消弧线圈补偿原理与运行注意事项

1、消弧线圈补偿原理及运行注意事项一、消弧线圏补偿原理一、中性点接地方式尺优缺点接地 方式适用范用 (电容电流)优点缺点不接 地35KV： 1OA1OKV： (IZ过渡进程结束后，流过故障点的电弧电流只剩下稳态的工频电容电流。(3) 弧光接地的危害A、加重了电缆等固体绝缘的积累性破坏，要挟设备安全：B、致使烧PT或保险熔断：C、致使避雷器爆炸；D、燃弧点温度髙达5000K以上，会烧伤导线.乃至致使断线事故：E、电弧不能专门快熄火，在风吹、电动力.热气流等因素的影响下，将会进展成为相 间弧光短路事故；F、电弧燃烧时会直接破坏电缆相间绝缘，致使相间短路事故的发生；G、跨步电压髙，危及人身安全：H、髙频

2、电流对通信产生干扰。（4）工频接地电流与电弧间的关系维持弧光燃烧取决于髙频振荡电流衰减的快慢和接地工频电流，工频接地电流与电弧间 存在如下关系：工频接地电流（残流）电弧状态30A产生稳左性电弧A. 在20KV以下的系统，由于经受过电压的能力（过电压倍数，不是绝对值）较强，允 许产生间歇性电弧，所以，它的接地的电容电流的允许值是小于30A。而20-63KV的系统经 受过电压的能力较差，所以，它的接地的电容电流的允许值是小于10A.B. 相同大小（小于10A）的容性残流和感性残流都可起到消弧作用，所以当消弧线圈 容量不足时，可釆用前补偿调谐。C、补偿度（k丄）过大.系统残流超过可能超过10A,可维

3、持电弧燃烧，所以补偿Ic度不宜过大。3、消弧线圈补偿原理消弧线圈利用流经故障点的电感电流和电容电流相位差为180 ,补偿电容电流减小流 经故障点电流，降低故障相接地电弧两头的恢复电压速度.来达到消弧的目的。消弧线圈补偿原理AC消狐线圈补偿原理图如图所示，在正常情形下，三相电压是大体平衡的。由于各类原因，系统发生单相（例 如A相）接地故障.破坏了原有的对称平衡，系统将产生接地电容电流IC,消弧圈在那时 系统中性点相电压的作用下，将产生电感电流IL它们各自的流动方向如图1所示。从向呈 图中，能够看出，1二与相差1 80,所以是起彼此抵消的作用。单相接地向量图当系统未发生单相接地时，按照电工原理能够

4、明白，在对称情形下，各相对地电压相等, 在这些电压作用下，各相对地电容产生的电容电流I CA= I 8= I CC= I CO,别离越前于UxUc电压的9 0。当发生单相接地故障时（例如A相金属性接地）相当于在故障相上,加一个与5大小相同，但方向相反的相电压一Ub则故障相对地电压Ua=O,而中性点 对地电压升高到相电压，其他两相对地电圧升髙方倍，即u “=u c= due,在 U “ IT c电压的作用下，所产生的电容电流Im I cc别离越前于U 、U C电压 的9 0，其相量和Ic即为流过A相故障点的电容电流。它的大小是正常时一相对地电容 电流的3倍，方向滞后于A相正常时电压9 0。A、单

5、相接地后，故障相对地电压为零，中性点电压升髙为相电压，健全相相电压升高 V 倍，而电源电动势及线电压对称，且1035KY负荷为对称性负荷，仍为对称系统，所以中性点不接地及经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时, 可带故障运行，保证用户的持续供电。B、故障点的电容电流大小是正常时一相对地电容电流的3倍，方向滞后于故障相正常 时电压9 0 。不同接地系统单相接地线路电流情形接地系统非故障线路故障线路大小方向大小方向不接地本线路电容电流流入母线非故障线路电 容电流和流岀母线小电阻消弧 线圈集中 补偿本线路电容电流流入母线残流流出母线（欠补） 流入母线（过补）分散补偿本线路电容及所带消 弧线圈补偿电流和

6、流入或流岀 母线A、经小电阻接地系统，发生单相接地故障时，故障线路的零序电流比非故障线路零序 电流大得多，而且二者零序电流相差180 ,按照这一原理（零序电流原理、零序功率原理）， 能够采用电流元件快速区分出接地故障线路。B、中性点经小电阻接地系统是利用零序电流及零序功率原理进行快速选线的，当该系 统中运行消弧线圈时，因消弧线圈改变了系统电容电流的散布，造成了选线正确率的下降, 所以当这两个不同接地系统间进行负荷调整前，必需先停用调整线路的消弧线圈。4、消弧线圈引发的中性点位務电压中性点位移电压原理图按照“地”接点0的节电电压方程:YSUa + Uo) + Y2(Ub + Uo) + Y3(U

