國(guó)內(nèi)消弧線圈現(xiàn)狀比較及其作用介紹

1、國(guó)內(nèi)消弧線圈現(xiàn)狀比較及其作用介紹單相接地電容電流的危害中性點(diǎn)不接地的高壓電網(wǎng)中，單相接地電容電流的危害主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：弧光接地過(guò)電壓的危害當(dāng)電容電流一旦過(guò)大，接地點(diǎn)電弧不能自行熄滅。當(dāng)出現(xiàn)間歇性電弧接地時(shí)，產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓，這種過(guò)電壓可達(dá)相電壓的35倍或更高，它遍布于整個(gè)電網(wǎng)中，并且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可達(dá)幾個(gè)小時(shí)，它不僅擊穿電網(wǎng)中的絕緣薄弱環(huán)節(jié)，而且對(duì)整個(gè)電網(wǎng)絕緣都有很大的危害。造成接地點(diǎn)熱破壞及接地網(wǎng)電壓升高單相接地電容電流過(guò)大，使接地點(diǎn)熱效應(yīng)增大，對(duì)電纜等設(shè)備造成熱破壞，該電流流入大地后由于接地電阻的原因，使整個(gè)接地網(wǎng)電壓升高，危害人身安全。交流雜散電流危害電容電流流入大地后，在大地中

2、形成雜散電流，該電流可能產(chǎn)生火花，引燃瓦斯爆炸等，可能造成雷管先期放炮，并且腐蝕水管、氣管等。接地電弧引起瓦斯煤塵爆炸消弧線圈的作用電網(wǎng)安裝消弧線圈后，發(fā)生單相接地時(shí)消弧線圈產(chǎn)生電感電流，該電感電流補(bǔ)償因單相接地而形成的電容電流，使得接地電流減小，同時(shí)使得故障相恢復(fù)電壓速度減小，治理電容電流過(guò)大所造成的危害。同時(shí)由于消弧線圈的嵌位作用，它可以有效的防止鐵磁諧振過(guò)電壓的產(chǎn)生。消弧線圈補(bǔ)償效果越好，對(duì)電網(wǎng)的安全保護(hù)作用越大，所以需要跟蹤電容電流變化自動(dòng)調(diào)諧的消弧線圈。消弧線圈作用原理及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀消弧線圈的作用是當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后，提供一電感電流，補(bǔ)償接地電容電流，使接地電流減小，也使得故障相

3、接地電弧兩端的恢復(fù)電壓速度降低，達(dá)到熄滅電弧的目的。當(dāng)消弧線圈正確調(diào)諧時(shí)，不僅可以有效的減少產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓的機(jī)率，還可以有效的抑制過(guò)電壓的輻值，同時(shí)也最大限度的減小了故障點(diǎn)熱破壞作用及接地網(wǎng)的電壓等。所謂正確調(diào)諧，即電感電流接地或等于電容電流，工程上用脫諧度V來(lái)描述調(diào)諧程度V=（IC-IL）/IC當(dāng)V=0時(shí)，稱為全補(bǔ)償，當(dāng)V>0時(shí)為欠補(bǔ)償,V<0時(shí)為過(guò)補(bǔ)償。從發(fā)揮消弧線圈的作用上來(lái)看，脫諧度的絕對(duì)值越小越好，最好是處于全補(bǔ)償狀態(tài)，即調(diào)至諧振點(diǎn)上。但是在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，小脫諧度的消弧線圈將產(chǎn)生各種諧振過(guò)電壓。如煤礦6KV電網(wǎng)，當(dāng)消弧線圈處于全補(bǔ)償狀態(tài)時(shí)，電網(wǎng)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況下其中

4、性點(diǎn)位移電壓是未補(bǔ)償電網(wǎng)的1025倍，這就是通常所說(shuō)的串聯(lián)諧振過(guò)電壓。除此之外，電網(wǎng)的各種操作（如大電機(jī)的投入，斷路器的非同期合閘等）都可能產(chǎn)生危險(xiǎn)的過(guò)電壓，所以電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，或發(fā)生單相接地故障以外的其它故障時(shí)，小脫諧度的消弧線圈給電網(wǎng)帶來(lái)的不是安全因素而是危害。綜上所述，當(dāng)電網(wǎng)未發(fā)生單相接地故障時(shí)，希望消弧線圈的脫諧度越大越好，最好是退出運(yùn)行。31補(bǔ)償系統(tǒng)的分類早期采用人工調(diào)匝式固定補(bǔ)償?shù)南【€圈，稱為固定補(bǔ)償系統(tǒng)。固定補(bǔ)償系統(tǒng)的工作方式是：將消弧線圈整定在過(guò)補(bǔ)償狀態(tài)，其過(guò)補(bǔ)程度的大小取決于電網(wǎng)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)不使中性點(diǎn)位移電壓超過(guò)相電壓的15%，之所以采用過(guò)補(bǔ)償是為了避免電網(wǎng)切除部分線路時(shí)

