿。其消弧系统测量时需要中性点有一定的电压值　（２０—６０Ｖ），而由于消弧线圈送电时接地变中性点电压值太低，　小于２０Ｖ，所以需要重新调整接地变分接头，人为产生一个不平　衡电压，当时正好有一厂家人员在场，重新调整了分接头。而消　弧线圈送电时，大部分时间是没有厂家人员在场，由于现场运行　条件和厂家估计不同，会出现一些需要厂家人员解决的问题，因　此，消弧线圈送电时，应要求厂家人员在场解决有关问题。　４．２消弧线圈运行中的虚假“接地”现象　由于我公司系统中的路灯是两相线运行，因此路灯的投运对　系统中性点电压造成影响，同样对消弧系统也造成了影响。我所　接触的有２套消弧系统在路灯投运时发出“接地”信号，并进行短　时补偿。消弧系统生厂厂家在了解了这一情况下派人来站，与检　修人员一起，在接地变中性点并人一电容后，虚假“接地”现象　消除。　消弧线圈生厂厂家应根据路灯线投运后发出虚假“接地”现　象这一情况，结合实际运行情况，采取有效措施，消除此现象的　发生。　４．３消弧系统应提高其产品质量　消弧系统投运到今共８年多的时间内，由于其产品质量问题　（测控装置显示器黑屏、测控装置显示器报错误信息）停用多　次，消弧线圈停用过程中如果发生单相接地现象，可能会产生弧　光过电压，从而导致相间短路。因此消弧线圈厂家有必要提高其　产品质量。　４．４消弧线圈厂家应进行周期性维护　有载调压式消弧线圈设有许多分接头，用以调节线圈的匝　数，改变电抗大小，以调节消弧线圈的电感电流，可以正确补偿