消弧線圈講課

1、消弧線圈的調(diào)度運行消弧線圈的調(diào)度運行薛曙光2009年7月第一節(jié)第一節(jié) 系統(tǒng)中性點接地方式系統(tǒng)中性點接地方式l系統(tǒng)中性點接地方式類型l單相接地故障與其他故障的區(qū)別l小電流接地系統(tǒng)單相接地的危害l單相接地危害的對策系統(tǒng)中性點接地方式系統(tǒng)中性點接地方式l在以三相交流輸電為主的交流電路中，當(dāng)三相交流電經(jīng)變壓器中性點直接接地時，此時若發(fā)生單相接地故障，因為接地短路電流很大，因此稱之為大電流接地系統(tǒng)，如我國110kV及以上電壓等級的電網(wǎng)均采用大電流接地系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的接地電阻應(yīng)小于或等于0.5。系統(tǒng)中性點接地方式系統(tǒng)中性點接地方式l在以三相交流輸電為主的交流電路中，變壓器中性點不接地或中性點經(jīng)消弧線圈接地

2、,此時當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，由于不能構(gòu)成短路回路，接地故障電流往往很小，有時甚至比負荷電流還小，因此這種系統(tǒng)被稱之為小電流接地系統(tǒng)，如我國6.6-35kV的電網(wǎng)均為小電流接地系統(tǒng)。 系統(tǒng)中性點接地方式系統(tǒng)中性點接地方式在我國，通常采用以下幾種方式接地：在我國，通常采用以下幾種方式接地：1）110kV及以上電壓等級的高壓電網(wǎng)和380V/220V供電網(wǎng)采用直接接地方式； 2）63kV電壓等級的電網(wǎng)采用消弧線圈接地方式； 3）35kV電壓等級的電網(wǎng)采用不接地或消弧線圈接地方式； 4）10kV、6kV電壓等級的電網(wǎng)采用不接地方式。單相接地故障與其他故障的區(qū)別單相接地故障與其他故障的區(qū)別 l單相接地：接

3、地相電壓降低在0相電壓之間，非故障相電壓升高在相電壓線電壓之間；線電壓不變；有接地信號 。lPT高壓熔斷器熔斷一相：熔斷相電壓降低，但不為零，未熔斷相電壓不升高；與熔斷相相關(guān)的線電壓降低；有接地信號 。lPT低壓熔斷器熔斷一相：熔斷相電壓降低，但不為零，未熔斷相電壓不升高；與熔斷相相關(guān)的線電壓降低；無接地信號 。l系統(tǒng)諧振：相電壓一相降低，兩相升高，超過線電壓；三相同時升高，超過線電壓；三相輪流升高，超過線電壓線；有時發(fā)系統(tǒng)接地信號。小電流接地系統(tǒng)單相接地的危害小電流接地系統(tǒng)單相接地的危害 l弧光接地過電壓的危害弧光接地過電壓的危害 當(dāng)電容電流一旦過大，接地點電弧不能自行熄滅。當(dāng)出現(xiàn)間歇性電弧

4、接地時，產(chǎn)生弧光接地過電壓，這種過電壓可達相電壓的35倍或更高，它遍布于與故障點有直接電氣連接的整個電網(wǎng)中，并且持續(xù)時間長，可達幾個小時，它不僅擊穿電網(wǎng)中的絕緣薄弱環(huán)節(jié)，而且對整個電網(wǎng)絕緣都有很大的危害。l接地電流引起爆炸接地電流引起爆炸 雜散電流可能產(chǎn)生火花，引燃瓦斯爆炸。小電流接地系統(tǒng)單相接地的危害小電流接地系統(tǒng)單相接地的危害 l造成接地點熱破壞及接地網(wǎng)電壓升高造成接地點熱破壞及接地網(wǎng)電壓升高 單相接地電容電流過大，使接地點熱效應(yīng)增大，對電纜等設(shè)備造成熱破壞，該電流流入大地后由于接地電阻的原因，使整個接地網(wǎng)電壓升高，危害人身安全。l交流雜散電流危害交流雜散電流危害 電容電流流入大地后，在大

