淺談配電網(wǎng)消弧線圈的發(fā)展

摘 要:對配電網(wǎng)消弧線圈的發(fā)展歷程和自動調(diào)諧消弧線圈對提高配電網(wǎng)運行可靠性所起到的積極作用進行了簡述，并對一種改進型自動調(diào)諧消弧線圈做了具體分析，制訂了適合變電站實際的自動調(diào)諧消弧線圈裝置運行維護管理規(guī)定。

關(guān)鍵詞:配網(wǎng)自動調(diào)諧消弧線圈

中圖分類號:U665.12文獻標識碼:Ａ文章編號:1674-098X(2011)05(b)-0081-01

1 引言

近年來，隨著城市電網(wǎng)的發(fā)展和配電網(wǎng)規(guī)模的擴大，電纜線路的增加，配電網(wǎng)對地電容電流也大幅度增加。當(dāng)系統(tǒng)對地電容電流增大到一定程度，便會引起弧光過壓等一系列問題，事故跳閘率明顯上升。為了保證配電網(wǎng)的安全運行，從，接地方式的角度來考慮限制電容電流，中性點經(jīng)消弧線圈接地是唯一的選擇[1]。鑒于變電站消弧線圈的日常維護工作較少，不少班組工作成員對消弧線圈不甚了解，本文從消弧線圈的發(fā)展歷程和自動調(diào)諧消弧線圈對提高配電網(wǎng)運行可靠性所起到的積極作用方面做了簡要闡述，并對一種改進型自動調(diào)諧消弧線圈做了具體分析，制訂了適合變電站實際的自動調(diào)諧消弧線圈裝置運行維護管理規(guī)定。

2 老式消弧線圈的產(chǎn)生及缺點

在中性點不接地的電網(wǎng)中，單相接地后電容電流超過10A時，電弧就不能自行熄滅。為了消滅電弧，系統(tǒng)中引入了消弧線圈。這種接地補償裝置利用電感電流與電容電流在相位上相差180°的關(guān)系，對電容電流進行補償，進而達到消弧的目的。

老式的消弧線圈都是靠手動調(diào)節(jié)分接頭的，在幾十年的運行實踐中，積累了大量的運行經(jīng)驗，也暴露出了許多不足之處。如:調(diào)節(jié)不方便;運行人員判斷調(diào)節(jié)困難;只能工作在過補償?shù)姆绞较?調(diào)諧不當(dāng)，會在中性點上出現(xiàn)諧振過電壓現(xiàn)象;老式消弧線圈的調(diào)流范圍較小等。

分析表明，當(dāng)消弧線圈不采用自動跟蹤調(diào)整方式時，由于消弧線圈不能始終運行在最佳檔位，消弧線圈的補償作用得不到充分發(fā)揮。國際上的資料和運行經(jīng)驗的綜合統(tǒng)計分析表明，不采用自動調(diào)整方法的補償電網(wǎng)的補償有效性大約為0.6，即60%的單相接地故障不發(fā)展為相間短路。采用自動調(diào)整方法后的補償有效性可提高到0.9左右，即90%的單相接地故障不發(fā)展為相間短路，補償?shù)挠行源蟠筇岣摺?/p>

3 自動調(diào)諧消弧線圈的研究

消弧線圈的補償效果與其脫諧度有很大關(guān)系，調(diào)諧適當(dāng)?shù)南【€圈才能達到理想的效果。目前已提出的自動調(diào)諧原理大體可分為六類:諧振法、相位移法、電容電流間接檢測法、附加電源法、模型法和注入信號法[2]。基于以上原理，研究人員對老式的消弧線圈進行了改造。主要包括以下幾個方面:

