保定市瑞泰電氣RT-XHC系列調(diào)匝式消弧線圈接地補(bǔ)償裝置技術(shù)特點(diǎn)綜述

隨著我國工農(nóng)業(yè)及高科技產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,電力系統(tǒng)6～66kV電網(wǎng)不斷擴(kuò)大延伸,在總結(jié)國內(nèi)配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地法方式多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T620-1997《交流電氣裝置過電壓保護(hù)和絕緣配合》中，新修訂并增加了關(guān)于中性點(diǎn)接地方式的規(guī)定，明確規(guī)定6～66kV系統(tǒng)，當(dāng)單相接地故障電容電流超過10A（6～10kV電纜線路構(gòu)成的系統(tǒng)為30A時(shí)）應(yīng)采用消弧線圈接地方式。由此，在配電系統(tǒng)中采用消弧線圈將會出現(xiàn)更加廣泛深入的應(yīng)用前景。

配電網(wǎng)的中性接地方式可以作多種選擇，我國6～35kV配電設(shè)備絕緣配合均按中性點(diǎn)不接地方式考慮，在電網(wǎng)建設(shè)初期，規(guī)模較小，對地電容電流也較小，電網(wǎng)采用中性點(diǎn)不接地方式。當(dāng)配電網(wǎng)不斷擴(kuò)大延伸后，系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式應(yīng)作相應(yīng)的改變，這一點(diǎn)往往會被人們所忽視，特別是一些城市電網(wǎng)與企業(yè)自備電網(wǎng)，迫于用電需求、供電范圍不斷延伸，或根本未裝消弧線圈；或雖裝有人工調(diào)節(jié)分接頭的老式消弧線圈，但由于系統(tǒng)運(yùn)行方式多變，難于實(shí)行人工跟蹤補(bǔ)償；或在投入消弧線圈后，中性點(diǎn)位移電壓太高，甚至發(fā)出接地信號等諸多原因，使消弧線圈不能正常使用，形同虛設(shè)。以致這類配電網(wǎng)經(jīng)常發(fā)生各類內(nèi)部過電壓事故，或由于單相接地故障擴(kuò)大為相間短路事故，造成配電網(wǎng)設(shè)備頻繁損壞，對用戶頻繁停電、甚至演變成大面積停電等不良后果。

一、保定市瑞泰電氣RT-XHC系列調(diào)匝式消弧線圈接地補(bǔ)償裝置簡述

圖1整套裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用簡圖

圖1中

接地變壓器：系統(tǒng)無中性點(diǎn)引出時(shí)采用；

有載調(diào)節(jié)消弧線圈；

RT-XHC：智能型消弧線圈控制器；

PK控制屏：安裝微機(jī)控制器等設(shè)備；

RT-ZR：阻尼電阻箱；

外附電壓互感器，外附電流互感器。

各組成部分的特點(diǎn)及所完成的功能：

1、 接地變壓器

（1）提供中性點(diǎn)。一般電網(wǎng)主變壓器6～10kV側(cè)多為△接線，沒有中性點(diǎn)，如果要安裝消弧線圈，須用高壓繞組為Z型聯(lián)接的接地變壓器引出中性點(diǎn)。

接地變壓器符合國標(biāo)GB10229-88《電抗器》規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。

（2）零序阻抗小。Z型聯(lián)接的接地變壓器零序阻抗只有幾歐姆/相，單相接地時(shí)有95%的電壓加到消弧線圈上，使其有相當(dāng)好的補(bǔ)償能力。

（3）接地變壓器帶有二次繞組可作站用變，一變多用，節(jié)省投資。

（4）接地變壓器高壓側(cè)除了原三相無載分接外又增加了不平衡調(diào)節(jié)檔（0.5%、1%、2%），用于調(diào)節(jié)電網(wǎng)不對稱電壓，滿足自動(dòng)調(diào)諧的需要。

（5）接地變壓器二次側(cè)裝有開口三角形穩(wěn)定繞組，其作用是吸收三次及以上諧波，利于系統(tǒng)信號的采樣，消除諧波對采樣信號的干擾。

2、有載調(diào)節(jié)消弧線圈

我公司生產(chǎn)的有載調(diào)節(jié)消弧線圈系列產(chǎn)品，具有跟蹤速度快，性能穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，開關(guān)選用市場主流的有載調(diào)節(jié)開關(guān)，開關(guān)級電壓可達(dá)1000伏，切換速度提高一倍以上，并可根據(jù)工程需要做成9-18檔。在國內(nèi)同類產(chǎn)品中技術(shù)處于領(lǐng)先水平。

