變電站10KV消弧線圈接地調(diào)節(jié)方式及故障處理

唐周林

【摘 ?要】電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性、接地裝置設(shè)置的科學(xué)合理性與系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式具有一定的關(guān)聯(lián)。本篇文章主要介紹了變電站10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的種類(lèi)以及消弧線圈幾種調(diào)節(jié)方式，針對(duì)常見(jiàn)的系統(tǒng)故障進(jìn)行分析并提出了有效道德處理方式，為設(shè)備和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。以下的觀點(diǎn)僅供參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】消弧線圈;調(diào)節(jié)方式;故障處理;繼電保護(hù)

引言：經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)步和發(fā)展擴(kuò)大了電網(wǎng)規(guī)模，變電站中線路增加，同時(shí)電纜線應(yīng)用更加廣泛，導(dǎo)致了單相電路之間的電流增大。針對(duì)電容電流頒布了新的規(guī)定：10kV系統(tǒng)包括架空線路在內(nèi)，單相接地故障電流大于10A，存在接地故障的情況下需要運(yùn)用消弧線圈接地方式。因此，安裝消弧線圈能夠減少故障點(diǎn)經(jīng)過(guò)電流，抑制間歇性弧光過(guò)電壓及諧振過(guò)電壓，保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。

1 變電站中性點(diǎn)接地方式

1.1 中性點(diǎn)不接地

這種接地方式操作簡(jiǎn)便，同時(shí)投入成本較低，符合接地電流較小的情況下熄滅單相接地時(shí)的接地電弧。許多中壓電網(wǎng)中使用這種方式較多，主要是因?yàn)榇嬖谙到y(tǒng)故障的前提下能夠運(yùn)行2 h，有效保障了供電安全。通常情況下中性點(diǎn)不接地是作為一種過(guò)渡方式存在的。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，當(dāng)接地電容電流接近或達(dá)到10 A時(shí)，由于受到間歇電弧接地過(guò)電壓的影響，會(huì)產(chǎn)生接地電弧不能熄滅的情況，造成兩相短路跳閘，使破壞范圍擴(kuò)大，波及其他線路。

1.2 經(jīng)小電阻接地

這種接地方式對(duì)于產(chǎn)生單相接地故障的電路能夠進(jìn)行有效檢測(cè)，永久接地時(shí)切除速度快，防止產(chǎn)生諧振過(guò)電壓。但也存在一定的缺陷和不足，由于斷路器的工作壓力不斷增加，因此十分容易出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，對(duì)于用戶的正常用電產(chǎn)生不利影響。除此之外，電纜絕緣線路會(huì)受到短路電流的沖擊，一定程度上干擾電子通信設(shè)備，造成比較嚴(yán)重的影響。以上故障如果不能及時(shí)有效的處理，就會(huì)擴(kuò)大故障的影響范圍，造成火災(zāi)。

1.3 經(jīng)消弧線圈接地

當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，消弧線圈產(chǎn)生的感性電流對(duì)于故障位置的電容電流進(jìn)行了有效補(bǔ)償，使通過(guò)的電流減小，自然熄弧，避免故障的影響擴(kuò)大。根據(jù)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，隙性弧光過(guò)電壓和鐵磁諧振過(guò)電壓能夠通過(guò)消弧線圈進(jìn)行抑制，降低線路的事故跳閘率，保護(hù)人員生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)起到延長(zhǎng)設(shè)備使用時(shí)間的作用。變電站理想的中性點(diǎn)接地方式是，以消弧線圈作為接地設(shè)備，補(bǔ)償瞬時(shí)性單相接地故障電流，完成故障識(shí)別和處理后退出補(bǔ)償位置;針對(duì)非瞬時(shí)性單相接地故障，通過(guò)消弧線圈進(jìn)行，并在一定時(shí)間范圍內(nèi)判斷接地線路故障，通過(guò)合理方式進(jìn)行處理，保障電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。

2 消弧線圈調(diào)節(jié)補(bǔ)償方式及特點(diǎn)

2.1調(diào)匝式

在變電站的正常運(yùn)行中，逐個(gè)負(fù)載的消弧線圈是具有磁芯的感應(yīng)線圈并且配備有多個(gè)抽頭。通過(guò)有載開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)抽頭的位置，以改變消弧線圈的電感。消弧線圈連接到變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)。存在單相接地故障的情況下，消弧線圈提供的感應(yīng)電流與系統(tǒng)的電容電流相反。流過(guò)連接點(diǎn)的剩余電流是感應(yīng)電流和電容之間的差值。目前通過(guò)調(diào)節(jié)電感電流，可以最小化剩余接地電流，以消除接地過(guò)電壓。消弧線圈采用預(yù)補(bǔ)償方式，即消弧線圈在系統(tǒng)單相接地前處于最佳補(bǔ)償狀態(tài)。關(guān)斷消弧線圈裝置的補(bǔ)償電流效果突出，受到諧波影響較小，實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)單相接地故障快速補(bǔ)償，并將系統(tǒng)的瞬態(tài)單相接地故障降低到永久接地故障概率。

