消弧线圈的异常与优化

1、消弧线圈的异常与优化中性点经消弧线圈接地的电力系统，也称为谐振接地系统。电网中性点 装设消弧线圈的目的，主要是为了自动消除电网的瞬间单相接地故障。自动 跟踪补偿消弧装置与人工调谐消弧线圈相比，具有显著的优越性，已大量的 在配电网中运行。自动跟踪补偿消弧装置能保证补偿精度，不仅可以提高补 偿的动作成功率，同时能够限制弧光接地过电压和铁磁谐振过电压，有利于 电网的安全运行。1自动跟踪补偿消弧装置的异常1.1调轴头式与调容式调抽头式自动消弧装置主要是利用有载开关来切换可调电抗器的抽头进 行测量、调整电感的。其优点是：结构简单，操作方便，一次设备比较可 靠，制造方便；在处理单相接地故障时，噪音较低；对

2、电网运行方式的 变化能自动跟踪，响应时间也较快。调容式自动消弧装置是在调抽头式的基础上发展起来的。去掉绕组上的 分接头，在消弧线圈上加一个二次绕组，从二次绕组引出，并接若干组电容 器，电容器通过开关或可控硅投切，在运行时利用电容电流抵消一部分消弧 线圈一次侧的电感电流，通过改变投入电容器的组数，来达到改变电感电流 大小，调节补偿电流的目的。以上两类消弧装置容易出现以下异常：因消弧线圈的抽头需停电调整，而调整的依据是对电网每条线路电 容电流的测量、计算，而补偿电网的网络结构和运行方式变化频繁，要准确 弄清每段时间每条线路的电容电流几乎是不可能的，因而补偿电流也就难以 准确控制。不能准确的控制补偿

3、电流，也就不能把故障残流准确的控制在10A 以下，如故障残流大于10A，就会影响可靠的熄弧，进而影响对弧光接地过电 压的抑制。如果脱谐度调整得过小，或工作在欠补偿状态，即V时，一方面， 会造成数据的误差；另一方面，可能发生消弧线圈与网络对地电容产生线性 谐振，产生危险的谐振过电压。由于一次设备中有可控硅及续流二极管等元件的存在，在电网的长 期运行中，特别是在内、外电压的作用下，这些元件容易损坏。元件一旦损坏，系统就变成不接地系统，从而引起各相电压的异常。1.2直流偏磁式与调气隙式直流偏磁式自动跟踪补偿消弧装置具有如下优点：补偿电流连续无级 可调，调整平滑，线性度好；结构紧凑，体积小，占地少；补

4、偿后的残 余电流小。调气隙式自动跟踪补偿消弧装置是国内最早出现的自动跟踪消弧线圈型 式。它把消弧线圈的铁心分为动、静两部分，利用改变铁心间气隙的大小， 平滑的调整消弧线圈的补偿电流，实现无级调整。但早期的厂家，对电网的 一些特点掌握不够，以致于在产品上存在容易过热、噪音大等缺点，后经国 内一些厂家的研究，使之达到了完善。以上两类消弧装置容易出现以下异常：（1）在该装置的测量原理中，忽略了电网和消弧线圈本身的电导，会带 来较大的测量误差，特别是在接近谐振点附近时；（2）由于在一次设备中有可控硅及续流二极管等元件的存在，在电网长 期运行中，特别是在内、外电压的作用下，这些元件容易损坏；（3）控制系

5、统比较复杂，其中既有计算又有查表，一旦元件的工作点产 生漂移，会产生紊乱，对长期稳定运行造成不利影响。（4）610kV电压等级的消弧装置，或配置了专用接地变压器的消弧装 置，一定要通过开关接入电网，并尽量不要在接地变压器前面用熔断器保护， 因为熔断器在一相或两相熔断时，接地变压器的中性点会出现较高的位移电 压，这时消弧装置就会按接地故障进行处理，向电网输入感性补偿电流，从 而造成不正确的动作。如果用负荷开关把消弧装置接入电网，则负荷开关的 熔断器要尽量的选熔断电流大一些的，因为在消弧线圈向电网提供补偿电流 时，补偿电流不是三相平衡分配的，而是两个健全相的电流大，如保险选的 小，就会在补偿接地故

6、障时保险熔断，开关跳闸，使电网失去补偿。2消弧线圈的优化消弧线圈的优化一般采用调整阻尼电阻。自动跟踪补偿消弧装置由于熄 弧的需要，要把补偿后的残流或脱谐度控制在一定的范围以内，而测量和跟 踪时有时还要过谐振点，为了防止消弧线圈谐振和限制中性点位移电压，大 多都配置阻尼电阻，也就是把消弧线圈串联阻尼电阻接地。当电网的脱谐度趋向于零时，消弧线圈感抗与电网三相对地零序电容的 容抗处于串联谐振状态，如果阻尼电阻阻值较小，或不加阻尼电阻，消弧线 圈将和电网对地电容发生谐振，在消弧线圈两端，和电网的电容上将会产生危险的谐振过电压。而阻尼电阻的存在将会有效地阻尼谐振过电压的幅值， 并使之达到安全电压以下。大

7、量的实验证明：阻尼电阻的阻值一般为消弧线 圈阻抗值的2%10%就能有效地限制谐振过电压，同时还能保证装置的电容 电流测量和跟踪的灵敏度。实际运行中的消弧装置有些型式或有些厂家不配 置阻尼电阻，在运行中出了不少问题，如造成装置不能正常投运，一旦投运 立即产生很高的位移电压，造成电网的严重不对称。这样，为了接上消弧装 置就必须放大脱谐度和残流。这是不可取的，因为残流调大后，就会影响接 地电弧的熄灭，也就失去了安装自动跟踪补偿装置的意义。再者，自动跟踪 补偿消弧装置应具备在过补偿，欠补偿和全补偿下运行的能力，防止出现危 险的位移电压，配置阻值合适的阻尼电阻并对阻尼电阻正确的控制是非常必 要的。当电网

8、发生单相接地时，回路的状态发生了变化，即由串联谐振回路转化为消孤线圈与电网对地 电容的并联谐振回路。此时，为了保证消孤装置能提供较大的补偿电流，防止阻尼电阻过热烧坏，应把阻尼电阻短接， 等单相接地故障消失后再即时接上阻尼电阻。阻尼电阻的投退一般由计算机控制，为保证可靠性，可 设过流保护和间隙保护作为阻尼电阻的后备保护。即一旦计算机控制失效，在单相接地故障发生时， 可由电流保护元件，启动阻尼电阻的短接接触器把阻尼电阻短接；间隙保护主要是过压保护，即为防 止回路发生断开失地时，由电压把间隙击穿，击穿电压值即间隙的50%击穿电压，可取相电压的1.15 倍。阻尼电阻的容量主要考虑在电网发生不稳定接地时，限制孤光接地过电压的需要，和考虑计算机 或过流保护切除阻尼电阻所需要的时间。由于电网发生不稳定的间歇性接地时，阻尼电阻不退出，此 时主要对孤光接地过电压的幅值进行阻尼。但电网发生不稳定的间歇性接地时，往往故障点不是金属 性的贯穿性接地，接地电孤通道的电阻往往较大，中性点位移电压大多低于相电压，且不稳定。消孤 线圈输出的补偿电流