5、地中形成雜散電流，產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，腐蝕水管等地下金屬管線，當(dāng)有人誤觸帶電部位時，由于受到大電流的燒灼，加重了對觸電人員的傷害，甚至傷亡。單相接地危害的對策單相接地危害的對策l3kV10kV鋼筋混凝土或金屬桿塔的架空線路構(gòu)成的系統(tǒng)和所有35kV、66kV系統(tǒng)，單相接地電容電流大于10A；l3kV10kV非鋼筋混凝土或非金屬桿塔的架空線路構(gòu)成的系統(tǒng)，電壓為3kV和6kV時，單相接地電容電流大于30A，電壓為10kV時單相接地電容電流大于20A；l3kV10kV電纜線路構(gòu)成的系統(tǒng)，單相接地電容電流大于30A；l3kV10kV具有發(fā)電機的系統(tǒng)，發(fā)電機內(nèi)部發(fā)生單相接地故障不要求瞬時切機時，如單相接地電容

6、電流大于前三項中的相應(yīng)值。經(jīng)消弧線圈接地方式的優(yōu)點經(jīng)消弧線圈接地方式的優(yōu)點 l供電可靠性高。由于接地電流很小，其電弧可以瞬時自行熄滅，對單相永久性接地故障，允許在一定時間內(nèi)帶故障運行，避免了過多的跳閘現(xiàn)象。l對人身及設(shè)備的安全性較好。由于單相接地時的故障點電流很小，跨步電壓和接觸電壓都比較低，使人身傷亡和弱電設(shè)備的損壞率都顯著降低。l接地電流小，對附近通訊線路的干擾極小。l電弧重燃的次數(shù)大為降低，從而使高幅值的過電壓出現(xiàn)的概率減小。第二節(jié)第二節(jié) 消弧線圈的補償消弧線圈的補償l消弧線圈的補償原理消弧線圈的補償原理l消弧線圈的補償方式消弧線圈的補償方式 l單相接地電流的計算單相接地電流的計算 l消

7、弧線圈的安裝消弧線圈的安裝 消弧線圈的補償原理消弧線圈的補償原理l消弧線圈的作用有兩個，一是大大減小故障點接地電流；二是減緩電弧熄滅瞬時故障點恢復(fù)電壓的上升速度。 l消弧線圈是1臺帶有間隙的分段鐵芯的可調(diào)電感線圈。其伏安特性組對于無間隙鐵芯線圈來說是不易飽和的，消弧線圈的鐵芯和線圈均浸在絕緣油中，外形與單相變壓器相似。 消弧線圈的補償原理消弧線圈的補償原理消弧線圈的補償原理消弧線圈的補償原理l消弧線圈接地補償裝置的原理接線圖：消弧線圈的補償原理消弧線圈的補償原理消弧線圈的補償原理消弧線圈的補償原理l消弧線圈的脫諧度v表征偏離諧振狀態(tài)的程度，可以用來描述消弧線圈的補償程度。消弧線圈的補償方式消弧

8、線圈的補償方式工程上用脫諧度V來描述調(diào)諧程度：l當(dāng)V=0時，稱為全補償l當(dāng)V0時，稱為為欠補償l當(dāng)V0時，稱為為過補償 脫諧度一般在5%以內(nèi) 消弧線圈的補償方式消弧線圈的補償方式l從發(fā)揮消弧線圈的作用上來看，脫諧度的絕對值越小越好，最好是處于全補償狀態(tài)，即調(diào)至諧振點上，但是在電網(wǎng)正常運行時，將產(chǎn)生各種諧振過電壓。如煤礦6KV電網(wǎng)，當(dāng)消弧線圈處于全補償狀態(tài)時，電網(wǎng)正常穩(wěn)態(tài)運行情況下其中性點位移電壓是未補償電網(wǎng)的1025倍，這就是通常所說的串聯(lián)諧振過電壓。除此之外，電網(wǎng)的各種操作（如大電機的投入，斷路器的非同期合閘等）都可能產(chǎn)生危險的過電壓，所以電網(wǎng)正常運行時，或發(fā)生單相接地故障以外的其它故障時，