2.2調(diào)容式

在消弧線圈的二次側(cè)并聯(lián)若干組可控硅通斷的電容器，對(duì)于二次側(cè)電容的容抗值進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。電容器組的合理組合可以使差分電流更小，增加輸出范圍，并提高調(diào)節(jié)速度?？刂颇Ｊ娇梢宰杂烧{(diào)節(jié)，受到的阻力較小。但是，差動(dòng)電流越小，開(kāi)關(guān)致動(dòng)器的系列和數(shù)量就越多。尤其是可控硅投切電容器組的情況下，可控硅的狀態(tài)相對(duì)較差，從安全操控可控硅的角度來(lái)說(shuō)十分不利。

2.3調(diào)氣隙式

電感器的核心由具有氣隙的類(lèi)型制成。一般情況下，步進(jìn)電機(jī)用于通過(guò)旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)氣隙。這種類(lèi)型的產(chǎn)品具有與匝變換相同的缺點(diǎn)，裝置更復(fù)雜，被損壞的幾率更大，調(diào)整過(guò)程更嘈雜，速度較慢。與調(diào)匝式類(lèi)型存在差別，輸出電流可以連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，一定程度上受到補(bǔ)償電流的限制。

3 系統(tǒng)常見(jiàn)故障和處理方式

3.1消弧線圈調(diào)檔失敗

這種故障體現(xiàn)在控制器發(fā)出調(diào)檔命令后，沒(méi)有監(jiān)測(cè)到變檔信息。處理方式：檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的一次設(shè)備，利用調(diào)容式消弧線圈監(jiān)測(cè)電容箱內(nèi)是否存在電容損壞或真空開(kāi)關(guān)破壞等故障。調(diào)匝式消弧線圈監(jiān)測(cè)有載開(kāi)關(guān)是否故障。某供電公司110kV原1號(hào)消弧線圈為調(diào)匝式設(shè)備。設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)發(fā)出“調(diào)檔失敗”的信號(hào)。由于這項(xiàng)指令來(lái)自于控制系統(tǒng)中，因此相關(guān)人員進(jìn)行了重點(diǎn)檢查，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制部分不存在異常，電壓電流在系統(tǒng)規(guī)定范圍內(nèi)運(yùn)行。為了找出故障原因，進(jìn)行了停電檢查，發(fā)現(xiàn)有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的控制電源跳閘?？刂破靼l(fā)出調(diào)檔信號(hào)后，對(duì)于產(chǎn)生的檔位變化沒(méi)有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到，使設(shè)備發(fā)出了“調(diào)檔失敗”信號(hào)。

3.2中性點(diǎn)位移過(guò)限

這種故障類(lèi)型為母線PT開(kāi)口三角電壓超過(guò)15%U額。處理方式：存在接地故障的情況下，信號(hào)正常輸出，不需要進(jìn)行處理;無(wú)接地故障的情況下，重點(diǎn)檢查中性點(diǎn)電壓過(guò)高的問(wèn)題。首先查看系統(tǒng)三相負(fù)荷，是否存在不平衡。存在單相接地故障的情況，檢查母線互感器一次側(cè)中性點(diǎn)是否連接有消除諧振的設(shè)備接地。消弧線圈的接頭改變了電感參數(shù)，因此具有防止鐵磁諧振的功能。

3.3 裝置故障

設(shè)備裝置故障，主要體現(xiàn)在控制器、主機(jī)和觸控板之間通信異常。處理方式：首先檢查電源、控制內(nèi)部是否存在故障;如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題，斷開(kāi)電源，檢查觸控板連接是否牢靠，是否存在異常現(xiàn)象。最后檢查同步信號(hào)回路、控制柜可控硅回路。

4 結(jié)束語(yǔ)

由上文可知，電力系統(tǒng)的消弧線圈調(diào)節(jié)方式和運(yùn)行維護(hù)是比較系統(tǒng)的工程。維護(hù)檢修電力系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)該重點(diǎn)考慮運(yùn)行成本，借鑒和學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外電力系統(tǒng)運(yùn)行的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，降低發(fā)生系統(tǒng)故障的概率，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，滿足現(xiàn)代化電力企業(yè)的發(fā)展要求，提高人們的物質(zhì)生活水平。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)宜賓供電公司）