(1)用單相有載開關(guān)代替原來的手動開關(guān)，為實現(xiàn)遠方控制和自動調(diào)諧打下基礎(chǔ)。

(2)為使消弧線圈接地補償系統(tǒng)能實時跟蹤電網(wǎng)參數(shù)變化，自動及時調(diào)整其分頭位置，始終保證殘流在最小最佳的工作點，必須要解決自動跟蹤和自動調(diào)諧的問題。利用微機控制器通過測量位移電壓和中性點電流與電壓之間的相位，來測量計算電網(wǎng)參數(shù)的變化，進而發(fā)出自動調(diào)整的指令，同時能自動顯示有關(guān)參數(shù)，滿足無人值班的要求。

(3)消弧線圈的調(diào)整電流范圍由原來的1/2擴大到1/3～1/4，無論方式有多大變化，都在消弧線圈的調(diào)整范圍內(nèi)。

(4)配電網(wǎng)中的鐵磁諧振、弧光過電壓、斷線諧振過電壓和傳遞過電壓等也需要有效地抑制才能保證整個系統(tǒng)的安全。經(jīng)過研究，在中性點上增設(shè)非線性電阻的方法可取得良好的效果。配電網(wǎng)的中性點上通過消弧線圈與高壓非線性電阻并聯(lián)接地的方式既發(fā)揮了不接地電網(wǎng)單相接地后不立即跳閘的優(yōu)點，在中性點發(fā)生過電壓時又發(fā)揮低電阻接地方式限制過電壓的優(yōu)點。

4 改進型自動調(diào)諧消弧線圈的構(gòu)成

經(jīng)過實地實驗和探索，提出一種改進型自動調(diào)諧消弧線圈，即在配電網(wǎng)的中性點上加裝改進型的消弧線圈及高壓非線性電阻組成的消弧限壓裝置，如圖1所示。

其中，①為Z型接地變壓器，為三角形系統(tǒng)提供中性點。②為微機控制系統(tǒng)，通過測量計算來自動調(diào)節(jié)分接頭的位置，始終保持殘流在最小最佳的工作點。③為有載寬調(diào)節(jié)的消弧線圈，配有單項式有載開關(guān)，可以遠方電動或自動操作。④為阻尼部分，由大功率電阻及其控制部分組成，主要功能是提高電網(wǎng)的電阻率，降低中性點諧振過電壓的幅值，為實現(xiàn)低脫諧度和全補運行創(chuàng)造條件。⑤為高壓非線性電阻和中性點PT，主要功能是抑制配電網(wǎng)中的各種內(nèi)過電壓造成的危害和提供Z型變中性點的零序電壓。

5 自動調(diào)諧消弧線圈裝置運行維護管理規(guī)定

消弧線圈雖然做為變電站設(shè)備的組成部分，但其運行管理、維護檢修的規(guī)定還不是很完善，根據(jù)實際情況，制訂如下管理規(guī)定，供基層單位制訂現(xiàn)場運行規(guī)程參考和檢修、運行人員技術(shù)培訓(xùn)材料。主要如下。

(1)正常運行中10kV兩段母線各投一套消弧線圈，因故需要停運接地變壓器或消弧線圈時，必須報告調(diào)度員，按給定的運行方式倒閘操作。(2)本站10kV系統(tǒng)有單相接地時，禁止操作或調(diào)節(jié)該段母線的消弧線圈。(3)運行人員每年進行一次消弧線圈運行工況分析。(4)接地變壓器和消弧線圈的巡視檢查及異常處理，按照該站《運行規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

6 結(jié)語

運行實踐證明，改進型自動調(diào)諧消弧線圈接地補償裝置在系統(tǒng)接地故障時，能有效地限制故障電流，抑制弧光過電壓等內(nèi)過電壓的發(fā)生，提高接地補償效率，使配電網(wǎng)的安全生產(chǎn)得到了改善。

參考文獻

[1]趙智大.電力系統(tǒng)中性點接地問題[M].中國工業(yè)出版社，1965.

[2]曾祥君.基于注入變頻信號法的經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)控制與保護新方法[J].中國電機工程學(xué)報，2000(1).