9、小脫諧度的消弧線圈給電網(wǎng)帶來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，希望消弧線圈的脫諧度越大越好，最好是退出運行。 消弧線圈容量的確定消弧線圈容量的確定 消弧線圈容量應(yīng)主要根據(jù)系統(tǒng)單相接地故障時電容電流的大小來確定，并應(yīng)留一定裕度。l式中Q消弧線圈的容量, kVA; Un系統(tǒng)標稱電壓， kV； Ic對地電容電流，A。對于改造工程，Ic應(yīng)以實測值為依據(jù)；對于新建工程，則應(yīng)根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、設(shè)計資料進行計算。l計算系數(shù)K一般采用過補償，K取1.35。 單相接地電流的計算單相接地電流的計算 配電網(wǎng)的電容電流確定，主要有2種方法： a. 進行實際測量。利用中性點外加電容法、增量

10、法等，可以比較有效地將電容電流測出來，且對系統(tǒng)沒有任何影響。 b. 根據(jù)配電網(wǎng)參數(shù)估算電容電流。主要包括有電氣連接的所有架空線路、電纜線路、變壓器以及母線和電氣的電容電流。 單相接地電流的計算單相接地電流的計算 架空線路的電容電流近似估算公式為：l無架空地線：Ic=2.7UeL10l有架空地線：Ic=3.3UeL10l同桿雙回架空線電容電流：Ic2=（1.31.6）Ic （1.3-對應(yīng)10KV線路,1.6-對應(yīng)35KV線路, Ic-單回線路電容電流） 式中L為線路的長度，km；Ic為線路的電容電流，A；Ue為額定電壓， kV。一般夏季比冬季電容電流增值10%左右單相接地電流的計算單相接地電流的

11、計算 電纜線路的電容電流近似估算公式：l10kV電纜線路：Ic=(95+1.14S) Ue/ (2200+0.23S)l6kV電纜線路：Ic=(95+2.84S) Ue/ (2200+6S) 上式中，S為電纜截面，mm；Ic為線路的電容電流，A；Ue為額定電壓，kV。 上述公式主要適用于油浸紙電力電纜，對于目前采用較多的交聯(lián)聚乙烯電纜，其每 km的對地電容電流根據(jù)制造廠提供的參數(shù)比油浸紙電力電纜的大20%左右。 單相接地電流的計算單相接地電流的計算 變電設(shè)備增加電容電流的計算：l6kV配電裝置增加電容電流18；l10kV電纜線路增加電容電流16；l35kV電纜線路增加電容電流13；消弧線圈的安

12、裝要求消弧線圈的安裝要求l消弧線圈的安裝地點，應(yīng)根據(jù)地區(qū)的實際電網(wǎng)的具體情況來決定，但要保證電網(wǎng)在任何運行方式下，都能滿足過補償運行的要求，并考慮系統(tǒng)的發(fā)展，不應(yīng)將多臺消弧 線圈集中安裝在電網(wǎng)的某一處，應(yīng)分散安裝在網(wǎng)絡(luò)中的各個供電中心，這樣不僅可以分區(qū)運行，而且在發(fā)生單相接地故障時，不致使大部分網(wǎng)絡(luò)失去消弧線圈的補償。在供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)應(yīng)盡量避免只安裝一臺消弧線圈運行。消弧線圈的安裝要求消弧線圈的安裝要求l消弧線圈的外部接線是上端經(jīng)刀閘與變壓器中性點相聯(lián)結(jié)，下端與發(fā)電廠、變電站的接地網(wǎng)相聯(lián)結(jié)。應(yīng)當(dāng)指出，并不是任何一臺變壓器的中性點，都能接消弧線圈，在選擇裝消弧線圈的變壓器時，一方面要考慮和消弧線圈串

