消弧線圈補(bǔ)償原理與運(yùn)行注意事項(xiàng)

1、消弧線圈補(bǔ)償原理及運(yùn)行注意事項(xiàng)一、消弧線圏補(bǔ)償原理一、中性點(diǎn)接地方式尺優(yōu)缺點(diǎn)接地 方式適用范用 (電容電流)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)不接 地35KV： 1OA1OKV： (IZ過(guò)渡進(jìn)程結(jié)束后，流過(guò)故障點(diǎn)的電弧電流只剩下穩(wěn)態(tài)的工頻電容電流。(3) 弧光接地的危害A、加重了電纜等固體絕緣的積累性破壞，要挾設(shè)備安全：B、致使燒PT或保險(xiǎn)熔斷：C、致使避雷器爆炸；D、燃弧點(diǎn)溫度髙達(dá)5000K以上，會(huì)燒傷導(dǎo)線.乃至致使斷線事故：E、電弧不能專(zhuān)門(mén)快熄火，在風(fēng)吹、電動(dòng)力.熱氣流等因素的影響下，將會(huì)進(jìn)展成為相 間弧光短路事故；F、電弧燃燒時(shí)會(huì)直接破壞電纜相間絕緣，致使相間短路事故的發(fā)生；G、跨步電壓髙，危及人身安全：H、髙頻

2、電流對(duì)通信產(chǎn)生干擾。（4）工頻接地電流與電弧間的關(guān)系維持弧光燃燒取決于髙頻振蕩電流衰減的快慢和接地工頻電流，工頻接地電流與電弧間 存在如下關(guān)系：工頻接地電流（殘流）電弧狀態(tài)30A產(chǎn)生穩(wěn)左性電弧A. 在20KV以下的系統(tǒng)，由于經(jīng)受過(guò)電壓的能力（過(guò)電壓倍數(shù)，不是絕對(duì)值）較強(qiáng)，允 許產(chǎn)生間歇性電弧，所以，它的接地的電容電流的允許值是小于30A。而20-63KV的系統(tǒng)經(jīng) 受過(guò)電壓的能力較差，所以，它的接地的電容電流的允許值是小于10A.B. 相同大?。ㄐ∮?0A）的容性殘流和感性殘流都可起到消弧作用，所以當(dāng)消弧線圈 容量不足時(shí)，可釆用前補(bǔ)償調(diào)諧。C、補(bǔ)償度（k丄）過(guò)大.系統(tǒng)殘流超過(guò)可能超過(guò)10A,可維

3、持電弧燃燒，所以補(bǔ)償Ic度不宜過(guò)大。3、消弧線圈補(bǔ)償原理消弧線圈利用流經(jīng)故障點(diǎn)的電感電流和電容電流相位差為180 ,補(bǔ)償電容電流減小流 經(jīng)故障點(diǎn)電流，降低故障相接地電弧兩頭的恢復(fù)電壓速度.來(lái)達(dá)到消弧的目的。消弧線圈補(bǔ)償原理AC消狐線圈補(bǔ)償原理圖如圖所示，在正常情形下，三相電壓是大體平衡的。由于各類(lèi)原因，系統(tǒng)發(fā)生單相（例 如A相）接地故障.破壞了原有的對(duì)稱平衡，系統(tǒng)將產(chǎn)生接地電容電流IC,消弧圈在那時(shí) 系統(tǒng)中性點(diǎn)相電壓的作用下，將產(chǎn)生電感電流IL它們各自的流動(dòng)方向如圖1所示。從向呈 圖中，能夠看出，1二與相差1 80,所以是起彼此抵消的作用。單相接地向量圖當(dāng)系統(tǒng)未發(fā)生單相接地時(shí)，按照電工原理能夠

4、明白，在對(duì)稱情形下，各相對(duì)地電壓相等, 在這些電壓作用下，各相對(duì)地電容產(chǎn)生的電容電流I CA= I 8= I CC= I CO,別離越前于UxUc電壓的9 0。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)（例如A相金屬性接地）相當(dāng)于在故障相上,加一個(gè)與5大小相同，但方向相反的相電壓一Ub則故障相對(duì)地電壓Ua=O,而中性點(diǎn) 對(duì)地電壓升高到相電壓，其他兩相對(duì)地電圧升髙方倍，即u “=u c= due,在 U “ IT c電壓的作用下，所產(chǎn)生的電容電流Im I cc別離越前于U 、U C電壓 的9 0，其相量和Ic即為流過(guò)A相故障點(diǎn)的電容電流。它的大小是正常時(shí)一相對(duì)地電容 電流的3倍，方向滯后于A相正常時(shí)電壓9 0。A、單