7、c + Uo) + YlUo =0 可得：jco(C +a2C2 +aC3)问 G+G+G) + g+3Gcv_ jdUbdv_jd5J宀/式中：p称为电网的不对称度，其值与导线的排列形式，是不是有地线及是不是换位等 因素有关。通常架空线的不对称度P值为%賂个别情形可达%及以上，电缆线路的P值 约为%乱 若电网三相对地电容相等，则P =0, Vx=0av一一为补偿电网的脱谐度。k为补偿电网的补偿度。d 一一为补偿电网的阻尼率。正常架空线路的阻尼率d约为3%5%,线路污染受潮，d 可增至10%；电缆线路d约为2%4霭 绝缘老化时，可增至10札ubd为电网的不对称电压，是中性点不接地电网（无消弧线

8、圈）因三相对地电容不 等而引发的中性点位移电压。中性点位移电压相虽图A因中性点不接地电网三相对地电容不等，产生不对称电压；B接于B相的备用电缆增加了电网不对称程度，加大了不对称电压（线路专门是电缆线 路临时由运行线路充电时，应别离接入三相）：C系统运行方式或消弧线圈转变时，造成中性点电压发生转变，可能引发假接地：D消弧线圈中的阻尼绕组可有效减小中性点位移电压：E经小电阻接地系统中性点位移电压很小；F通过调节消弧线圈分头，可调整系统三相电压平衡：G因消弧线圈的补偿电流是已知的，所以利用不同补偿电流时的，中性点电压位移可计 算系统总的电容电流，和脱偕度，自动补偿消弧线圈就是利用这一原理进行自动补偿

9、的。五、消弧线圈的补偿方式（1）全补偿方式：补偿后电感电流等于网络电容电流，接地址残流为0,即Ic二II o 从消除故障点的电弧，避免出现弧光过电压的角度来看，此种补偿方式是最理想的，但 在全补偿时，皿二l/3s3 正是电感L和三相对地电容35对50Hz交流串联谐振的条件， 在正常情形下，若是线路的三相对地电容不完全相等，则电源中性点对地之间就产生电压偏 移，该偏務电压在串联谐振回路中产生专门大的电压降落，从而使电源中性点对地电压严峻 升高。因此，在实际应用中不能采用该种补偿方式。（2）欠补偿方式：补偿后电感电流小于网络电容电流，接地址残流为容性，即 L o在该种补偿方式下，当系统的运行方式发

10、生改变时，如某个元件或某条输电线路被切除, 在系统电容电流减小的情形下，极可能出现和L电流相等的情形，发生串联谐振过电 压。因此，该种补偿方式一般也很少被采用。（3）过补偿方式：补偿后电感电流大于网络电容电流，接地址残流为感性，即IC IL o采用该种补偿方式，能够有效避免系统发生串联谐振过电压的问题，在实际运行中 取得了普遍的应用。考虑到系统的安全运行及中性点的对地电压，经消弧线圈接地系统，选取过补偿方式较 好。六. 消弧线圈装置（自动补偿）一次设备接线如图（无中性点）。成套装置由Z型接地变压器（系统中有中性点时不用）、有载调肖式消弧线圈、限圧阻尼电阻箱、微机测量控制器组成。1斷滋辭或 负苟

11、开关(1) 曲折型接线的接地变压器A、正常运行时长期处于空载运行状态，英零序阻抗、空载损耗很小B、引出理想的人工中性点连接消弧线圈：C、正常运行时长期处于空载运行状态，英零序阻抗、空载损耗很小(2) 有载调节式消弧线圈带有载分接开关的调匝式消弧线圈，正常不接地的情形下几乎处在空载状态下进行，利 用寿命较长，利用每一个分接头工作时肯泄的电感量可il算电网电容电流和脱谐度。(3) 限压阻尼电阻箱A、正常运行时，限制中性点位移电压B、在发生单相接地时，为避免阻尼电阻降低消弧线圈的补偿能力，将电阻短接，同时 也避免了电阻的过热。短接阻尼电阻采用中性点电压和电流两套独立启动短接回路。一套是按照中性点电压

12、值来控制交流接触器KM1,若该值超过设龙值，则电压继电器 动作，控制交流接触器闭合接点短接阻尼电阻。另一套是由直流接触器KM二.中间继电器、过流继电器组成，当系统接地流过消呱线 圈的电流超过设上值时，电流继电器动作，通过中间继电器使直流接触器闭合短接阻尼电阻。 双套办法互补，保证了电阻靠得住短接。若配有接地选线装置，阻尼电阻在接地s后被短 接。(4) 微机控制器采用在线实时测量法，可快速、准确、直观、完整地显示电网的有关参数，按照设怎值 自动或手动调整消弧线圈分头，使其随时运行在最佳工作状态。二、消弧线圈运行中的注意事项一、电压互感器开口三角电压中性点位移电压相量图目前国内均釆用电磁式电压互感

