10 kV消弧装置的比较及选择

1、10 kV消弧装置的比拟及选择 10 kV消弧装置的比拟及选择 摘 要 阐述国内消弧装置的主要类别及产品的特征，并进行相应的比拟，为型式的选择提供参考。 关键词 消弧装置；分类；型式；选择；kV 中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671-759723-0139-01 随着城市经济开发区和工业园区的大力开发建设，供电负荷的需求也大幅度增加，城市电力规划中10 kV出线大多已采用电缆或电缆和架空混合型出线。网络中单相接地电容电流急剧增加，当单相接地电流超出允许值，接地电弧不易熄灭，易产生较高弧光间歇接地过电压，涉及整个电网，严重威胁电网运行和设备平安，缩短电气设备的使用寿命，且危害

2、人身平安。 为了防止单相接地电容电流造成的危害，按规程要求单相接地电容电流大于允许值时，宜采用消弧线圈接地方式。 1 消弧线圈的分类 消弧线圈提供的感性电流补偿了接地电容电流，使接地电流减小，防止产生间歇性电弧，有效地减少产生弧光接地过电压的机率；降低接地点电弧两端恢复电压的速度，到达抑制过电压的辐值的作用。 1.1 固定补偿消弧线圈 为手动无载调匝式消弧线圈，在正常运行中，消弧线圈定值处于过补偿状态，等待单相接地故障的发生。 当接有消弧线圈的线路切除后，或者追加投入线路后，可能导致完全补偿，即脱谐度为0或很小，系统中性点显著升高，那么产生严重的谐振过电压。 1.2 动态补偿消弧线圈 电网正常

3、运行时，假设发生单相接地，能够快速调整消弧线圈补偿，自动熄灭接地电弧。 动态补偿消弧线圈是开展方向，它将逐步开展成智能型消弧线圈。但目前还存在一些技术和经济问题。部件太多、体积较大、价格较高等。 2 消弧装置型式的分析比拟 目前国内10 kV消弧产品主要有3类可供选择，分别为： 1消弧线圈+接地变和自动补偿装置。 2三相五柱式消弧线圈和自动补偿装置。 3消弧柜。 根据其不同的特点，以下对以上3类设备进行比拟分析。 66/10 kV变电站中，主变低压侧为型接线。假设站内加装消弧装置，采用接地变压器引出中性点用于安装消弧线圈，接地变压器采用Z型接线，每相线圈分别绕在两个磁柱上，与普通变压器相比零序

4、阻抗较小。可带100%容量的消弧线圈，另外接地变压器，还可以带二次负载，替代站用变，节省投资。 三相五柱式消弧线圈由1个五柱铁心和7个绕组组成；中间三柱铁心和绕组连接成三相Z型接地变压器；两边柱和绕组构成偏磁式消弧线圈。其功能相当于l台接地变压器和1台消弧线圈，用于无中性点引出的中压电网。 消弧柜的原理是：当线路发生单相接地时，在变电所内用高压真空接触器迅速将故障相人为金属接地，防止故障点产生间歇性弧光接地。待几秒后，再断开人为接地。如果接地信号消失，那么如愿以偿。如果接地信号未消失，那么再不合闸，消弧失败。 要注意，再断开真空接触器时，如接地故障未消失，那么是切电容电流，这和切空载长线无异，

5、可能产生真空接触器重燃过电压。本意是消除弧光接地过电压，却可能导致切电容过电压，因此运行风险较大。 从设备的布置方式看：消弧线圈+接地变的种类有油浸式和干式，可以户内或户外布置，但是占地面积相对其他两种消弧设备较大；三相五柱式消弧线圈可以选择户内开关柜式布置，与配电室设备柜型保持一致；消弧柜同样与配电室设备柜型一致。 从运行效果看：消弧线圈在电力系统运行多年，效果好，平安稳定，尤其是传统接地变+消弧线圈型式，属于国家电网公司通用设计和通用设备内的推广类产品；三相五柱式消弧线圈能够实现传统消弧线圈的功能，运行稳定。 从适用范围看：消弧线圈+接地变以及三相五柱式消弧线圈能够满足系统需要的消弧功能。

6、 而消弧柜在单相接地电容电流30 A时，系统对地电容与系统电感极易引发基频谐振，导致未故障相工频电压过高，危害较大。假设小容量的变压器或高压电机绕组发生单相接地，消弧柜动作短接电源，造成短路电流过大会烧毁变压器或高压电机。另外，在大风天气架空线路其中一相与树枝发生接触引发故障时，消弧柜动作将故障相接地，但假设有两相同时接触树枝时就会发生相间短路，此时消弧柜不仅不能消弧还会造成事故，影响系统平安运行，因此故障相接地消弧的方法存在较大弊端，也限制了它的适用范围。 从运行维护角度看：随着技术的不断进步，三类设备在运行上根本无差异，均运行稳定；在检修维护时，由于接地变+消弧线圈方式在设备数量上就比拟多

7、，相对其他两种形式而言较为繁琐。 从补偿性能和调节电流方式看：目前消弧线圈均已采用自动跟踪补偿技术。消弧线圈主要有调匝式、偏磁式、调容式、相控式。在系统中投运较多的消弧线圈是调匝式，它是利用有载分接开关进行切换，改变接入的匝数，从而改变电感量。偏磁式消弧线圈在其交流工作线圈内布置一个铁芯磁化段，通过改变铁芯磁化段磁路上的直流助磁磁通大小来调节交流等值磁导，实现电感连续可调的目的。消弧柜是在系统6 kV10 kV线路中一旦发生弧光接地过电压，微机消弧控制器向故障相真空接触器发出合闸命令，故障相真空接触器快速动作，将弧光接地转化为金属性接地。 从货源看：三类装置均已到达量产，每一类装置的生产厂家均较多，满足公开竞争机制的要求。 从经济角度分析：消弧线圈+接地变和自动补偿装置价格由于使用接地变压器，本钱较高；三相五柱式消弧线圈在结构上将消弧线圈和接地变压器合二为一，省去了接地变压器，而且结构更为紧凑，可与开关柜一同布置，节省了占地面积，经济性较好。 3 结论 目前自动跟踪补偿功能的消弧线圈在电力系统中得到广泛应用。采用自动跟踪补偿的消弧线圈，可以将电容电流补偿到残流很小，使瞬时性接地故障自动消除而不影响供电。根据以上的分析比拟，三类消弧装置有着各自的不同特点，在选用装置时，可根据负荷性质，电网中的地位，供电要求以及安装限制等进行合理的选择。 参考文献