接地變、消弧線圈及自動補(bǔ)償裝置的原理和選擇

1、變電所設(shè)計中接地變、消弧線圈及自動補(bǔ)償裝置的原理和選擇摘要：本文分析了10kV中性點不接地系統(tǒng)的特點，以及系統(tǒng)對地電容電流超標(biāo)的危害，給出了電容電流的計算方法，對傳統(tǒng)消弧線圈接地系統(tǒng)在運(yùn)行中存在的問題進(jìn)行了簡要分析，重點闡述了自動跟蹤消弧線圈成套裝置的工作原理和性能特點，以及有關(guān)技術(shù)參數(shù)的選擇和配置。 關(guān)鍵詞：接地變消弧線圈中性點不接地系統(tǒng) 自動跟蹤消弧線圈     問題提出隨著城市建設(shè)開展的需要和供電負(fù)荷的增加，許多地方正在城區(qū)建設(shè)110/10kV終端變電所，一次側(cè)采用電壓110kV進(jìn)線，隨著城網(wǎng)改造中桿線下地，城區(qū)10kV出線絕大多數(shù)為架空電纜出線，

2、10kV配電網(wǎng)絡(luò)中單相接地電容電流將急劇增加，根據(jù)國家原電力工業(yè)部?交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合?規(guī)定，366KV系統(tǒng)的單相接地故障電容電流超過10A時，應(yīng)采用消弧線圈接地方式。一般的110/10kV變電所，其變壓器低壓側(cè)為接線，系統(tǒng)低壓側(cè)無中性點引出，因此，在變電所設(shè)計中要考慮10kV接地變、消弧線圈和自動補(bǔ)償裝置的設(shè)置。    10kV中性點不接地系統(tǒng)的特點    選擇電網(wǎng)中性點接地方式是一個要考慮許多因素的問題，它與電壓等級、單相接地短路電流數(shù)值、過電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)。并直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)

3、性、主變壓器和發(fā)電機(jī)的平安運(yùn)行以及對通信線路的干擾。10kV中性點不接地系統(tǒng)(小電流接地系統(tǒng))具有如下特點：當(dāng)一相發(fā)生金屬性接地故障時，接地相對地電位為零，其它兩相對地電位比接地前升高3倍，一般情況下，當(dāng)發(fā)生單相金屬性接地故障時，流過故障點的短路電流僅為全部線路接地電容電流之和其值并不大，發(fā)出接地信號，值班人員一般在2小時內(nèi)選擇和排除接地故障，保證連續(xù)不間斷供電。    3 系統(tǒng)對地電容電流超標(biāo)的危害    實踐說明中性點不接地系統(tǒng)(小電流接地系統(tǒng))也存在許多問題，隨著電纜出線增多，10kV配電網(wǎng)絡(luò)中單相接地電容電流將急劇增加，當(dāng)系統(tǒng)

4、電容電流大于10A后，將帶來一系列危害，具體表現(xiàn)如下：    3.1當(dāng)發(fā)生間歇弧光接地時，可能引起高達(dá)3.5倍相電壓(見參考文獻(xiàn)1)的弧光過電壓，引起多處絕緣薄弱的地方放電擊穿和設(shè)備瞬間損壞，使小電流供電系統(tǒng)的可靠性這一優(yōu)點大受影響。  3.2 配電網(wǎng)的鐵磁諧振過電壓現(xiàn)象比擬普遍，時常發(fā)生電壓互感器燒毀事故和熔斷器的頻繁熔斷，嚴(yán)重威脅著配電網(wǎng)的平安可靠性。    3.3 當(dāng)有人誤觸帶電部位時，由于受到大電流的燒灼，加重了對觸電人員的傷害，甚至傷亡。    3.4 當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生單相接地時，電弧不能

5、自滅，很可能破壞周圍的絕緣，開展成相間短路，造成停電或損壞設(shè)備的事故；因小動物造成單相接地而引起相間故障致使停電的事故也時有發(fā)生。    3.5 配電網(wǎng)對地電容電流增大后，對架空線路來說，樹線矛盾比擬突出，尤其是雷雨季節(jié)，因單相接地引起的短路跳閘事故占很大比例。    4 單相接地電容電流的計算     4.1 空載電纜電容電流的計算方法有以下兩種：1根據(jù)單相對地電容，計算電容電流(見參考文獻(xiàn)2)。        Ic=3&#

6、215;UP××C×103                 (4-1)式中: UP電網(wǎng)線電壓(kV)       C 單相對地電容(F)一般電纜單位電容為200-400 pF/m左右可查電纜廠家樣本。  2 根據(jù)經(jīng)驗公式，計算電容電流(見參考文獻(xiàn)3) 。        Ic=0.