13、器开口三角绕组组成的绝缘监测装宜来监视系统的绝 缘状况，如图，电压互感器通常采用两个二次绕组，其中主二次绕组额左相电压为100/ 31/2 x/3 V,辅助（开口三角）二次绕组额左相电压为100/3Vo电圧互感器变比:U 100 100开口三角电压：Uaz =（Ud t/o） + （t/b Uo） + （t/c t/o） = 3Uo开口三角电压反映3倍中性点电压（零序电压）o通常，绝缘监测装置的电压整泄值为1530V （即中性点位移电压为额左相电压的 15%30%）o若开口三角电压大于该整左值，则使绝缘监测装置发出接地信号。（规程规左： 无接地时中性点位移电压，长期运行不超过额左相电压的15%

14、）二、故障判断由于绝缘监测装置是按照开口三角电压反映3倍中性点电压（零序电压）的原理工作的, 而实际电网中除单相接地外，还有多种原因，如铁磁谐振、PT断线、线路断线等都会使开 口三角绕组两头岀现零序电压，并可能致使绝缘监测装宜动作。由于现在系统并无真正接地, 而装置却发出了接地信号，这种接地称为“假接地,只有准确、快速的判断故障，才可能 及时、准确的处置故障。故障判断故障类型故障后电压变化情况三相相电压开口三角单相 接地金属性一相为零，另两相上升为线电压100V非金属性接地-相低，不为零：另两相上升，接近线电压30100V铁磁谐振分频谐振三相电压依次轮换升髙，且电压表指针在同范围 内出现低频摆

15、动，一般不超过2倍相电压100V基波谐振一相（两相）降低，不为零：另两相（一相）升高， 大于线电压，一般不超过3倍相电压100VPT 断线开口三角绕组一 相或两相接反三相正常二次中性线断线， 同时一次系统单 相接地三相正常100V一次一相（两相） 断线一相（两相）降低，其他相正常SIXT单相断线电源侧一相上升，小于倍相电压；两相下降， 大于0866倍相电压两侧和为50 V负荷侧一相降低，小于0. 5倍相电压：另两相降低,大于0866倍相电压单相断线且电源 侧相继接地电源侧一相为0,另两相上升为线电压；100V负荷侧一相上升为倍相电压，另两相上升为线 电压150V单相断线且负荷 侧相继接地电源侧

16、一相上升为倍相电压，另两相电压下降为0866倍相电压50V负荷侧一相下降为0,另两相下降为0866倍 相电压0两相断线电源侧一相降低，另两相上升两侧和为100 V负荷侧三相降低两相断线且电源 侧相继接地电源侧一相为0,另两相上升为线电压；100V负荷侧三相上升为线电压173V两相断线且负荷 侧相继接地电源侧一相为0,另两相上升为线电压100V负荷侧三相下降为00A、PT断线在某一时刻一般只发生在一个变电站的一段母线：B、单相接地时，整个小电流接地系统都将发生相同的电压转变；C、线路断线时，其双侧电压有较大区别，线路电流也有明显转变：D、铁磁谐振时，其电压转变特征特别突岀。大多数变电站未装设接地

17、保护选线装置，需要进行人工判断，并需要人工排除故障。为 此，在发接地信号时，正确地判断故障的类型和性质是关键，因此，要做好以下几点：A、要按照变电站内并列运行的各段母线三相相电压及开口三角电压进行初步判断；B、要询问英他变电站的异样情形，并进一步观察消弧线圈的仪表指示、线电压、三相 电流是不是正常：C、必要时要进行适当的检查，如PT熔断器、PT刀闸辅助接点是不是完好，用验电器 验电等。3.消弧线圈的操作（1）倒换分接头前，必需拉开消弧线圈的隔离开关，将消弧线圈停电，以保证人身安全。 这里必需注意，虽然消弧线圈接于变压器的中性点上，但在正常运行中，其中性点电压不必 然是零，所以必然要以为运行中的

18、消弧线圈是带电的。这是由于电力系统三相不完全对称,而使变圧器的中性点在正常运行时也会出现对地电压的缘故。如此，在改换换接器接头的刹 时有可能发生接地短路。(2) 倒换分接头完毕，应测量消弧线圈导通良好，查验确无接地支路后.合上隔离开关, 投入运行。(3) 采用过补偿方式运行时，线路送电前应先倒换分接头位置，以增加电感电流，然后 再送电。停电时反之。(4) 当采用欠补偿方式运行时，先将线路送电，再提高分接头的位宜。停电时反之。(5) 当系统发生接地或中性点位移电压较大时，禁止用隔离开关投入和切除消弧线圈， 禁止更改消弧设备的调谐值。因为将消弧设备断开，也将补偿回路变成中性点不接地的方式 运行当单相短路时，如此网络就改变成中性点直接接地的运行方式。分接头换接器的传动 装置位于顶盖上的消弧线圈，当未将它从回路中断开时也不允许改变调谐值。(6) 若需