13、聯(lián)的變壓器的阻抗，另一方面還要考慮因接入消弧線圈而使變壓器過負荷的條件，以下幾條可供參考。消弧線圈的安裝要求消弧線圈的安裝要求l 在Y/接線的變壓器，消弧線圈的電流是流過變壓器線圈的，因變壓器有一個接成三角形的線圈，無論磁路的結(jié)構(gòu)如何，在這個線圈中，一定會出現(xiàn)抵消零序電流的環(huán)流。所以，消弧線圈的容量，不大于該變壓器額客容量的時，變壓器不會受到任何不利的影響。消弧線圈的安裝要求消弧線圈的安裝要求對于Y/Y/接線的三線圈變壓器，因考慮三線圈變壓器的容量比，為滿足變壓器h過負荷的規(guī)定，則消弧線圈的容量，不得大于三線圈變壓器的任一線圈的容量，一般選擇消弧線圈的容量為不大于該變壓器容量的1/3。 消弧線

14、圈的安裝要求消弧線圈的安裝要求l對Y/Y接線的三相內(nèi)鐵型變壓器，因考慮到受零序電壓降和鐵殼損失的限制，一般消弧線圈的容量，不宜大于變壓器額定容量的。lY/Y接線的單相變壓器組或外鐵型三相變壓器，因其零序阻抗很大，不應(yīng)將消弧線圈接在這種變壓器的中性點上。第三節(jié)第三節(jié) 消弧線圈的調(diào)度運行消弧線圈的調(diào)度運行l(wèi)消弧線圈的調(diào)度管理消弧線圈的調(diào)度管理l消弧線圈的運行規(guī)定消弧線圈的運行規(guī)定l消弧線圈的倒閘操作消弧線圈的倒閘操作 l消弧線圈的異常處理消弧線圈的異常處理消弧線圈的調(diào)度管理消弧線圈的調(diào)度管理l建立臺帳建立臺帳l包括消弧線圈型號、容量、分頭對應(yīng)電流、投運日期、是否自動跟蹤補償、連接設(shè)備及實測補償電流

15、等；35kV及以下等級線路的型號、長度、架空（電桿為鋼筋混凝土、金屬桿塔或非鋼筋混凝土、金屬桿塔）或電纜等；消弧線圈實測補償電流，系統(tǒng)電容電流實測值。l各縣調(diào)、監(jiān)控中心按調(diào)度管轄范圍向地調(diào)報送所屬35kV及以下等級線路參數(shù)。如線路新投或改造，則在送電前7天報送臺帳相關(guān)內(nèi)容。l各縣調(diào)、監(jiān)控中心宜應(yīng)建立所轄消弧線圈管理臺帳。消弧線圈的調(diào)度管理消弧線圈的調(diào)度管理l實測電流實測電流1、生產(chǎn)部負責(zé)組織各站電容電流的實測工作，每1年測試一次，當(dāng)系統(tǒng)的分路明顯增減而電容電流改變時應(yīng)及時進行測試，并將測試結(jié)果報調(diào)度所。2、生產(chǎn)部負責(zé)組織消弧線圈銘牌補償電流的實測復(fù)核工作，每2年測試一次，并將測試結(jié)果報調(diào)度所。

16、消弧線圈的調(diào)度管理消弧線圈的調(diào)度管理l調(diào)度劃分調(diào)度劃分1、220kV變電站消弧線圈屬地調(diào)調(diào)度管轄，站用變壓器屬地調(diào)同意、變電站管理設(shè)備；2、110kV變電站35kV消弧線圈，接于地調(diào)調(diào)度管轄的主變中性點由地調(diào)調(diào)度；接于縣調(diào)調(diào)度管轄的主變中性點消弧線圈由縣調(diào)調(diào)度、地調(diào)許可；3、35kV以下消弧線圈，該系統(tǒng)僅接有用戶出線時列入站管設(shè)備；僅接有同一縣調(diào)管轄出線的消弧線圈由縣調(diào)調(diào)度；接有不同縣調(diào)管轄出線或部分用戶出線的消弧線圈由地調(diào)調(diào)度。消弧線圈的調(diào)度管理消弧線圈的調(diào)度管理l分級管理分級管理1、地調(diào)調(diào)度管轄消弧線圈的變電站出線方式需要改變時，線路所轄單位（縣調(diào)、配調(diào)、監(jiān)控中心或用戶）于出線方式改變前通