5、相接地后，故障相對(duì)地電壓為零，中性點(diǎn)電壓升髙為相電壓，健全相相電壓升高 V 倍，而電源電動(dòng)勢(shì)及線電壓對(duì)稱，且1035KY負(fù)荷為對(duì)稱性負(fù)荷，仍為對(duì)稱系統(tǒng)，所以中性點(diǎn)不接地及經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí), 可帶故障運(yùn)行，保證用戶的持續(xù)供電。B、故障點(diǎn)的電容電流大小是正常時(shí)一相對(duì)地電容電流的3倍，方向滯后于故障相正常 時(shí)電壓9 0 。不同接地系統(tǒng)單相接地線路電流情形接地系統(tǒng)非故障線路故障線路大小方向大小方向不接地本線路電容電流流入母線非故障線路電 容電流和流岀母線小電阻消弧 線圈集中 補(bǔ)償本線路電容電流流入母線殘流流出母線（欠補(bǔ)） 流入母線（過(guò)補(bǔ)）分散補(bǔ)償本線路電容及所帶消 弧線圈補(bǔ)償電流和

6、流入或流岀 母線A、經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障線路的零序電流比非故障線路零序 電流大得多，而且二者零序電流相差180 ,按照這一原理（零序電流原理、零序功率原理）， 能夠采用電流元件快速區(qū)分出接地故障線路。B、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)是利用零序電流及零序功率原理進(jìn)行快速選線的，當(dāng)該系 統(tǒng)中運(yùn)行消弧線圈時(shí)，因消弧線圈改變了系統(tǒng)電容電流的散布，造成了選線正確率的下降, 所以當(dāng)這兩個(gè)不同接地系統(tǒng)間進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整前，必需先停用調(diào)整線路的消弧線圈。4、消弧線圈引發(fā)的中性點(diǎn)位務(wù)電壓中性點(diǎn)位移電壓原理圖按照“地”接點(diǎn)0的節(jié)電電壓方程:YSUa + Uo) + Y2(Ub + Uo) + Y3(U

7、c + Uo) + YlUo =0 可得：jco(C +a2C2 +aC3)問(wèn) G+G+G) + g+3Gcv_ jdUbdv_jd5J宀/式中：p稱為電網(wǎng)的不對(duì)稱度，其值與導(dǎo)線的排列形式，是不是有地線及是不是換位等 因素有關(guān)。通常架空線的不對(duì)稱度P值為%賂個(gè)別情形可達(dá)%及以上，電纜線路的P值 約為%亂 若電網(wǎng)三相對(duì)地電容相等，則P =0, Vx=0av一一為補(bǔ)償電網(wǎng)的脫諧度。k為補(bǔ)償電網(wǎng)的補(bǔ)償度。d 一一為補(bǔ)償電網(wǎng)的阻尼率。正常架空線路的阻尼率d約為3%5%,線路污染受潮，d 可增至10%；電纜線路d約為2%4靄 絕緣老化時(shí)，可增至10札ubd為電網(wǎng)的不對(duì)稱電壓，是中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)（無(wú)消弧線

8、圈）因三相對(duì)地電容不 等而引發(fā)的中性點(diǎn)位移電壓。中性點(diǎn)位移電壓相雖圖A因中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)三相對(duì)地電容不等，產(chǎn)生不對(duì)稱電壓；B接于B相的備用電纜增加了電網(wǎng)不對(duì)稱程度，加大了不對(duì)稱電壓（線路專(zhuān)門(mén)是電纜線 路臨時(shí)由運(yùn)行線路充電時(shí)，應(yīng)別離接入三相）：C系統(tǒng)運(yùn)行方式或消弧線圈轉(zhuǎn)變時(shí)，造成中性點(diǎn)電壓發(fā)生轉(zhuǎn)變，可能引發(fā)假接地：D消弧線圈中的阻尼繞組可有效減小中性點(diǎn)位移電壓：E經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)中性點(diǎn)位移電壓很?。籉通過(guò)調(diào)節(jié)消弧線圈分頭，可調(diào)整系統(tǒng)三相電壓平衡：G因消弧線圈的補(bǔ)償電流是已知的，所以利用不同補(bǔ)償電流時(shí)的，中性點(diǎn)電壓位移可計(jì) 算系統(tǒng)總的電容電流，和脫偕度，自動(dòng)補(bǔ)償消弧線圈就是利用這一原理進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償