7、1×UP ×L                           (4-2)式中: UP電網(wǎng)線電壓(kV)         L 電纜長度(km)    4.2 架空線電容電流的計算有以下兩種： &#

8、160;  1 根據(jù)單相對地電容,計算電容電流(見參考文獻(xiàn)2)。        Ic=3×UP××C×103                (4-3)式中: UP電網(wǎng)線電壓(kV)       C 單相對地電容(F)一般架空線單位電容為5-6 pF/m。  2

9、 根據(jù)經(jīng)驗公式,計算電容電流(見參考文獻(xiàn)3)。        Ic= (2.73.3)×UP×L×10-3               (4-4) 式中: UP電網(wǎng)線電壓(kV)        L 架空線長度(km)系數(shù)，適用于無架空地線的線路系數(shù)，適用于有架空地線的線路  &#

10、160; 同桿雙回架空線電容電流(見參考文獻(xiàn)3) ：Ic2=1.31.6Ic 1.3-對應(yīng)10KV線路,1.6-對應(yīng)35KV線路,  Ic-單回線路電容電流    4.3 變電所增加電容電流的計算(見參考文獻(xiàn)3)額定電壓KV 增大率%6 1810 1635 13     通過4-2和4-4比擬得出電纜線路的接地電容電流是同等長度架空線路的37倍左右，所以在城區(qū)變電站中，由于電纜線路的日益增多，配電系統(tǒng)的單相接地電容電流值是相當(dāng)可觀的，又由于接地電流和正常時的相電壓相差90°，在接地電流過零時加在弧隙兩端的電壓為最大

11、值，造成故障點的電弧不易熄滅，常常形成熄滅和重燃交替的間隙性和穩(wěn)定性電弧，間隙性弧光接地能導(dǎo)致危險的過電壓，而穩(wěn)定性弧光接地會開展成相間短路，危及電網(wǎng)的平安運(yùn)行。    5 傳統(tǒng)消弧線圈存在的問題    當(dāng)366KV系統(tǒng)的單相接地故障電容電流超過10A時，應(yīng)采用消弧線圈接地方式，通過計算電網(wǎng)當(dāng)前脫諧度 = (IL- IC)/IC ·100%與設(shè)定值的比擬，決定是否調(diào)節(jié)消弧圈的分接頭，過去選用的傳統(tǒng)消弧線圈必須停電調(diào)節(jié)檔位，在運(yùn)行中暴露出許多問題和隱患，具體表現(xiàn)如下：   5.1 由于傳統(tǒng)消弧線圈沒有自動測量系統(tǒng)，不

12、能實時測量電網(wǎng)對地電容電流和位移電壓，當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行方式或電網(wǎng)參數(shù)變化后靠人工估算電容電流，誤差很大，不能及時有效地控制殘流和抑制弧光過電壓，不易到達(dá)最正確補(bǔ)償。    5.2 傳統(tǒng)消弧線圈按電壓等級的不同、電網(wǎng)對地電容電流大小的不同，采用的調(diào)節(jié)級數(shù)也不同，一般分五級或九級，級數(shù)少、級差電流大，補(bǔ)償精度很低。  5.3 調(diào)諧需要停電、退出消弧線圈，失去了消弧補(bǔ)償?shù)倪B續(xù)性，響應(yīng)速度太慢，隱患較大，只能適應(yīng)正常線路的投切。如果遇到系統(tǒng)異?；蚴鹿是闆r下，如系統(tǒng)故障低周低壓減載切除線路等，來不及進(jìn)行調(diào)整，易造成失控。假設(shè)此時正碰上電網(wǎng)單相接地，殘流大，正需要補(bǔ)償而跟

13、不上，容易產(chǎn)生過電壓而損壞電力系統(tǒng)絕緣薄弱的電器設(shè)備，引起事故擴(kuò)大、雪上加霜。  5.4由于消弧線圈抑制過電壓的效果與脫諧度大小相關(guān)，實踐說明：只有脫諧度不超過±5%時，才能把過電壓的水平限制在2.6倍的相電壓以下(見參考文獻(xiàn)1)，傳統(tǒng)消弧線圈那么很難做到這一點。    5.5運(yùn)行中的消弧線圈不少容量缺乏，只能長期在欠補(bǔ)償下運(yùn)行。傳統(tǒng)消弧線圈大多數(shù)沒有阻尼電阻，其與電網(wǎng)對地電容構(gòu)成串聯(lián)諧振回路，欠補(bǔ)償時遇電網(wǎng)斷線故障易進(jìn)入全補(bǔ)償狀態(tài)即電壓諧振狀態(tài)，這種過電壓對電力系統(tǒng)絕緣所表現(xiàn)的危害性比由電弧接地過電壓所產(chǎn)生的危害更大。既要控制殘流量小，易于熄