17、知地調(diào)，地調(diào)值班員計算電容電流，并參照實測電容電流調(diào)整消弧線圈分頭。2、地調(diào)許可的消弧線圈當(dāng)出線方式需要改變時，縣調(diào)、配調(diào)、監(jiān)控中心或用戶于出線方式改變前必須征得地調(diào)許可。3、消弧線圈檢修列入月度檢修計劃。消弧線圈的運行規(guī)定消弧線圈的運行規(guī)定l消弧線圈的調(diào)整應(yīng)以過補償運行為基礎(chǔ)。l由于消弧線圈容量的限制或在特殊運行方式下，允許采用欠補償運行，但必須事先進行斷線過電壓的驗算，使可能出現(xiàn)的最大中性點位移電壓，不超過相電壓的。 l中性點位移電壓小于15%相電壓時，允許消弧線圈長期運行。 消弧線圈的運行規(guī)定消弧線圈的運行規(guī)定 在網(wǎng)絡(luò)中同時有幾臺消弧線圈并聯(lián)運行時，在網(wǎng)絡(luò)中同時有幾臺消弧線圈并聯(lián)運行時，

18、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生單相接地，通過故障點的電感電流當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生單相接地，通過故障點的電感電流IL為各個消弧線圈的算術(shù)和，應(yīng)滿足以下幾點為各個消弧線圈的算術(shù)和，應(yīng)滿足以下幾點要求：要求：l正常情況下，需要調(diào)整消弧線圈的補償電流時，只調(diào)整一個消弧線圈的抽頭，就能滿足所需調(diào)整的需要。l要滿足系統(tǒng)的主要部分，在分區(qū)運行時，都應(yīng)處在過補償運行狀態(tài)。l消弧線圈的調(diào)整，還應(yīng)考慮到在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，流經(jīng)故障點的殘流越小越好，一般不應(yīng)大于A；中性點位移電壓，在正常運行時，不應(yīng)超過相電壓的，特殊情況下，一小時內(nèi)不得超過相電壓的；發(fā)生接地故障時，不得超過相電壓的。l脫諧度一般不大于。 消弧線圈的運行規(guī)定消弧線圈的運行規(guī)定

19、消弧線圈的調(diào)整應(yīng)以過補償運行為主，在消弧線圈的調(diào)整應(yīng)以過補償運行為主，在下列情況下允許欠補償運行：下列情況下允許欠補償運行：l消弧線圈容量不足時。l網(wǎng)絡(luò)中部分消弧線圈檢修等情況下網(wǎng)絡(luò)分區(qū)運行時。消弧線圈的倒閘操作消弧線圈的倒閘操作1、有關(guān)消弧線圈的一切操作(包括分頭調(diào)整)均需得到值班調(diào)度員的指令或許可后方能進行。2、在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，禁止用刀閘斷開消弧線圈，因為消弧線圈是經(jīng)刀閘與變壓器中性點相聯(lián)接的，在系統(tǒng)接地情況下，拉開中性點刀閘，將會造成帶負荷拉刀閘。 消弧線圈的倒閘操作消弧線圈的倒閘操作 不能將消弧線圈同時接于兩臺變壓器中性點上運行，不能將消弧線圈同時接于兩臺變壓器中性點上運行，

