河南南陽油田電網35kV系統消弧線圈安全可靠運行

周衛星，李曉峰，周華軍

河南油田水電廠，河南南陽 473000

0 引言

河南南陽油田電網地域橫跨南陽、唐河、新野、桐柏四地，呈現“點多、線長、面廣”的特點。隨著油田改、擴建工程的施工，自動化站的不斷增加，新設備、新技術、新工藝不斷更新，油田電網日益復雜，電力調度運行工作量不斷增加，運行情況瞬息萬變、突發事件難以預料，安全形勢一直比較嚴峻。確保安全生產和安全操作，從而確保南陽油田電網安全、穩定、經濟運行一直是電網調度的首要任務。南陽油田電網系統主要有110kV、35 kV、10 kV、6 kV等電壓等級。其中除110 kV以外，其它電壓等級均為中性點不接地系統。

在中性點不接地系統中，變壓器的中性點常通過消弧線圈接地。它的作用是：當電網發生單相接地時，往往產生電弧，并不易熄滅；而消弧線圈電感電流與接地電容電流方向正好相反；若選取適當的消弧線圈調諧度，就能使接地電容電流被電感電流有效補償。通過故障點的接地電流減少，因此故障相接地電弧兩端的恢復電壓迅速降低，這樣就可以熄滅電弧，并能降低過電壓幅值，減少產生弧光接地過電壓的機率。對于油田電網的安全、可靠、經濟運行，消弧線圈的運行狀況有著重要意義。

1 現狀及運行狀況

南陽油田電網現在擁有110kV變電站三座，主變安裝容量為239 000kVA，110kV輸電線路6條計238km；35kV變電站6座，主變容量為72 600kVA，35kV輸電線路16條共計209km；配電線路74條計725km，配電變壓器1990臺。供電線路覆蓋整個油區。油田電網系統總供電能力21.4萬kVA，最高供電負荷12萬kW。為南陽油田的生產、生活用電提供了安全、可靠的保障。

現在的南陽油田東部電網進行了改造，使用了原先未使用的新設備、新材料，安全性、可靠性、經濟性都大大地增強，但這些新設備的使用也會帶來一些新的問題。

有的不足甚至對電網安全運行具有較大的影響，這必然會影響到我油田電網的調度安全、可靠、經濟運行的實現，因此我們有必要對其進行評估，以利于掌握現狀，發現不足，便于不斷地采取改進措施，以實現電網安全調度。從南陽油田電網2012年1月份～5月份運行情況來看，多次發生避雷器有關的線路跳閘。

表1 2012年1月～5月份油田電網避雷器故障情況表

35kV系統跳閘次數較多，主因還是避雷器抗不過過電壓，應通過上35kV消弧系統，消除弧光過電壓。

避雷器通常接在導線和地之間，與被保護設備并聯。當被保護設備在正常工作電壓下運行時，避雷器不動作，即對地視為斷路。一旦出現過電壓，且危及被保護設備絕緣時，避雷器立即動作，將高電壓沖擊電流導向大地，從而限制電壓幅值，保護電氣設備絕緣。

當過電壓消失后，避雷器迅速恢復原狀，使系統能夠正常供電。避雷器通過并聯放電間隙或非線性電阻的作用，對入侵流動波進行削幅，降低被保護設備所受過電壓值。避雷器既可用來防護大氣過電壓，也可用來防護操作過電壓。避雷器的作用是限制過電壓以保護電氣設備。

電網正常運行時中性點電位為0，沒有電流經過消弧線圈，當某相如A相發生單相接地，則作用在消弧線圈兩端的電壓為相電壓，此時就有電感電流I 通過消弧線圈和接地點，I 滯后電壓90度，與接地點電容電流I 方向相反，互相補償抵消。

接地點電流是I 和I 的相量和，因此，如果適當選擇消弧線圈電感，可使接地點的電流變得很小，甚至等于零，這樣，接地點電弧就會很快熄滅。一個具有鐵芯（帶有間隙）的可調電感線圈。接于變壓器中性點與大地之間。

其主要作用是當系統發生單相接地時，產生一個與接地（電容）電流方向相反的電感電流，將接地電流補償成較小的數值或接近于零，以防止電弧重燃，從而有效地降低過電壓值。

表2為南陽油田電網三座110kV變電站消弧線圈型號參數情況。在電網實際運行中，應根據運行情況，做好消弧線圈檔位的調整及補償度、脫諧度的選擇。

表2 110kV變電站消弧線圈型號參數表

2 消弧線圈運行中應注意的問題

依據實際運行情況，根據《油田電網調度管理規程》的規定，針對消弧線圈的運行，應該重點注意以下問題。

1）消弧線圈的調整應以過補償方式為基礎，但由于消弧線圈的限制或在特殊方式下，允許采用欠補償允許（應經事先核算）。嚴禁在諧振點附近運行；

2）在電網運行方式變化時，應及時調整消弧線圈檔位，不同運行方式下消弧線圈檔位的選擇，應同時滿足以下3個條件：（1）中性點位移電壓不得大于15%額定相電壓；

（2）脫諧度一般不大于10% ；

（3）補償后的故障殘流無功分量不大于5A～10A。

消弧線圈電感電流與電容電流之差稱為殘流，其除以電容電流為補償度。補償度越高，電網位移電壓越低，但故障點的殘流也會越大，電弧不易熄滅，就不能充分發揮消弧線圈的作用。為此可以選用自動調諧的消弧線圈，并采用經電阻接地的接地方式，使補償度得到合理調整；

3）非自動調諧消弧線圈投入運行后，凡新增線路投運時，必須先測量電容電流及不平衡電壓，必要時進行換位調整，否則消弧線圈應退出；

4）為了提高消弧線圈的調檔的準確性，應在冬夏兩季各測一次補償電網參數，為在不同季節消弧線圈的調整提供可靠依據。

3 消弧線圈運行優化

針對油田電網消弧線圈運行的現狀，可以在以下方面采取措施，以達到優化運行方案，提高電網運行可靠性的目的。

1）對在用的消弧線圈加強運行管理，及時安排測試和掌握中性點位移電壓、消弧線圈的補償度和補償效果。及時安排測定系統電容電流，為消弧線圈的科學運行提供依據。合理調整補償度；

2）根據電網對地電容電流、電壓等級、殘流大小、補償精度等要求，及時調整消弧線圈檔位，保持電網運行在最佳的脫諧度；

3）掌握和降低電網不對稱度。不對稱度是中性點的位移電壓與額定電壓的比值，正常運行時，不對稱度不應超過15%。

4 結論

通過全面的評價診斷，發現薄弱環節和事故隱患，起到預知事故的作用，使各級人員對電網運行現狀做到心中有數，為生產決策提供了依據。

通過評價和認真整改，也有利于推動各項規章制度和措施的落實，有利于電網安全、可靠、經濟運行水平。

[1]李福壽.消弧線圈自動調諧技術講義.上海思源電氣股份公司，2002.

[2]武蘭民，穆廣祺，王天正.消弧線圈在電力網的應用及優選[M].山西電力，2009，5.

[3]陳恒，蔡旭，汪軍.相控式消弧線圈補償特性[J].電力系統自動化，2007，31(11):81-86.

[4]李福壽.中性點非有效接地電網的運行[M].北京：水利電力出版社，1993.