高阻抗粗細(xì)調(diào)自動(dòng)跟蹤消弧線圈裝置的研制

1、高阻抗粗細(xì)調(diào)自動(dòng)跟蹤消弧線圈裝置的研制顧精彩1, 趙西平2,王少奎3, 顧潭4(1. 邯鄲市友邦電力技術(shù)有限公司,邯鄲市056004；2. 浙江廣天變壓器有限公司，臺(tái)州市318020；3. 大慶油田電力集團(tuán)供電公司，大慶市163453；4. 邯鄲供電公司，邯鄲市056035) 【摘要】本文分析了當(dāng)前自動(dòng)跟蹤消弧線圈的運(yùn)行情況及存在的問(wèn)題，提出了一種新的結(jié)構(gòu)和調(diào)諧方式。詳細(xì)地介紹了其組成和特點(diǎn)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)范圍寬、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)?！娟P(guān)鍵詞】多二次線圈的高阻抗變壓器 粗細(xì)調(diào) 開(kāi)關(guān)投切 二次阻尼 自動(dòng)跟蹤控制0 引言我國(guó)666KV配電網(wǎng)絕大多數(shù)采用中性點(diǎn)不接地和消弧線圈接地方式，這

2、是與我國(guó)配電網(wǎng)的狀況密切相關(guān)，多年的運(yùn)行實(shí)踐證明這是保證配電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要措施之一，但隨著配電網(wǎng)的發(fā)展和擴(kuò)大，城市電網(wǎng)改造，電力電纜的使用比例加大，配電系統(tǒng)對(duì)地的電容電流急劇增大，供電可靠性的要求也日趨迫切，過(guò)去采用手動(dòng)調(diào)節(jié)的老式消弧線圈已不能滿足需要，為此國(guó)內(nèi)從九十年代初開(kāi)始對(duì)老式消弧線圈系統(tǒng)進(jìn)行改造，先后研究開(kāi)發(fā)成功幾種自動(dòng)跟蹤的消弧線圈裝置，如調(diào)鐵芯間隙式、有載開(kāi)關(guān)調(diào)匝式、調(diào)容式、調(diào)偏磁式和高阻抗相控式等，這些消弧線圈裝置與老式消弧線圈相比其滅弧性和調(diào)節(jié)方式等都有了很大的提高，在國(guó)內(nèi)得到了推廣使用，但由于調(diào)諧方式和結(jié)構(gòu)的不同使用效果也不一樣，有的產(chǎn)品得到了全面推廣使用，有的產(chǎn)品慢慢被淘

3、汰，從運(yùn)行情況看，目前無(wú)論哪一種產(chǎn)品都有其優(yōu)點(diǎn)和不足。如調(diào)鐵芯間隙式和有載開(kāi)關(guān)調(diào)匝式都存在機(jī)械傳動(dòng)部分易出故障和調(diào)節(jié)速度慢；調(diào)容式由于電容器容量大，對(duì)系統(tǒng)諧波的放大以及涌流沖擊造成電容量變化；調(diào)偏磁和高阻抗相控式存在諧波污染，殘流跟蹤到位的時(shí)間比較長(zhǎng)，對(duì)系統(tǒng)鐵磁諧振無(wú)抑制效果。根據(jù)上述情況，我公司分析總結(jié)了目前幾種自動(dòng)跟蹤消弧線圈的特點(diǎn)，研究改進(jìn)開(kāi)發(fā)出一種新的高低阻抗以及粗細(xì)調(diào)相結(jié)合：利用永磁開(kāi)關(guān)控制的專利產(chǎn)品（專利號(hào)：ZL2006201071840），這種產(chǎn)品即不用有載開(kāi)關(guān)，也不用可控硅調(diào)節(jié)，所以無(wú)機(jī)械傳動(dòng)部分，無(wú)諧波產(chǎn)生。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、殘流穩(wěn)定時(shí)間短、調(diào)節(jié)范圍寬，調(diào)得比較細(xì)的新

4、穎產(chǎn)品，現(xiàn)作簡(jiǎn)要介紹：1 結(jié)構(gòu)組成成套裝置有五個(gè)部分組成：（1）接地變壓器：接地變壓器的高壓側(cè)采用Z形接線如圖一，零序阻抗比較小，單相接地時(shí)，在接地變上壓降比較小，保證消弧線圈的輸出。接地變除了為消弧線圈提供一個(gè)有效的中性點(diǎn)外，它還能帶二次線圈，供站用變使用，必要時(shí)設(shè)置人為偏移可調(diào)整系統(tǒng)不對(duì)稱，滿足測(cè)量信號(hào)的需要。（2）具有高低阻抗的多二次線圈的變壓器如圖二，該變壓器設(shè)有3個(gè)二次線圈，W2、W3為高阻抗線圈，它的容量分別為額定容量的1/3和2/3負(fù)責(zé)粗調(diào)節(jié)，W4線圈為低阻抗線圈供細(xì)調(diào)節(jié)的電容器和阻尼部分的電源。（3）粗細(xì)調(diào)節(jié)和阻尼部分如圖三，由永磁長(zhǎng)延時(shí)交流接觸器組成粗細(xì)調(diào)節(jié)，當(dāng)補(bǔ)償容量不超過(guò)

