消弧裝置中性點電壓異常升高分析

張晶晶

摘 要：在消弧線圈裝置試運行時發現，某變10kV系統經消弧線圈裝置補償后，其中性點位移電壓有時出現異常升高，加大電網三相不對稱電壓，出現“虛幻接地”現象，誤報“母線接地”信號。

關鍵詞：消弧裝置;中性點;電壓

1.原因分析

一是經消弧線圈裝置補償后電網三相對地電壓不平衡的原因分析。電網接入消弧裝置前，因三相線路不對稱性出現的中性點不對稱電壓Uun≈-KcE;接入消弧裝置后（接地刀閘K閉合）中性點出現位移電壓，其中，為對稱的三相電源相電壓;Kc、v、d分別為補償電網的不對稱度、脫諧度、阻尼率。則與的模的比值，即，v、d較小時，是的幾十倍，可見消弧線圈裝置對中性點處電壓有放大作用。接入消弧線圈后三相對地電壓分別為，，，可見的急劇升高使、、偏離、、，即三相電壓不平衡原因，故須限制的幅值。大量運行經驗表明，10kV經消弧線圈裝置補償后的電網發生三相對地不平衡時300V（5%E），當<300V時，基本不會出現不平衡現象。當然，太小將導致調感和跟蹤不能正確進行，故其下限值必須大于裝置的測量靈敏度。梅嶺變增設的兩套消弧裝置容量分別為70A，試運行時中性點位移電壓為510V左右，三相電壓出現了不平衡。

二是經消弧線圈裝置補償后電網“虛幻接地”的原因分析。配電網的絕緣監察信號動作值一般整定在15%E，消弧裝置調感至諧振點附近時脫諧度v≈0，達到最大值UNmax=KcE/d。不對稱度Kc較大且阻尼率d較小的電網中，UNmax將很大甚至15%E，引起接地信號動作，但此時電網并未真正接地，此即虛幻接地。若阻尼電阻R配置過小，則消弧線圈裝置調感時系統頻繁報接地信號，既給運行人員造成不必要的緊張和麻煩，又給補償電網正常運行留下隱患，故需采取消除措施。

2.解決措施

若要減小補償電網三相對地電壓不平衡，就必須限制的幅值，使 ≯5%E。從消弧裝置的運行經驗來看，可用以下3種方法：

一是降低電網的不對稱度Kc。架空線路的不對稱度Kc 值通常為0.15%～1.15%，偶爾≥2.15%;電纜線路的不對稱度Kc 值約0.2%～0.5%。35kV架空線路一般要換位，其不對稱度Kc 值較小;而10kV架空線路一般不換位，其不對稱度Kc 值較大，很可能也較大。但10kV電網一般要裝設接地變壓器來引出中性點，因此，可借助梅嶺變接地變的高壓繞組來改變三相電壓的偏離度ε。安裝梅嶺變干式接地變時，在其高壓側的A、B、C三相各裝上調整范圍在2×（ ±2.15%）和0的調偏開關，共5個調整檔位，分接開關是各相單獨調整，調整前首先確認哪相的電壓過高或過低，檢查發現若A、B、C三相電壓哪一相過高，就把該相的調偏開關向“+”調，過低則向“- ”調;若B相電壓過高，則A、C兩相的調偏開關同時向“- ”調，過低則向“+”調。

二是提高補償電網的阻尼率d。d=dL +dO+dR，其中dL由消弧線圈的等值電導GL 引起，其值很小可忽略;dO由每相導線對地泄漏電導G引起，與導線的排列位置無關，電網一定時dO值固定;dR 由阻尼電阻R引起。只能通過調整dR來改變d。R一般串聯在接地回路里，為計算阻尼率d方便，將R轉換成等值的并聯電阻形式。

，? dR=， 可見dR與R成正比，故增大R是提高d的有效手段。當不對稱度Kc 無法改變，脫諧度ν也因受殘流限制而不能增大時，增加R將成為降低的有效選擇。將R配置在消弧線圈可調容量一半處的感抗的10%較合適，因倘若如此，則無論消弧線圈運行在容量范圍內的哪個位置， 阻尼率d都不會有較大變化，也不會有較大變化，因而不易出現三相電壓不平衡的現象，有利于增強消弧裝置對不同電容電流的配電網的適應能力。當然，按此法配置的R值會有所增加。

三是增大補償電網的脫諧度ν。過補償通常采用脫諧度ν范圍在5%～20%之間，殘流Id應控制在5A，最大不得超過8A。一般認為脫諧度ν=Id/ Ic ≤10%，脫諧度ν增加后殘流Id 相應也要增加，但當系統電容電流Ic 較?。?≤50A）時取ν=20%，仍可保證殘流Id ≤8A而滿足規程規定。故自動補償消裝置不應以脫諧度ν而應以殘流Id 作為調諧依據，確定過補償的位置。根據消弧裝置的運行經驗，電容電流Ic 不大（ 小于50A）時，不對稱度Kc一般較大，阻尼率d偏小，若還堅持設定脫諧度ν≤10%，則>5%E，極易出現三相電壓不平衡的現象。為此，在保證殘流Id <10A的前提下應使脫諧度ν適當取大一些。

3.總結

通過綜合考慮對電網設備的影響，及地區較大負荷量，且消弧裝置及接地變已經安裝完畢，不適用再額外加裝調偏開關。同時考慮到系統出現虛幻接地現象，必須使UNmax <15%E，則必須采用增大阻尼率d，因現場實際運行規程規定脫諧度ν≤15%且殘流Id ≤8A，確保梅嶺變消弧線圈裝置值能長期運行在300V以下即可滿足運行要求，因此也可以適當調整脫諧度ν，保證 ≯5%E，現場通過方法2和方法3的綜合調試，避免中性點位移電壓升高造成不對稱電壓的上升和虛幻接地的出現。使消弧線圈裝置運行穩定，可靠補償系統感性電流，降低10kV饋線接地危害，避免造成設備損壞。

參考文獻

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