14、弧；又要控制脫諧度保證位移電壓U0=0.8U/d2+2 (見參考文獻(xiàn)3不超標(biāo)，這對矛盾很難解決。鑒于上述因素，只好采用過補(bǔ)償方式運(yùn)行，補(bǔ)償方式不靈活，脫諧度一般到達(dá)15%25%，甚至更大，這樣消弧線圈抑制弧光過電壓效果很差，幾乎與不裝消弧線圈一樣。    5.6單相接地時，由于補(bǔ)償方式、殘流大小不明確，用于選擇接地回路的微機(jī)選線裝置更加難以工作。此時不能根據(jù)殘流大小和方向或采用及時改變補(bǔ)償方式或調(diào)檔變更殘流的方法來準(zhǔn)確選線。該裝置只能依靠含量極低的高次諧波小于5%的大小和方向來判別，準(zhǔn)確率很低，這也是過去小電流選線裝置存在的問題之一。  

15、60; 5.7 為了提高我國電網(wǎng)技術(shù)和裝備水平，國家正在大力推行電網(wǎng)通訊自動化和變電站綜合自動化的科技方針，實現(xiàn)四遙遙信、遙測、遙調(diào)、遙控，進(jìn)而實現(xiàn)無人值班，傳統(tǒng)消弧線圈根本不具備這個條件。    6 自動跟蹤消弧線圈補(bǔ)償技術(shù)    根據(jù)供配電網(wǎng)小電流接地系統(tǒng)對地電容電流超標(biāo)所產(chǎn)生的影響和投運(yùn)傳統(tǒng)消弧線圈存在問題的分析，應(yīng)采用自動跟蹤消弧線圈補(bǔ)償技術(shù)和配套的單相接地微機(jī)選線技術(shù)。 泰興供電局采用的接地變?yōu)樯虾Ｋ荚措姎馍a(chǎn)的DKSC系列的，消弧線圈為該廠生產(chǎn)的XHDC系列的，自動調(diào)諧和選線裝置為該廠生產(chǎn)的XHK系列，全套裝置包

16、括：中性點隔離開關(guān)G、Z型接地變壓器B系統(tǒng)有中性點可不用、有載調(diào)節(jié)消弧線圈L、中性點氧化鋅避雷器MOA、中性點電壓互感器PT、中性點電流互感器CT、阻尼限壓電阻箱R和自動調(diào)諧和選線裝置XHK-II。該項技術(shù)的設(shè)備組成示意圖見附圖。    6.1 接地變壓器    接地變壓器的作用是在系統(tǒng)為型接線或Y型接線中性點無法引出時，引出中性點用于加接消弧線圈，該變壓器采用Z型接線或稱曲折型接線，與普通變壓器的區(qū)別是每相線圈分別繞在兩個磁柱上，這樣連接的好處是零序磁通可沿磁柱流通，而普通變壓器的零序磁通是沿著漏磁磁路流通，所以Z型接地變壓器的零序

17、阻抗很小10左右，而普通變壓器要大得多。因此規(guī)程規(guī)定，用普通變壓器帶消弧線圈時，其容量不得超過變壓器容量的20%，而Z型變壓器那么可帶90% 100%容量的消弧線圈，接地變除可帶消弧圈外，也可帶二次負(fù)載，可代替所用變，從而節(jié)省投資費(fèi)用。    6.2 有載調(diào)節(jié)消弧線圈 1 消弧線圈的調(diào)流方式：一般分為3種，即：調(diào)鐵芯氣隙方式、調(diào)鐵芯勵磁方式和調(diào)匝式消弧線圈。目前在系統(tǒng)中投運(yùn)的消弧線圈多為調(diào)匝式，它是將繞組按不同的匝數(shù)，抽出假設(shè)干個分接頭，將原來的無勵磁分接開關(guān)改為有載分接開關(guān)進(jìn)行切換，改變接入的匝數(shù)，從而改變電感量，消弧線圈的調(diào)流范圍為額定電流的30100%，相鄰

18、分頭間的電流數(shù)按等差級數(shù)排列，分頭數(shù)按相鄰分頭間電流差小于5A來確定。為了減少殘流，增加了分頭數(shù)，根據(jù)容量不同，目前有9檔14檔，因而工作可靠，可保證平安運(yùn)行。消弧線圈還外附一個電壓互感器和一個電流互感器。    2 消弧線圈的補(bǔ)償方式：一般分為過補(bǔ)、欠補(bǔ)、最小殘流3種方式可供選擇。    a. 欠補(bǔ)：指運(yùn)行中線圈電感電流IL小于系統(tǒng)電容電流IC的運(yùn)行方式。當(dāng)0IC-ILId，Id為消弧線圈相鄰檔位間的級差電流，即當(dāng)殘流為容性且殘流值級差電流時，消弧線圈不進(jìn)行調(diào)檔。假設(shè)對地電容發(fā)生變化不滿足上述條件時，那么消弧線圈將向上或向下調(diào)節(jié)分頭

19、，直至重新滿足上述條件為止。    b. 過補(bǔ)：指運(yùn)行中電容電流IC小于電感電流IL的運(yùn)行方式。當(dāng) IC-IL0，且IC-ILId，即在殘流為感性且殘流值級差電流時，消弧線圈不進(jìn)行調(diào)檔。假設(shè)對地電容發(fā)生變化不滿足上述條件時，那么消弧線圈的分接頭將進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至重新滿足上述條件為止。    c. 最小殘流：在IC-IL 1/2 Id時，消弧線圈不進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)對地電容變化，上述條件不滿足時進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至滿足上述條件。在這種運(yùn)行方式下，接地殘流可能為容性，也可能為感性，有時甚至為零即全補(bǔ)，但由于加裝了阻尼電阻，中性點電壓不會超過15%相電壓