5、額定容量的1/3時(shí)，K1閉合W2工作，W4所供的細(xì)調(diào)電容器工作，根據(jù)需要分別投入K3K6，可以做到調(diào)節(jié)范圍030%額定容量；當(dāng)補(bǔ)償容量超過(guò)1/3額定容量時(shí)，K2閉合K1斷開(kāi)W3工作，細(xì)調(diào)的范圍3366%額定容量；當(dāng)補(bǔ)償容量超過(guò)2/3額定容量時(shí)K1再投入，W2、W3都工作，細(xì)調(diào)部分的調(diào)節(jié)范圍為66100%這樣就構(gòu)成了0100%的寬調(diào)節(jié)范圍。細(xì)調(diào)部分的電容器是額定容量的33%，以1：2：4：8：16的容量來(lái)配置?？山M成81632檔的調(diào)節(jié)寬度，為防止對(duì)系統(tǒng)諧波的放大和涌流沖擊對(duì)電容器壽命的影響，配有限涌流和諧波放大的電抗器L1L4。為防止運(yùn)行中一旦控制部分失去電源接觸器返回造成消弧線圈失去補(bǔ)償作用，

6、采用了長(zhǎng)延時(shí)永磁接觸器。這種接觸器是特別設(shè)計(jì)的，控制電源失電是不會(huì)釋放的。本裝置的阻尼部分采用二次阻尼方式，由永磁接觸器K7、K8和阻尼電阻R1、R2組成。這種阻尼方式可以適應(yīng)各種不對(duì)稱電網(wǎng)的需要，滿足規(guī)程和用戶對(duì)位移電壓的要求，同時(shí)也可作為有功增量法選線用。（4）控制器KZQ部分采用高性能微機(jī)處理器DSP及外圍電路構(gòu)成的控制器，用來(lái)自動(dòng)跟蹤測(cè)量電容電流，按設(shè)定的起調(diào)殘流，自動(dòng)調(diào)整消弧線圈的輸出電流，使工作點(diǎn)殘流達(dá)到最小值，同時(shí)能越限報(bào)警、自動(dòng)消諧、存儲(chǔ)記憶、參數(shù)設(shè)定、相互閉鎖、打印、大屏幕漢顯以及通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊滿足無(wú)人值守站的要求。根據(jù)需要還兼有小電流選線功能和錄波功能。（5）測(cè)量和過(guò)

7、電壓保護(hù)a、測(cè)量信號(hào)由外附電流互感器C1、C2以及W4線圈帶的電壓互感器P1、P2供給。b、自動(dòng)調(diào)諧式消弧線圈雖能有效抑制弧光過(guò)電壓和鐵磁諧振過(guò)電壓，但對(duì)斷線諧振、傳遞和接地變兩相運(yùn)行的過(guò)電壓仍有保護(hù)的必要。所以中性點(diǎn)增設(shè)了內(nèi)過(guò)電壓保護(hù)器MOA，加強(qiáng)了對(duì)內(nèi)過(guò)電壓的抑制。成套裝置的結(jié)構(gòu)圖如圖四2 特點(diǎn)2.1裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)復(fù)雜機(jī)械傳動(dòng)部分。也不用可控硅調(diào)節(jié)，無(wú)諧波污染問(wèn)題，所以工作可靠。2.2采用過(guò)補(bǔ)預(yù)調(diào)方式，系統(tǒng)正常時(shí)已預(yù)調(diào)到最佳工作點(diǎn)等待接地，響應(yīng)速度快。2.3采用粗細(xì)調(diào)相結(jié)合方式，滿足大容量寬調(diào)節(jié)范圍和細(xì)調(diào)節(jié)的要求。2.4采用二次阻尼方式，安全可靠。適應(yīng)不同不對(duì)稱電壓的電網(wǎng)需要，使中性點(diǎn)位

8、移電壓降到規(guī)程要求的不超過(guò)15%相電壓或用戶所要求的水平。2.5在接地瞬間暫態(tài)過(guò)程中，由于阻尼電阻的強(qiáng)阻尼作用使暫態(tài)過(guò)程縮短，相應(yīng)的殘流穩(wěn)定時(shí)間也縮短，經(jīng)實(shí)測(cè)該時(shí)間為1025ms左右。這樣消弧線圈能快速投入發(fā)揮作用。2.6高阻抗變壓器的線性度比較好，有利于正確調(diào)諧。2.7中性點(diǎn)配有內(nèi)過(guò)電壓保護(hù)器，加強(qiáng)對(duì)內(nèi)過(guò)電壓的抑制。2.8設(shè)有完善的控制系統(tǒng)，采用DSP快速信號(hào)處理器構(gòu)成的控制器功能強(qiáng)大速度快并配有大屏幕漢顯和通訊接口滿足配電網(wǎng)自動(dòng)化的需要。2.9含有有功增量法的小電流選線功能。3 結(jié)束語(yǔ)這種消弧線圈裝置是在總結(jié)以往幾種自動(dòng)跟蹤消弧線圈的基礎(chǔ)上，取長(zhǎng)補(bǔ)短改進(jìn)組合而成。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)范圍寬、性能穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn) 【1】趙志麗等，新型TSC式自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈 高壓電器 2004，40（5）：339348【2】劉和平等，基于DSP的新型消弧線圈接地系統(tǒng)控制器 2004 電力自動(dòng)化設(shè)備 24（6）：7577【3】胡朝暉等，一種新的諧振接地系統(tǒng)的研制 2003 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 27（5）：5457作者簡(jiǎn)介：顧精彩（1935），男，總工，高級(jí)工程師，從事變電技術(shù)和消弧線圈自動(dòng)跟蹤技術(shù)的研究和應(yīng)用，E-mail:gujingca