感性負載高壓設備一次元件選型分析

李騰源薛銳孫穎

（1.焦作電力勘察設計有限責任公司 河南省焦作市 454000 2.國網焦作供電公司 河南省焦作市 454000）

感性負載高壓設備一次元件選型分析

李騰源1薛銳2孫穎1

（1.焦作電力勘察設計有限責任公司 河南省焦作市 454000 2.國網焦作供電公司 河南省焦作市 454000）

近年來，我國的經濟發展迅猛，用電量也在不斷的提高，電力系統的建設也在不斷的加強，電力工程的建設也越來越多，其規模也越來越大。在電力系統中，一次元件在輸配電的系統中，高壓線路的負載為感性設備變得越來越多，所以對于感性負載設備的那些高壓開關設備來說，怎樣才能進行一次元件選型與配置就會顯得非常的重要。本文主要講述了感性負載高壓設備在一次元件選型這個方面與感性負載高壓設備保護措施這個方面來進行分析，以供大家參考。

感性負載；高壓設備；分析

1 感性負載的概念

感性負載一般來說是把帶有電感參數的負載叫做感性負載。具體來說應該是負載電流滯后負載電壓一個相位差特性的為感性負載，比如變壓器，電動機等等負載，這些都稱為感性負載。感性負載還可以這樣說，有些設備在消耗有功功率的時候還會消耗一些無功功率。有線圈負載的電路也可以稱為感性負載。感性負載在啟動的時候，需要一個比維持正常運轉所需電流大得多（大約在3～7倍）的啟動電流。此外，配電室運行經驗證明：切斷感性負載（變壓器，并聯電抗器，消弧線圈，電弧爐等）產生過電壓原因是由于斷路器的熄弧能力太強，一定要強制的切斷感性負載的時候，激磁電流所引起的。主要是由于有著非常強的熄弧性能的斷路器，在其切斷有著非常小數值的感性負載的激磁電流時，非常有可能使得電弧不會在電流經過工頻零點的時候熄滅，反而可能會在電流某一個瞬間，用斷路器來進行強迫切斷。在這個時候，往往會因為激磁電流在某一個瞬間的值突然下降到零這樣的急劇變化，我們就會在感性的負載上感應出非常高的過電壓，也可以稱為操作過電壓。然而這種過電壓的峰值往往會遠遠大于高壓交流電器設備所能承受的電壓值，所以很容易引起高壓交流電器設備的瞬時出現超載現象，進而影響到整個電網供電系統的安全。所以感性負載的操作過電壓不可忽視。

2 一次元件的概念

電氣設備中的一次元件主要講的是可以直接用于生產，并且可以運輸與分配使用電能的高壓電氣設備。主要有以下幾個方面：

（1）連接與斷開線路的開關設備。

（2）生產與轉換電源的電氣設備。

（3）用于保護的電氣設備。

（4）可以傳輸電能的軟硬導體與電纜。

（5）接地設備。

3 保護措施選用

3.1 對真空滅弧室進行選型

對于電弧爐等等這些感性負載并沒有專用的滅弧室，一般來說我們經常用的是普通的滅弧室在外面包上硅膠，增加外爬距或者增加瓷殼的長度，進而來縮短中間的屏蔽筒其外露的部分，來改變或者優化電場的分布，進而使得外絕緣的能力加強。或者直接選用那些增加外爬距離的真空的滅弧室，例如：西門子35kV的滅弧室，其本身就具有大的爬距，并不需要外包硅膠。可以通過降低其開斷的能力，來降低分斷過程其載流的值，大大的降低了分閘載流過的電壓，一般情況下會選用開斷比較小真空的滅弧室。

3.2 對斷路器進行選型

對斷路器進行選型，我們可以選擇那些比較適合用于頻繁操作永磁機構的斷路器，選用計算機對控制器進行設計，然后在用相關的控制技術，來調節永磁機構的線圈來驅動功率，進而來獲得斷路器的最佳分合閘的曲線，大大降低了機械的碰撞，從而大大的提高了機械構件，也包括滅弧室波紋管在內的構件的壽命。進而也免除了在操作的過程中，動靜導電桿會因為機械的碰撞，經過長期的累積使得機械出現形變，造成超行程與開距發生變化，進而使得用戶不用對他們進行調整。當然我們也可以選用那些性能比較穩定，使用起來比較可靠的六氟化硫的斷路器（也就是SF6），主要是由于該斷路有著下面幾點優勢：有著非常優越的開斷功能，并且其開斷的特性比較平滑，過電壓非常的低，而且六氟化硫進行沖氣的滅弧室要在極柱中進行密封，盡量在使用期內可以做到不用去維護。例如ABB的HD4-40.5六氟化硫的斷路器，就特別適用于開斷感性負載，但該斷路器價格偏高，多數用戶從價格方面考慮，大都不愿意采用它。