20、。    6.3 限壓阻尼電阻箱在自動跟蹤消弧線圈中，因調(diào)節(jié)精度高，殘流較小，接近諧振全補(bǔ)點運(yùn)行。為防止產(chǎn)生諧振過電壓及適應(yīng)各種運(yùn)行方式，在消弧線圈接地回路應(yīng)串接阻尼電阻箱。這樣在運(yùn)行中，即使處于全補(bǔ)狀態(tài)，因電阻的阻尼作用，防止產(chǎn)生諧振，而且中性點電壓不會超過15%相電壓，滿足規(guī)程要求，使消弧線圈可以運(yùn)行于過補(bǔ)、全補(bǔ)或欠補(bǔ)任一種方式。阻尼電阻可選用片狀電阻，根據(jù)容量選用不同的阻值。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，中性點流過很大的電流，這時必須將阻尼電阻采用電壓、電流雙重保護(hù)短接。    6.4 調(diào)諧和選線裝置   

21、 自動調(diào)諧和選線裝置是整套技術(shù)的關(guān)鍵局部，所有的計算和控制由它來實現(xiàn)，控制器實時測量出系統(tǒng)對地的電容電流，由此計算出電網(wǎng)當(dāng)前的脫諧度，當(dāng)脫諧度偏差超出預(yù)定范圍時，通過控制電路接口驅(qū)動有載開關(guān)調(diào)整消弧線圈分接頭，直至脫諧度和殘流在預(yù)定范圍內(nèi)為止。系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，將系統(tǒng)PT二次開口三角處的零序電壓及各回路零序電流采集下來進(jìn)行分析處理，通過視在功率、零序阻抗變化、諧波變化、五次諧波等選線算法來進(jìn)行選線。    6.5 隔離開關(guān)、電壓互感器    隔離開關(guān)安裝消弧線圈前，用于投切消弧線圈，由于消弧線圈內(nèi)的電壓互感器不滿足測量精度，需另設(shè)中

22、性點電壓互感器測量中性點電壓。    7 自動跟蹤消弧線圈補(bǔ)償技術(shù)的性能和特點  7.1 該裝置在正常運(yùn)行中每隔3S秒對系統(tǒng)電容電流、殘流進(jìn)行測量計算，根據(jù)測量結(jié)果控制消弧線圈升降檔，使殘流脫諧度保持在最小，測量時不需進(jìn)行調(diào)檔試探，具有響應(yīng)速度快、有載開關(guān)壽命長、跟蹤準(zhǔn)確的優(yōu)點。    7.2 過補(bǔ)、欠補(bǔ)、最小殘流3種運(yùn)行方式任選，可在現(xiàn)場根據(jù)需要隨時設(shè)定變更。    7.3 在最小殘流方式下運(yùn)行，可使補(bǔ)償后的接地殘流3%額定電流即消弧線圈最大電流。7.4 消弧線圈串聯(lián)電阻方式，可限制全補(bǔ)時中性

23、點位移電壓15%相電壓，防止諧振，滿足了運(yùn)行規(guī)程要求。  7.5 根據(jù)企業(yè)電網(wǎng)的電壓和容量等級，依照測出的系統(tǒng)電容電流等具體參數(shù)，可選用適宜型號規(guī)格的成套裝置，該技術(shù)適應(yīng)面大。    7.6 該技術(shù)包括的微機(jī)選線保護(hù)裝置采用特殊的多種算法，可快速準(zhǔn)確顯示單相接地線路。       8. 接地變壓器、消弧線圈容量和額定電流確實定    8.1 根據(jù)架空線或電纜參數(shù)計算公式計算電容電流Ic    8.2 消弧線圈容量確實定(見參考文獻(xiàn)3)&

24、#160;       Q = K×Ic×UP/3                         (8-1)       Q 消弧線圈容量，kVA     8.3 消弧線圈容量及

25、額定電流的選擇    根據(jù)最大電容電流Ic，確定相應(yīng)的消弧線圈容量及額定電流，使最大補(bǔ)償電感電流滿足要求。    8.4 接地變壓器容量選擇    接地變除可帶消弧圈外，兼作所用變.    式中：Q 消弧線圈容量，kVA      S 所變?nèi)萘?，kVA    功率因素角，°    SJ 接地變?nèi)萘浚琸VA      例

26、如某110kV變電所，二臺主變，10kV單母線分段，共24回電纜出線，兩套裝置補(bǔ)償，一回電纜平均長度按2kM計算，所變?nèi)萘?00kVA， COS= 0.8。根據(jù)式4-1或式4-2有:      Ic = 0.1×UP×L    = 0.1×10.5×2×12 = 25.2(A)    變電所增加電容電流為16%故Ic = 25.2×1.16 = 29.23A     根據(jù)式8-1:Q =