20、只能接于一臺變壓器中性點上運行，若消弧線圈需要只能接于一臺變壓器中性點上運行，若消弧線圈需要從一臺變壓器中性點，轉(zhuǎn)入另一臺變壓器中性點上運從一臺變壓器中性點，轉(zhuǎn)入另一臺變壓器中性點上運行時，應(yīng)先將消弧線圈從原運行變壓器上斷開，再投行時，應(yīng)先將消弧線圈從原運行變壓器上斷開，再投入到另一臺運行中變壓器上。入到另一臺運行中變壓器上。 在這種情況下，當(dāng)母聯(lián)開關(guān)斷開兩臺主變解列運行在這種情況下，當(dāng)母聯(lián)開關(guān)斷開兩臺主變解列運行時，任一母線網(wǎng)絡(luò)發(fā)生單相接地，其零序電壓將直接時，任一母線網(wǎng)絡(luò)發(fā)生單相接地，其零序電壓將直接轉(zhuǎn)移到無故障的母線網(wǎng)絡(luò)，使無故障網(wǎng)絡(luò)的三相電壓轉(zhuǎn)移到無故障的母線網(wǎng)絡(luò)，使無故障網(wǎng)絡(luò)的三相電

21、壓依次在依次在02U之間交替變化。之間交替變化。消弧線圈的倒閘操作消弧線圈的倒閘操作 原運行中的變壓器，代有消弧線圈運行，原運行中的變壓器，代有消弧線圈運行，現(xiàn)在需要將原變壓器停止運行，備用變壓器投現(xiàn)在需要將原變壓器停止運行，備用變壓器投入運行，其消弧線圈的操作，應(yīng)遵守下列程序：入運行，其消弧線圈的操作，應(yīng)遵守下列程序：l投入備用變壓器，使其運行正常。l將消弧線圈從原變壓器中退出運行。l將消弧線圈投入到新加入運行的變壓器中性點上運行。l原變壓器停止運行。消弧線圈的倒閘操作消弧線圈的倒閘操作 在過補償運行方式下，輸配電線路投入與退出，其消弧線圈的操作，應(yīng)遵守下列程序進行： 增加系統(tǒng)運行線路長度時

22、（即投入線路），應(yīng)在線路未投入前，先將消弧線圈退出運行，待消弧線圈抽頭調(diào)到需要的新位置上（由小調(diào)大），投入消弧線圈，最后再投入待運行的線路。 減少系統(tǒng)運行線路長度時（即退出線路），應(yīng)先將需要退出的線路停止運行，然后將消弧線圈退出運行，待消弧線圈抽頭調(diào)到需要的新位置上（由大調(diào)?。?，再投入消弧線圈。消弧線圈的倒閘操作消弧線圈的倒閘操作在欠補償運行方式下，輸配電線路投入與退出，其消弧線圈的操作，應(yīng)遵守下列程序進行： 增加系統(tǒng)運行線路長度時（即投入線路），應(yīng)先將需要投入的線路加入運行，然后將消弧線圈退出運行，待消弧線圈抽頭調(diào)整到需要的新位置上（由小調(diào)大），再投入消弧線圈。 減少系統(tǒng)運行線路長度時（即退

23、出線路），應(yīng)在所需停運的線路未停運前，先將消弧線圈退出運行，待消弧線圈抽頭調(diào)到需要的新位置上（由大調(diào)?。度胂【€圈，最后再退出所需停運的線路。消弧線圈的倒閘操作消弧線圈的倒閘操作1、主變壓器和消弧線圈裝置一起停電時，應(yīng)先拉開消弧線圈的隔離開關(guān)，再停主變，送電時相反。 2、對于裝有kV消弧線圈的變電站，其kV配電路線經(jīng)刀閘、負荷開關(guān)或產(chǎn)氣開關(guān)進行聯(lián)絡(luò)，若需要解、并環(huán)操作時，應(yīng)先將消弧線圈退出運行，待解、并環(huán)操作完畢后，根據(jù)線路長短情況，適當(dāng)調(diào)整消弧線圈抽頭，然后再將消弧線圈投入運行。消弧線圈的異常處理消弧線圈的異常處理消弧線圈異常運行消弧線圈異常運行1、中性點位移電壓在相電壓額定值的15%30%之間，允許運行時間不超過1小時。2、中性點位移電壓在相電壓額定值的30%100%之間，允許在事故時限內(nèi)運行。3、發(fā)生單相接地必須及時排除，接地時限一般不超過2小時。 消弧線圈的異常處理消弧線圈的異常處理消弧線圈異常運行消弧線圈異