9、的。五、消弧線圈的補(bǔ)償方式（1）全補(bǔ)償方式：補(bǔ)償后電感電流等于網(wǎng)絡(luò)電容電流，接地址殘流為0,即Ic二II o 從消除故障點(diǎn)的電弧，避免出現(xiàn)弧光過(guò)電壓的角度來(lái)看，此種補(bǔ)償方式是最理想的，但 在全補(bǔ)償時(shí)，皿二l/3s3 正是電感L和三相對(duì)地電容35對(duì)50Hz交流串聯(lián)諧振的條件， 在正常情形下，若是線路的三相對(duì)地電容不完全相等，則電源中性點(diǎn)對(duì)地之間就產(chǎn)生電壓偏 移，該偏務(wù)電壓在串聯(lián)諧振回路中產(chǎn)生專(zhuān)門(mén)大的電壓降落，從而使電源中性點(diǎn)對(duì)地電壓嚴(yán)峻 升高。因此，在實(shí)際應(yīng)用中不能采用該種補(bǔ)償方式。（2）欠補(bǔ)償方式：補(bǔ)償后電感電流小于網(wǎng)絡(luò)電容電流，接地址殘流為容性，即 L o在該種補(bǔ)償方式下，當(dāng)系統(tǒng)的運(yùn)行方式發(fā)

10、生改變時(shí)，如某個(gè)元件或某條輸電線路被切除, 在系統(tǒng)電容電流減小的情形下，極可能出現(xiàn)和L電流相等的情形，發(fā)生串聯(lián)諧振過(guò)電 壓。因此，該種補(bǔ)償方式一般也很少被采用。（3）過(guò)補(bǔ)償方式：補(bǔ)償后電感電流大于網(wǎng)絡(luò)電容電流，接地址殘流為感性，即IC IL o采用該種補(bǔ)償方式，能夠有效避免系統(tǒng)發(fā)生串聯(lián)諧振過(guò)電壓的問(wèn)題，在實(shí)際運(yùn)行中 取得了普遍的應(yīng)用。考慮到系統(tǒng)的安全運(yùn)行及中性點(diǎn)的對(duì)地電壓，經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，選取過(guò)補(bǔ)償方式較 好。六. 消弧線圈裝置（自動(dòng)補(bǔ)償）一次設(shè)備接線如圖（無(wú)中性點(diǎn)）。成套裝置由Z型接地變壓器（系統(tǒng)中有中性點(diǎn)時(shí)不用）、有載調(diào)肖式消弧線圈、限圧阻尼電阻箱、微機(jī)測(cè)量控制器組成。1斷滋辭或 負(fù)茍

11、開(kāi)關(guān)(1) 曲折型接線的接地變壓器A、正常運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)期處于空載運(yùn)行狀態(tài)，英零序阻抗、空載損耗很小B、引出理想的人工中性點(diǎn)連接消弧線圈：C、正常運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)期處于空載運(yùn)行狀態(tài)，英零序阻抗、空載損耗很小(2) 有載調(diào)節(jié)式消弧線圈帶有載分接開(kāi)關(guān)的調(diào)匝式消弧線圈，正常不接地的情形下幾乎處在空載狀態(tài)下進(jìn)行，利 用壽命較長(zhǎng)，利用每一個(gè)分接頭工作時(shí)肯泄的電感量可il算電網(wǎng)電容電流和脫諧度。(3) 限壓阻尼電阻箱A、正常運(yùn)行時(shí)，限制中性點(diǎn)位移電壓B、在發(fā)生單相接地時(shí)，為避免阻尼電阻降低消弧線圈的補(bǔ)償能力，將電阻短接，同時(shí) 也避免了電阻的過(guò)熱。短接阻尼電阻采用中性點(diǎn)電壓和電流兩套獨(dú)立啟動(dòng)短接回路。一套是按照中性點(diǎn)電壓