27、 K×Ic×UP/3        = 1.35×29.23×10.5/3    = 239(kVA)     根據(jù)消弧線圈容量系列性及最大電容電流Ic，確定相應(yīng)的Q = 300KVA，補(bǔ)償電流調(diào)節(jié)范圍為2550A    根據(jù)式8-2:        因此整套裝置，可調(diào)電抗器選用了型號為XHDCZ-300/10/25-50A(九

28、檔)，容量為300kVA，系統(tǒng)電壓10kV，額定電壓6.062kV，補(bǔ)償電流調(diào)節(jié)范圍為2550A。接地變壓器選用了型號為DKSC-400/100/10.5,10.5±5%、容量為400kVA，二次容量為100kVA，系統(tǒng)電壓10.5kV。    參考文獻(xiàn)    1.李福壽.消弧線圈自動調(diào)諧原理.上海交通大學(xué)出版社，1993。    2.?變電技術(shù)問答?上冊,電力工業(yè)出版社，1976年。    3.?電力工程電氣設(shè)計手冊?上冊，水利電力部西北電力設(shè)計院編，水利電力出版

29、社。變電所設(shè)計中接地變、消弧線圈及自動補(bǔ)償裝置的原理和選擇摘要：本文分析了10kV中性點不接地系統(tǒng)的特點，以及系統(tǒng)對地電容電流超標(biāo)的危害，給出了電容電流的計算方法，對傳統(tǒng)消弧線圈接地系統(tǒng)在運(yùn)行中存在的問題進(jìn)行了簡要分析，重點闡述了自動跟蹤消弧線圈成套裝置的工作原理和性能特點，以及有關(guān)技術(shù)參數(shù)的選擇和配置。 關(guān)鍵詞：接地變消弧線圈中性點不接地系統(tǒng) 自動跟蹤消弧線圈     問題提出隨著城市建設(shè)開展的需要和供電負(fù)荷的增加，許多地方正在城區(qū)建設(shè)110/10kV終端變電所，一次側(cè)采用電壓110kV進(jìn)線，隨著城網(wǎng)改造中桿線下地，城區(qū)10kV出線絕大多數(shù)為架空電纜出

30、線，10kV配電網(wǎng)絡(luò)中單相接地電容電流將急劇增加，根據(jù)國家原電力工業(yè)部?交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合?規(guī)定，366KV系統(tǒng)的單相接地故障電容電流超過10A時，應(yīng)采用消弧線圈接地方式。一般的110/10kV變電所，其變壓器低壓側(cè)為接線，系統(tǒng)低壓側(cè)無中性點引出，因此，在變電所設(shè)計中要考慮10kV接地變、消弧線圈和自動補(bǔ)償裝置的設(shè)置。    10kV中性點不接地系統(tǒng)的特點    選擇電網(wǎng)中性點接地方式是一個要考慮許多因素的問題，它與電壓等級、單相接地短路電流數(shù)值、過電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)。并直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和

31、連續(xù)性、主變壓器和發(fā)電機(jī)的平安運(yùn)行以及對通信線路的干擾。10kV中性點不接地系統(tǒng)(小電流接地系統(tǒng))具有如下特點：當(dāng)一相發(fā)生金屬性接地故障時，接地相對地電位為零，其它兩相對地電位比接地前升高3倍，一般情況下，當(dāng)發(fā)生單相金屬性接地故障時，流過故障點的短路電流僅為全部線路接地電容電流之和其值并不大，發(fā)出接地信號，值班人員一般在2小時內(nèi)選擇和排除接地故障，保證連續(xù)不間斷供電。    3 系統(tǒng)對地電容電流超標(biāo)的危害    實踐說明中性點不接地系統(tǒng)(小電流接地系統(tǒng))也存在許多問題，隨著電纜出線增多，10kV配電網(wǎng)絡(luò)中單相接地電容電流將急劇增加，當(dāng)

32、系統(tǒng)電容電流大于10A后，將帶來一系列危害，具體表現(xiàn)如下：    3.1當(dāng)發(fā)生間歇弧光接地時，可能引起高達(dá)3.5倍相電壓(見參考文獻(xiàn)1)的弧光過電壓，引起多處絕緣薄弱的地方放電擊穿和設(shè)備瞬間損壞，使小電流供電系統(tǒng)的可靠性這一優(yōu)點大受影響。  3.2 配電網(wǎng)的鐵磁諧振過電壓現(xiàn)象比擬普遍，時常發(fā)生電壓互感器燒毀事故和熔斷器的頻繁熔斷，嚴(yán)重威脅著配電網(wǎng)的平安可靠性。    3.3 當(dāng)有人誤觸帶電部位時，由于受到大電流的燒灼，加重了對觸電人員的傷害，甚至傷亡。    3.4 當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生單相接地時，電弧