3.3 對過電壓的保護器進行選型

我們對過電壓的保護器進行選型，主要是要提高其避雷器額定電壓，比如把避雷器額定的電壓由原先的42kV提升到54kV，對避雷器的外絕緣進行加強。除此之外，我們還要選擇那些避雷器與阻容的吸收器為一體的，有著復合型過電壓的保護器，主要是因為，避雷器可以有效的保護由于雷電而引起的雷擊過電壓，它主要以預防為主，通過限幅來控制過電壓倍數。但是，不可以改變操作過電壓振蕩頻率，也就是過電壓梯度。其阻容的吸收設備如果出現在操作過電壓的時候，我們要把其中的電容接入到系統，進而可以增加系統中電容量，這樣可以使得操作過電壓幅值與頻率都大大的降低，進而達到其保護設備的基本作用。但是，這里還有一個問題，就是說阻容吸收的裝置里面的電容，如果在發生單相接地的時候，往往會增加系統電容的電流。這兩種類型的過電壓保護設施，其保護的范圍與性質均不相同，對于這兩種類型的保護設施，我們在進行選擇的時候不可以簡單地認為只取兩種類型中的一種類型就可以滿足其要求。因此我們認為，高壓系統在過電壓保護這個方面，其避雷器與阻容吸收設備這兩樣都是非常重要的設施，缺少一個都不行。

3.4 對加裝濾波器進行選型

在實際的工作中，用電弧爐進行煉鋼，其所產生出現的諧波，在工業應用當中，是非常嚴重的一種諧波源之一。在這個諧波中，主要是二次與三次諧波來說是非常嚴重的，當然其他諧波還有四次、五次、六次以及七次的諧波。所以，對于那些大容量的電弧爐，其在供電系統之中一般情況下要裝濾波的裝置。我們用得比較多的是，前面所說的各次諧波單調諧濾波器，也就是我們要利用RLC的電路串聯諧振這個原理，把電容和電感以及電阻進行串聯，三相選擇用星形的接線，也可以選擇用三角形的接線，一般來說電抗器與電阻器要接在電容器的后面。對于那些需要濾波某次的諧波來說，這個濾波器的電容和電感是在諧振的狀態，綜合的電抗比較接近為零，在這個時候，總阻抗可以決定該電阻值。也就是說對于我們需要濾波的這次諧波來說。其濾波器電容與電感串聯的支路一直處于短路的狀態，進而使得這次的諧波電流可以完全的流入到這個支路中去，盡量避免諧波的電流流入到電源系統中去，與此同時也對諧波電壓進行了限制。電弧爐煉鋼安裝濾波裝置，這樣不單單能夠預防諧波對電力系統的污染，并且濾波器當中串聯的大容量電容器中也能夠起到無功補償這樣的作用。但是因為在濾波器當中串聯了大容量的電容器，那么對于基頻來說，濾波回路綜合的電抗呈現容性。并且對于電弧爐煉鋼濾波裝置操作來說，也顯得比較頻繁。所以，我們在斷開濾波器的時候，非常有可能使得開關電弧發生重燃現象。因此，我們一定要重視過電壓。

4 結束語

總而言之，隨著近幾年我國經濟的不斷發展，對電能這個能源的需求也越來越多，國家對電力工程這個基礎建設的投入也大大增加了。隨著國家對農村與城市的電網進行改造建設，有著感性負載的電氣設備也變得越來越多起來。因此，我們要不斷的進行學習，還有借鑒國外先進的技術與經驗，不斷的提升我們的技術水平，進而為我國電力行業的發展做出相應的貢獻。

[1]李福林，趙永利.電力工程技術難點解析[J].中國電力工程，2014，22（13）：153～155.

[2]林西雷，宋曉倩.變電站一次設備的設計與選擇[J].江西水利水電，2014，10（25）：162～164.

[3]侯中軍，王林祥.淺析感性負載高壓設備[J].北京：科學技術，2014，17（24）：86～88.

TM564

A

1004-7344（2016）01-0027-02

2015-12-25

李騰源（1987－），男，助理工程師，本科，主要從事電氣一次設計方面的工作。

薛銳（1988－），女，助理工程師，本科，主要從事電力調度方面的工作。

孫穎（1980－），女，工程師，本科，主要從事電氣一次設計方面的工作。