（1）消弧線圈容量的確定

Q = S • Ic• Ul/√3

S---容量儲備系數(shù)，選擇1.35～1.45

Ul---電網(wǎng)的額定線電壓（kV）

Ic---電網(wǎng)對地電容電流（A）

（2）消弧線圈容量與有載開關(guān)檔位配合：

     根據(jù)《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》規(guī)程中有關(guān)規(guī)定：消弧線圈接地系統(tǒng)

故障點(diǎn)的殘余電流不宜超過10A。

    當(dāng)明確了脫諧度指標(biāo)后，就可求出必要的分接頭，消弧線圈兩相鄰分接頭對應(yīng)的電流I_n+1和I_n遵循I_n+1-I_n≤2·I_n的關(guān)系，若最小電流為Imin, 則最大電流Imax= Imin·，N為分接頭數(shù)，則

      N = 1+

     目前有載開關(guān)可做成9檔-18檔，滿足殘流和脫諧度要求。

3、微機(jī)控制器

（1）裝置接入電網(wǎng)和電網(wǎng)運(yùn)行方式變化時(shí)，微機(jī)控制器自動(dòng)跟蹤并進(jìn)入調(diào)整狀態(tài)，通過調(diào)整可準(zhǔn)確計(jì)算出系統(tǒng)當(dāng)前的電容電流，在控制器面板上實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前電容電流、消弧線圈檔位及中性點(diǎn)位移電壓等一系列參數(shù)。

   （2）控制器通過輸入輸出接口電路，采集中性點(diǎn)電壓、電流、母線PT電壓，通過位移曲線法與相位法，快速準(zhǔn)確地計(jì)算出系統(tǒng)電容電流，減少有載開關(guān)動(dòng)作次數(shù)，使系統(tǒng)始終處于最佳補(bǔ)償狀態(tài)。

  （3）當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，微機(jī)自動(dòng)完成以下功能：

①進(jìn)行狀態(tài)識別，自動(dòng)投切阻尼電阻

a.  若為單相接地，在極短時(shí)間內(nèi)將阻尼電阻短接

b.  接地故障消除后，自動(dòng)投入阻尼電阻

②在每次接地故障消除后，進(jìn)行電網(wǎng)接地故障狀態(tài)參數(shù)分析，顯示以下參數(shù)：中性點(diǎn)位移電壓、電容電流、電感電流、故障點(diǎn)殘流、接地故障持續(xù)時(shí)間、故障次數(shù)等。

    ③接地故障消除后，微機(jī)恢復(fù)正常狀態(tài)監(jiān)視功能，重新進(jìn)行測量與顯示。

   （4）微機(jī)控制器根據(jù)測得的電容電流當(dāng)前值和所設(shè)置的過補(bǔ)狀態(tài)按以下條件自動(dòng)調(diào)節(jié)消弧線圈補(bǔ)償檔位。

     故障點(diǎn)殘流│IL- IC│＜5A

     脫諧度（-5%~+5%）

（5）控制器還具有追憶功能，具有多種通信串口（RS-232，RS-485）可供用戶任意選用，以實(shí)現(xiàn)消弧線圈自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置與上位機(jī)之間的通信。滿足變電綜合自動(dòng)化無人值守站的各種要求�？刂破鞑捎靡壕э@示，具有人機(jī)對話功能，操作更加方便。

4、阻尼電阻器

自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償?shù)南�弧線圈系統(tǒng)，加裝阻尼電阻，主要目的是為了限制正常運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)位移電壓和斷線故障時(shí)的諧振過電壓，也被稱為限壓電阻，基于消弧線圈的熄弧原理，在滿足限壓要求的條件下，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)必須將其退出運(yùn)行，直到接地故障排除后再重新接入。因此，合理的配置電阻值并依據(jù)一定條件自動(dòng)投切阻尼電阻是自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈系統(tǒng)必須完成的工作。

電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，消弧線圈、電阻串聯(lián)后接入電網(wǎng)，當(dāng)出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，阻尼電阻被立即短接，并有交流和直流兩套繼電保護(hù)單元作為微機(jī)保護(hù)的后備保護(hù)，實(shí)現(xiàn)與微機(jī)保護(hù)并聯(lián)運(yùn)行，保證阻尼電阻可靠投入和短接。