33、不能自滅，很可能破壞周圍的絕緣，開展成相間短路，造成停電或損壞設(shè)備的事故；因小動物造成單相接地而引起相間故障致使停電的事故也時有發(fā)生。    3.5 配電網(wǎng)對地電容電流增大后，對架空線路來說，樹線矛盾比擬突出，尤其是雷雨季節(jié)，因單相接地引起的短路跳閘事故占很大比例。    4 單相接地電容電流的計算     4.1 空載電纜電容電流的計算方法有以下兩種：1根據(jù)單相對地電容，計算電容電流(見參考文獻(xiàn)2)。        Ic=3

34、×UP××C×103                 (4-1)式中: UP電網(wǎng)線電壓(kV)       C 單相對地電容(F)一般電纜單位電容為200-400 pF/m左右可查電纜廠家樣本。  2 根據(jù)經(jīng)驗公式，計算電容電流(見參考文獻(xiàn)3) 。        Ic=

35、0.1×UP ×L                           (4-2)式中: UP電網(wǎng)線電壓(kV)         L 電纜長度(km)    4.2 架空線電容電流的計算有以下兩種： 

36、   1 根據(jù)單相對地電容,計算電容電流(見參考文獻(xiàn)2)。        Ic=3×UP××C×103                (4-3)式中: UP電網(wǎng)線電壓(kV)       C 單相對地電容(F)一般架空線單位電容為5-6 pF/m。 

37、 2 根據(jù)經(jīng)驗公式,計算電容電流(見參考文獻(xiàn)3)。        Ic= (2.73.3)×UP×L×10-3               (4-4) 式中: UP電網(wǎng)線電壓(kV)        L 架空線長度(km)系數(shù)，適用于無架空地線的線路系數(shù)，適用于有架空地線的線路  

38、  同桿雙回架空線電容電流(見參考文獻(xiàn)3) ：Ic2=1.31.6Ic 1.3-對應(yīng)10KV線路,1.6-對應(yīng)35KV線路,  Ic-單回線路電容電流    4.3 變電所增加電容電流的計算(見參考文獻(xiàn)3)額定電壓KV 增大率%6 1810 1635 13     通過4-2和4-4比擬得出電纜線路的接地電容電流是同等長度架空線路的37倍左右，所以在城區(qū)變電站中，由于電纜線路的日益增多，配電系統(tǒng)的單相接地電容電流值是相當(dāng)可觀的，又由于接地電流和正常時的相電壓相差90°，在接地電流過零時加在弧隙兩端的電壓為

39、最大值，造成故障點的電弧不易熄滅，常常形成熄滅和重燃交替的間隙性和穩(wěn)定性電弧，間隙性弧光接地能導(dǎo)致危險的過電壓，而穩(wěn)定性弧光接地會開展成相間短路，危及電網(wǎng)的平安運(yùn)行。    5 傳統(tǒng)消弧線圈存在的問題    當(dāng)366KV系統(tǒng)的單相接地故障電容電流超過10A時，應(yīng)采用消弧線圈接地方式，通過計算電網(wǎng)當(dāng)前脫諧度 = (IL- IC)/IC ·100%與設(shè)定值的比擬，決定是否調(diào)節(jié)消弧圈的分接頭，過去選用的傳統(tǒng)消弧線圈必須停電調(diào)節(jié)檔位，在運(yùn)行中暴露出許多問題和隱患，具體表現(xiàn)如下：   5.1 由于傳統(tǒng)消弧線圈沒有自動測量系統(tǒng)

40、，不能實時測量電網(wǎng)對地電容電流和位移電壓，當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行方式或電網(wǎng)參數(shù)變化后靠人工估算電容電流，誤差很大，不能及時有效地控制殘流和抑制弧光過電壓，不易到達(dá)最正確補(bǔ)償。    5.2 傳統(tǒng)消弧線圈按電壓等級的不同、電網(wǎng)對地電容電流大小的不同，采用的調(diào)節(jié)級數(shù)也不同，一般分五級或九級，級數(shù)少、級差電流大，補(bǔ)償精度很低。  5.3 調(diào)諧需要停電、退出消弧線圈，失去了消弧補(bǔ)償?shù)倪B續(xù)性，響應(yīng)速度太慢，隱患較大，只能適應(yīng)正常線路的投切。如果遇到系統(tǒng)異常或事故情況下，如系統(tǒng)故障低周低壓減載切除線路等，來不及進(jìn)行調(diào)整，易造成失控。假設(shè)此時正碰上電網(wǎng)單相接地，殘流大，正需要補(bǔ)償