5、發(fā)生危險(xiǎn)的串聯(lián)諧振過(guò)電壓。因?yàn)槿缯ㄔ谇费a(bǔ)償狀態(tài)，切除線路將造成電容電流減少，可能出現(xiàn)全補(bǔ)償或接近全補(bǔ)償?shù)那闆r。但是這種裝置運(yùn)行在過(guò)補(bǔ)償狀態(tài)當(dāng)電網(wǎng)中發(fā)生了事故跳閘或重合等參數(shù)變化時(shí)脫諧度無(wú)法控制，以致往往運(yùn)行在不允許的脫諧度下，造成中性點(diǎn)過(guò)電壓，三相電壓對(duì)稱遭到破壞?？梢?jiàn)固定補(bǔ)償方式很難適應(yīng)變動(dòng)比較頻繁的電網(wǎng)，這種系統(tǒng)已逐漸不再使用。取代它的是跟蹤電網(wǎng)電容電流自動(dòng)調(diào)諧的裝置，這類裝置又分為兩種，一種稱之為隨動(dòng)式補(bǔ)償系統(tǒng)。隨動(dòng)式補(bǔ)償系統(tǒng)的工作方式是：自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)電容電流的變化，隨時(shí)調(diào)整消弧線圈，使其保持在諧振點(diǎn)上，在消弧線圈中串一電阻，增加電網(wǎng)阻尼率，將諧振過(guò)電壓限制在允許的范圍內(nèi)。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單

6、相接地故障后，控制系統(tǒng)將電阻短接掉，達(dá)到最佳補(bǔ)償效果，該系統(tǒng)的消弧線圈不能帶高壓調(diào)整。另一種稱之為動(dòng)態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)的工作方式是：在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，調(diào)整消弧線圈遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)，徹底避免串聯(lián)諧振過(guò)電壓和各種諧振過(guò)電壓產(chǎn)生的可能性，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地后，瞬間調(diào)整消弧線圈到最佳狀態(tài)，使接地電弧自動(dòng)熄滅。這種系統(tǒng)要求消弧線圈能帶高電壓快速調(diào)整，從根本上避免了串聯(lián)諧振產(chǎn)生的可能性，通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂?，該系統(tǒng)是唯一可能使電網(wǎng)中原有功率方向型單相接地選線裝置繼續(xù)使用的系統(tǒng)。32國(guó)內(nèi)主要產(chǎn)品比較目前，自動(dòng)補(bǔ)償?shù)南【€圈國(guó)內(nèi)主要有三種產(chǎn)品，分別是調(diào)氣隙式，調(diào)匝式及偏磁式。調(diào)氣隙式調(diào)氣隙式屬于隨動(dòng)式補(bǔ)償系統(tǒng)。其消

7、弧線圈屬于動(dòng)芯式結(jié)構(gòu)，通過(guò)移動(dòng)鐵芯改變磁路磁阻達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)電感的目的。然而其調(diào)整只能在低電壓或無(wú)電壓情況下進(jìn)行，其電感調(diào)整范圍上下限之比為2.5倍。控制系統(tǒng)的電網(wǎng)正常運(yùn)行情況下將消弧線圈調(diào)整至全補(bǔ)償附近，將約100歐電阻串聯(lián)在消弧線圈上。用來(lái)限制串聯(lián)諧振過(guò)電壓，使穩(wěn)態(tài)過(guò)電壓數(shù)值在允許范圍內(nèi)（中性點(diǎn)電位升高小于15%的相電壓）。當(dāng)發(fā)生單相接地后，必須在0.2S內(nèi)將電阻短接實(shí)現(xiàn)最佳補(bǔ)償，否則電阻有爆炸的危險(xiǎn)。該產(chǎn)品的主要缺點(diǎn)主要有四條：工作噪音大，可靠性差動(dòng)芯式消弧線圈由于其結(jié)構(gòu)有上下運(yùn)動(dòng)部件，當(dāng)高電壓實(shí)施其上后，振動(dòng)噪音很大，而且隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，內(nèi)部越來(lái)越松動(dòng)，噪音越來(lái)越大。串聯(lián)電阻約3KW