12、值來(lái)控制交流接觸器KM1,若該值超過(guò)設(shè)龍值，則電壓繼電器 動(dòng)作，控制交流接觸器閉合接點(diǎn)短接阻尼電阻。另一套是由直流接觸器KM二.中間繼電器、過(guò)流繼電器組成，當(dāng)系統(tǒng)接地流過(guò)消呱線 圈的電流超過(guò)設(shè)上值時(shí)，電流繼電器動(dòng)作，通過(guò)中間繼電器使直流接觸器閉合短接阻尼電阻。 雙套辦法互補(bǔ)，保證了電阻靠得住短接。若配有接地選線裝置，阻尼電阻在接地s后被短 接。(4) 微機(jī)控制器采用在線實(shí)時(shí)測(cè)量法，可快速、準(zhǔn)確、直觀、完整地顯示電網(wǎng)的有關(guān)參數(shù)，按照設(shè)怎值 自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整消弧線圈分頭，使其隨時(shí)運(yùn)行在最佳工作狀態(tài)。二、消弧線圈運(yùn)行中的注意事項(xiàng)一、電壓互感器開(kāi)口三角電壓中性點(diǎn)位移電壓相量圖目前國(guó)內(nèi)均釆用電磁式電壓互感

13、器開(kāi)口三角繞組組成的絕緣監(jiān)測(cè)裝宜來(lái)監(jiān)視系統(tǒng)的絕 緣狀況，如圖，電壓互感器通常采用兩個(gè)二次繞組，其中主二次繞組額左相電壓為100/ 31/2 x/3 V,輔助（開(kāi)口三角）二次繞組額左相電壓為100/3Vo電圧互感器變比:U 100 100開(kāi)口三角電壓：Uaz =（Ud t/o） + （t/b Uo） + （t/c t/o） = 3Uo開(kāi)口三角電壓反映3倍中性點(diǎn)電壓（零序電壓）o通常，絕緣監(jiān)測(cè)裝置的電壓整泄值為1530V （即中性點(diǎn)位移電壓為額左相電壓的 15%30%）o若開(kāi)口三角電壓大于該整左值，則使絕緣監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出接地信號(hào)。（規(guī)程規(guī)左： 無(wú)接地時(shí)中性點(diǎn)位移電壓，長(zhǎng)期運(yùn)行不超過(guò)額左相電壓的15%

14、）二、故障判斷由于絕緣監(jiān)測(cè)裝置是按照開(kāi)口三角電壓反映3倍中性點(diǎn)電壓（零序電壓）的原理工作的, 而實(shí)際電網(wǎng)中除單相接地外，還有多種原因，如鐵磁諧振、PT斷線、線路斷線等都會(huì)使開(kāi) 口三角繞組兩頭岀現(xiàn)零序電壓，并可能致使絕緣監(jiān)測(cè)裝宜動(dòng)作。由于現(xiàn)在系統(tǒng)并無(wú)真正接地, 而裝置卻發(fā)出了接地信號(hào)，這種接地稱為“假接地,只有準(zhǔn)確、快速的判斷故障，才可能 及時(shí)、準(zhǔn)確的處置故障。故障判斷故障類(lèi)型故障后電壓變化情況三相相電壓開(kāi)口三角單相 接地金屬性一相為零，另兩相上升為線電壓100V非金屬性接地-相低，不為零：另兩相上升，接近線電壓30100V鐵磁諧振分頻諧振三相電壓依次輪換升髙，且電壓表指針在同范圍 內(nèi)出現(xiàn)低頻擺

15、動(dòng)，一般不超過(guò)2倍相電壓100V基波諧振一相（兩相）降低，不為零：另兩相（一相）升高， 大于線電壓，一般不超過(guò)3倍相電壓100VPT 斷線開(kāi)口三角繞組一 相或兩相接反三相正常二次中性線斷線， 同時(shí)一次系統(tǒng)單 相接地三相正常100V一次一相（兩相） 斷線一相（兩相）降低，其他相正常SIXT單相斷線電源側(cè)一相上升，小于倍相電壓；兩相下降， 大于0866倍相電壓兩側(cè)和為50 V負(fù)荷側(cè)一相降低，小于0. 5倍相電壓：另兩相降低,大于0866倍相電壓?jiǎn)蜗鄶嗑€且電源 側(cè)相繼接地電源側(cè)一相為0,另兩相上升為線電壓；100V負(fù)荷側(cè)一相上升為倍相電壓，另兩相上升為線 電壓150V單相斷線且負(fù)荷 側(cè)相繼接地電源側(cè)

