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

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)不斷擴大延伸,在總結(jié)國內(nèi)配電網(wǎng)中性點接地法方式多年運行經(jīng)驗基礎(chǔ)上，電力行業(yè)標準DL/T620-1997《交流電氣裝置過電壓保護和絕緣配合》中，新修訂并增加了關(guān)于中性點接地方式的規(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）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)采用中性點不接地方式。當(dāng)配電網(wǎng)不斷擴大延伸后，系統(tǒng)中性點接地方式應(yīng)作相應(yīng)的改變，這一點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)運行方式多變，難于實行人工跟蹤補償；或在投入消弧線圈后，中性點位移電壓太高，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)無中性點引出時采用；

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。

各組成部分的特點及所完成的功能：

1、 接地變壓器

（1）提供中性點。一般電網(wǎng)主變壓器6～10kV側(cè)多為△接線，沒有中性點，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。

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

（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，單相接地時有95%的電壓加到消弧線圈上，使其有相當(dāng)好的補償能力。

（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，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)

故障點的殘余電流不宜超過10A。

    當(dāng)明確了脫諧度指標后，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、微機控制器

（1）裝置接入電網(wǎng)和電網(wǎng)運行方式變化時，微機控制器自動跟蹤并進入調(diào)整狀態(tài)，通過調(diào)整可準確計算出系統(tǒng)當(dāng)前的電容電流，在控制器面板上實時顯示當(dāng)前電容電流、消弧線圈檔位及中性點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，采集中性點電壓、電流、母線PT電壓，通過位移曲線法與相位法，快速準確地計算出系統(tǒng)電容電流，減少有載開關(guān)動作次數(shù)，使系統(tǒng)始終處于最佳補償狀態(tài)。

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

①進行狀態(tài)識別，自動投切阻尼電阻

a.  若為單相接地，在極短時間內(nèi)將阻尼電阻短接

b.  接地故障消除后，自動投入阻尼電阻

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

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

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

     故障點殘流│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，以實現(xiàn)消弧線圈自動跟蹤補償裝置與上位機之間的通信。滿足變電綜合自動化無人值守站的各種要求。控制器采用液晶顯示，具有人機對話功能，操作更加方便。

4、阻尼電阻器

自動跟蹤補償?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行時的中性點位移電壓和斷線故障時的諧振過電壓，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)生單相接地故障時必須將其退出運行，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)一定條件自動投切阻尼電阻是自動跟蹤補償消弧線圈系統(tǒng)必須完成的工作。

電網(wǎng)正常運行時，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，阻尼電阻被立即短接，并有交流和直流兩套繼電保護單元作為微機保護的后備保護，實現(xiàn)與微機保護并聯(lián)運行，保證阻尼電阻可靠投入和短接。