8、，100M。當(dāng)補(bǔ)償電流為50A時(shí)，需要250KW容量的電阻才能長(zhǎng)期工作，所以在接地后，必須迅速切除電阻，否則有爆炸的危險(xiǎn)。這就影響到整個(gè)裝置的可靠性。調(diào)節(jié)精度差由于氣隙微小的變化都能造成電感較大的變化，電機(jī)通過(guò)機(jī)械部件調(diào)氣隙的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。用液壓調(diào)節(jié)成本太高過(guò)電壓水平高在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，消弧線圈處于全補(bǔ)償狀態(tài)或接近全補(bǔ)償狀態(tài)，雖有串聯(lián)諧振電阻將穩(wěn)態(tài)諧振過(guò)電壓限制在允許范圍內(nèi)，但是電網(wǎng)中的各種擾動(dòng)（大電機(jī)投切，非同期合閘，非全相合閘等），使得其瞬態(tài)過(guò)電壓危害較為嚴(yán)重。功率方向型單相接地選線裝置不能繼續(xù)使用安裝該產(chǎn)品后，電網(wǎng)中原有的功率方向型單相接地選線裝置不能繼續(xù)使用調(diào)匝式該裝置屬于隨動(dòng)式補(bǔ)償系

9、統(tǒng)，它同調(diào)氣隙式的唯一區(qū)別是動(dòng)芯式消弧線圈用有載調(diào)匝式消弧線圈取代，這種消弧線圈是用原先的人工調(diào)匝消弧線圈改造而成，即采用有載調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)改變工作繞組的匝數(shù)，達(dá)到調(diào)節(jié)電感的目的。其工作方式同調(diào)氣隙式完全相同，也是采用串聯(lián)電阻限制諧振過(guò)電壓。該裝置同調(diào)氣隙式相比，消除了消弧線圈的高噪音，但是卻犧牲了補(bǔ)償效果，消弧線圈不能連續(xù)調(diào)節(jié)，只能離散的分檔調(diào)節(jié)，補(bǔ)償效果差，并且同樣具有過(guò)電壓水平高，電網(wǎng)中原有方向型接地選線裝置不能使用及串聯(lián)的電阻存在爆炸的危險(xiǎn)等缺點(diǎn)，另外該裝置比較零亂，它由四部分設(shè)備組成（接地變壓器，消弧線圈、電阻箱、控制柜），安裝施工比較復(fù)雜。偏磁式消弧線圈結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)電控?zé)o級(jí)連續(xù)可調(diào)消弧線圈

10、，全靜態(tài)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部無(wú)任何運(yùn)動(dòng)部件，無(wú)觸點(diǎn)，調(diào)節(jié)范圍大，可靠性高，調(diào)節(jié)速度快。這種線圈的基本工作原理是利用施加直流勵(lì)磁電流，改變鐵芯的磁阻，從而改變消弧線圈電抗值的目的，它可以帶高壓以毫秒級(jí)的速度調(diào)節(jié)電感值。控制方式的特點(diǎn)采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方式，從根本上解決了補(bǔ)償系統(tǒng)串聯(lián)諧振過(guò)電壓與最佳補(bǔ)償之間相互矛盾的問(wèn)題。眾所周知，消弧線圈在高壓電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)無(wú)任何好處，如果這時(shí)調(diào)諧到全補(bǔ)償或接近全補(bǔ)償狀態(tài)，會(huì)出現(xiàn)串聯(lián)諧振過(guò)電壓使中性點(diǎn)電壓升高，電網(wǎng)中各種正常操作及單相接地以外的各種故障的發(fā)生都可能產(chǎn)生危險(xiǎn)的過(guò)電壓。所以電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)消弧線圈使其跟蹤電網(wǎng)電容電流的變化有害無(wú)利，這也就是電力部門(mén)規(guī)定“固定式消弧線圈不能工作在全補(bǔ)償或接近全補(bǔ)償狀態(tài)”的原因。國(guó)內(nèi)同類自動(dòng)補(bǔ)償裝置均是隨動(dòng)系統(tǒng)，都是在電網(wǎng)尚未發(fā)生接地故障前即將消弧線圈調(diào)節(jié)到全補(bǔ)償狀態(tài)等待接地故障的發(fā)生，這了避免出現(xiàn)過(guò)高的串聯(lián)諧振過(guò)電壓而在消弧線圈上串聯(lián)一阻尼電阻，將穩(wěn)態(tài)諧振過(guò)電壓限制到容許的范圍內(nèi)，并不能解決暫態(tài)諧振過(guò)電壓的問(wèn)題，另外由于電阻的功率限制，在出