41、而跟不上，容易產(chǎn)生過電壓而損壞電力系統(tǒng)絕緣薄弱的電器設(shè)備，引起事故擴(kuò)大、雪上加霜。  5.4由于消弧線圈抑制過電壓的效果與脫諧度大小相關(guān)，實踐說明：只有脫諧度不超過±5%時，才能把過電壓的水平限制在2.6倍的相電壓以下(見參考文獻(xiàn)1)，傳統(tǒng)消弧線圈那么很難做到這一點。    5.5運(yùn)行中的消弧線圈不少容量缺乏，只能長期在欠補(bǔ)償下運(yùn)行。傳統(tǒng)消弧線圈大多數(shù)沒有阻尼電阻，其與電網(wǎng)對地電容構(gòu)成串聯(lián)諧振回路，欠補(bǔ)償時遇電網(wǎng)斷線故障易進(jìn)入全補(bǔ)償狀態(tài)即電壓諧振狀態(tài)，這種過電壓對電力系統(tǒng)絕緣所表現(xiàn)的危害性比由電弧接地過電壓所產(chǎn)生的危害更大。既要控制殘流量小，易

42、于熄?。挥忠刂泼撝C度保證位移電壓U0=0.8U/d2+2 (見參考文獻(xiàn)3不超標(biāo)，這對矛盾很難解決。鑒于上述因素，只好采用過補(bǔ)償方式運(yùn)行，補(bǔ)償方式不靈活，脫諧度一般到達(dá)15%25%，甚至更大，這樣消弧線圈抑制弧光過電壓效果很差，幾乎與不裝消弧線圈一樣。    5.6單相接地時，由于補(bǔ)償方式、殘流大小不明確，用于選擇接地回路的微機(jī)選線裝置更加難以工作。此時不能根據(jù)殘流大小和方向或采用及時改變補(bǔ)償方式或調(diào)檔變更殘流的方法來準(zhǔn)確選線。該裝置只能依靠含量極低的高次諧波小于5%的大小和方向來判別，準(zhǔn)確率很低，這也是過去小電流選線裝置存在的問題之一。  &

43、#160; 5.7 為了提高我國電網(wǎng)技術(shù)和裝備水平，國家正在大力推行電網(wǎng)通訊自動化和變電站綜合自動化的科技方針，實現(xiàn)四遙遙信、遙測、遙調(diào)、遙控，進(jìn)而實現(xiàn)無人值班，傳統(tǒng)消弧線圈根本不具備這個條件。    6 自動跟蹤消弧線圈補(bǔ)償技術(shù)    根據(jù)供配電網(wǎng)小電流接地系統(tǒng)對地電容電流超標(biāo)所產(chǎn)生的影響和投運(yùn)傳統(tǒng)消弧線圈存在問題的分析，應(yīng)采用自動跟蹤消弧線圈補(bǔ)償技術(shù)和配套的單相接地微機(jī)選線技術(shù)。 泰興供電局采用的接地變?yōu)樯虾Ｋ荚措姎馍a(chǎn)的DKSC系列的，消弧線圈為該廠生產(chǎn)的XHDC系列的，自動調(diào)諧和選線裝置為該廠生產(chǎn)的XHK系列，全套裝

44、置包括：中性點隔離開關(guān)G、Z型接地變壓器B系統(tǒng)有中性點可不用、有載調(diào)節(jié)消弧線圈L、中性點氧化鋅避雷器MOA、中性點電壓互感器PT、中性點電流互感器CT、阻尼限壓電阻箱R和自動調(diào)諧和選線裝置XHK-II。該項技術(shù)的設(shè)備組成示意圖見附圖。    6.1 接地變壓器    接地變壓器的作用是在系統(tǒng)為型接線或Y型接線中性點無法引出時，引出中性點用于加接消弧線圈，該變壓器采用Z型接線或稱曲折型接線，與普通變壓器的區(qū)別是每相線圈分別繞在兩個磁柱上，這樣連接的好處是零序磁通可沿磁柱流通，而普通變壓器的零序磁通是沿著漏磁磁路流通，所以Z型接地變壓器的

45、零序阻抗很小10左右，而普通變壓器要大得多。因此規(guī)程規(guī)定，用普通變壓器帶消弧線圈時，其容量不得超過變壓器容量的20%，而Z型變壓器那么可帶90% 100%容量的消弧線圈，接地變除可帶消弧圈外，也可帶二次負(fù)載，可代替所用變，從而節(jié)省投資費(fèi)用。    6.2 有載調(diào)節(jié)消弧線圈 1 消弧線圈的調(diào)流方式：一般分為3種，即：調(diào)鐵芯氣隙方式、調(diào)鐵芯勵磁方式和調(diào)匝式消弧線圈。目前在系統(tǒng)中投運(yùn)的消弧線圈多為調(diào)匝式，它是將繞組按不同的匝數(shù)，抽出假設(shè)干個分接頭，將原來的無勵磁分接開關(guān)改為有載分接開關(guān)進(jìn)行切換，改變接入的匝數(shù)，從而改變電感量，消弧線圈的調(diào)流范圍為額定電流的30100%，