16、一相上升為倍相電壓，另兩相電壓下降為0866倍相電壓50V負(fù)荷側(cè)一相下降為0,另兩相下降為0866倍 相電壓0兩相斷線電源側(cè)一相降低，另兩相上升兩側(cè)和為100 V負(fù)荷側(cè)三相降低兩相斷線且電源 側(cè)相繼接地電源側(cè)一相為0,另兩相上升為線電壓；100V負(fù)荷側(cè)三相上升為線電壓173V兩相斷線且負(fù)荷 側(cè)相繼接地電源側(cè)一相為0,另兩相上升為線電壓100V負(fù)荷側(cè)三相下降為00A、PT斷線在某一時(shí)刻一般只發(fā)生在一個(gè)變電站的一段母線：B、單相接地時(shí)，整個(gè)小電流接地系統(tǒng)都將發(fā)生相同的電壓轉(zhuǎn)變；C、線路斷線時(shí)，其雙側(cè)電壓有較大區(qū)別，線路電流也有明顯轉(zhuǎn)變：D、鐵磁諧振時(shí)，其電壓轉(zhuǎn)變特征特別突岀。大多數(shù)變電站未裝設(shè)接地

17、保護(hù)選線裝置，需要進(jìn)行人工判斷，并需要人工排除故障。為 此，在發(fā)接地信號(hào)時(shí)，正確地判斷故障的類(lèi)型和性質(zhì)是關(guān)鍵，因此，要做好以下幾點(diǎn)：A、要按照變電站內(nèi)并列運(yùn)行的各段母線三相相電壓及開(kāi)口三角電壓進(jìn)行初步判斷；B、要詢問(wèn)英他變電站的異樣情形，并進(jìn)一步觀察消弧線圈的儀表指示、線電壓、三相 電流是不是正常：C、必要時(shí)要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z查，如PT熔斷器、PT刀閘輔助接點(diǎn)是不是完好，用驗(yàn)電器 驗(yàn)電等。3.消弧線圈的操作（1）倒換分接頭前，必需拉開(kāi)消弧線圈的隔離開(kāi)關(guān)，將消弧線圈停電，以保證人身安全。 這里必需注意，雖然消弧線圈接于變壓器的中性點(diǎn)上，但在正常運(yùn)行中，其中性點(diǎn)電壓不必 然是零，所以必然要以為運(yùn)行中的

18、消弧線圈是帶電的。這是由于電力系統(tǒng)三相不完全對(duì)稱,而使變圧器的中性點(diǎn)在正常運(yùn)行時(shí)也會(huì)出現(xiàn)對(duì)地電壓的緣故。如此，在改換換接器接頭的剎 時(shí)有可能發(fā)生接地短路。(2) 倒換分接頭完畢，應(yīng)測(cè)量消弧線圈導(dǎo)通良好，查驗(yàn)確無(wú)接地支路后.合上隔離開(kāi)關(guān), 投入運(yùn)行。(3) 采用過(guò)補(bǔ)償方式運(yùn)行時(shí)，線路送電前應(yīng)先倒換分接頭位置，以增加電感電流，然后 再送電。停電時(shí)反之。(4) 當(dāng)采用欠補(bǔ)償方式運(yùn)行時(shí)，先將線路送電，再提高分接頭的位宜。停電時(shí)反之。(5) 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地或中性點(diǎn)位移電壓較大時(shí)，禁止用隔離開(kāi)關(guān)投入和切除消弧線圈， 禁止更改消弧設(shè)備的調(diào)諧值。因?yàn)閷⑾≡O(shè)備斷開(kāi)，也將補(bǔ)償回路變成中性點(diǎn)不接地的方式 運(yùn)行當(dāng)單相短路時(shí)，如此網(wǎng)絡(luò)就改變成中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式。分接頭換接器的傳動(dòng) 裝置位于頂蓋上的消弧線圈，當(dāng)未將它從回路中斷開(kāi)時(shí)也不允許改變調(diào)諧值。(6) 若需