46、相鄰分頭間的電流數(shù)按等差級數(shù)排列，分頭數(shù)按相鄰分頭間電流差小于5A來確定。為了減少殘流，增加了分頭數(shù)，根據(jù)容量不同，目前有9檔14檔，因而工作可靠，可保證平安運(yùn)行。消弧線圈還外附一個電壓互感器和一個電流互感器。    2 消弧線圈的補(bǔ)償方式：一般分為過補(bǔ)、欠補(bǔ)、最小殘流3種方式可供選擇。    a. 欠補(bǔ)：指運(yùn)行中線圈電感電流IL小于系統(tǒng)電容電流IC的運(yùn)行方式。當(dāng)0IC-ILId，Id為消弧線圈相鄰檔位間的級差電流，即當(dāng)殘流為容性且殘流值級差電流時，消弧線圈不進(jìn)行調(diào)檔。假設(shè)對地電容發(fā)生變化不滿足上述條件時，那么消弧線圈將向上或向下調(diào)節(jié)

47、分頭，直至重新滿足上述條件為止。    b. 過補(bǔ)：指運(yùn)行中電容電流IC小于電感電流IL的運(yùn)行方式。當(dāng) IC-IL0，且IC-ILId，即在殘流為感性且殘流值級差電流時，消弧線圈不進(jìn)行調(diào)檔。假設(shè)對地電容發(fā)生變化不滿足上述條件時，那么消弧線圈的分接頭將進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至重新滿足上述條件為止。    c. 最小殘流：在IC-IL 1/2 Id時，消弧線圈不進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)對地電容變化，上述條件不滿足時進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至滿足上述條件。在這種運(yùn)行方式下，接地殘流可能為容性，也可能為感性，有時甚至為零即全補(bǔ)，但由于加裝了阻尼電阻，中性點電壓不會超過15%相

48、電壓。    6.3 限壓阻尼電阻箱在自動跟蹤消弧線圈中，因調(diào)節(jié)精度高，殘流較小，接近諧振全補(bǔ)點運(yùn)行。為防止產(chǎn)生諧振過電壓及適應(yīng)各種運(yùn)行方式，在消弧線圈接地回路應(yīng)串接阻尼電阻箱。這樣在運(yùn)行中，即使處于全補(bǔ)狀態(tài)，因電阻的阻尼作用，防止產(chǎn)生諧振，而且中性點電壓不會超過15%相電壓，滿足規(guī)程要求，使消弧線圈可以運(yùn)行于過補(bǔ)、全補(bǔ)或欠補(bǔ)任一種方式。阻尼電阻可選用片狀電阻，根據(jù)容量選用不同的阻值。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，中性點流過很大的電流，這時必須將阻尼電阻采用電壓、電流雙重保護(hù)短接。    6.4 調(diào)諧和選線裝置  

49、0; 自動調(diào)諧和選線裝置是整套技術(shù)的關(guān)鍵局部，所有的計算和控制由它來實現(xiàn)，控制器實時測量出系統(tǒng)對地的電容電流，由此計算出電網(wǎng)當(dāng)前的脫諧度，當(dāng)脫諧度偏差超出預(yù)定范圍時，通過控制電路接口驅(qū)動有載開關(guān)調(diào)整消弧線圈分接頭，直至脫諧度和殘流在預(yù)定范圍內(nèi)為止。系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，將系統(tǒng)PT二次開口三角處的零序電壓及各回路零序電流采集下來進(jìn)行分析處理，通過視在功率、零序阻抗變化、諧波變化、五次諧波等選線算法來進(jìn)行選線。    6.5 隔離開關(guān)、電壓互感器    隔離開關(guān)安裝消弧線圈前，用于投切消弧線圈，由于消弧線圈內(nèi)的電壓互感器不滿足測量精度，需另

50、設(shè)中性點電壓互感器測量中性點電壓。    7 自動跟蹤消弧線圈補(bǔ)償技術(shù)的性能和特點  7.1 該裝置在正常運(yùn)行中每隔3S秒對系統(tǒng)電容電流、殘流進(jìn)行測量計算，根據(jù)測量結(jié)果控制消弧線圈升降檔，使殘流脫諧度保持在最小，測量時不需進(jìn)行調(diào)檔試探，具有響應(yīng)速度快、有載開關(guān)壽命長、跟蹤準(zhǔn)確的優(yōu)點。    7.2 過補(bǔ)、欠補(bǔ)、最小殘流3種運(yùn)行方式任選，可在現(xiàn)場根據(jù)需要隨時設(shè)定變更。    7.3 在最小殘流方式下運(yùn)行，可使補(bǔ)償后的接地殘流3%額定電流即消弧線圈最大電流。7.4 消弧線圈串聯(lián)電阻方式，可限制全補(bǔ)時中性點位移電壓15%相電壓，防止諧振，滿足了運(yùn)行規(guī)程要求。  7.5 根據(jù)企業(yè)電網(wǎng)的電壓和容量等級，依照測出的系統(tǒng)電容電流等具體參數(shù)，可選用適宜型號規(guī)格的成套裝置，該技術(shù)適應(yīng)面大。    7.6 該技術(shù)包括的