河南南陽油田電網(wǎng)35kV系統(tǒng)消弧線圈安全可靠運(yùn)行

周衛(wèi)星，李曉峰，周華軍

河南油田水電廠，河南南陽 473000

0 引言

河南南陽油田電網(wǎng)地域橫跨南陽、唐河、新野、桐柏四地，呈現(xiàn)“點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣”的特點(diǎn)。隨著油田改、擴(kuò)建工程的施工，自動(dòng)化站的不斷增加，新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝不斷更新，油田電網(wǎng)日益復(fù)雜，電力調(diào)度運(yùn)行工作量不斷增加，運(yùn)行情況瞬息萬變、突發(fā)事件難以預(yù)料，安全形勢(shì)一直比較嚴(yán)峻。確保安全生產(chǎn)和安全操作，從而確保南陽油田電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行一直是電網(wǎng)調(diào)度的首要任務(wù)。南陽油田電網(wǎng)系統(tǒng)主要有110kV、35 kV、10 kV、6 kV等電壓等級(jí)。其中除110 kV以外，其它電壓等級(jí)均為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。

在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，變壓器的中性點(diǎn)常通過消弧線圈接地。它的作用是：當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)，往往產(chǎn)生電弧，并不易熄滅；而消弧線圈電感電流與接地電容電流方向正好相反；若選取適當(dāng)?shù)南【€圈調(diào)諧度，就能使接地電容電流被電感電流有效補(bǔ)償。通過故障點(diǎn)的接地電流減少，因此故障相接地電弧兩端的恢復(fù)電壓迅速降低，這樣就可以熄滅電弧，并能降低過電壓幅值，減少產(chǎn)生弧光接地過電壓的機(jī)率。對(duì)于油田電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，消弧線圈的運(yùn)行狀況有著重要意義。

1 現(xiàn)狀及運(yùn)行狀況

南陽油田電網(wǎng)現(xiàn)在擁有110kV變電站三座，主變安裝容量為239 000kVA，110kV輸電線路6條計(jì)238km；35kV變電站6座，主變?nèi)萘繛?2 600kVA，35kV輸電線路16條共計(jì)209km；配電線路74條計(jì)725km，配電變壓器1990臺(tái)。供電線路覆蓋整個(gè)油區(qū)。油田電網(wǎng)系統(tǒng)總供電能力21.4萬kVA，最高供電負(fù)荷12萬kW。為南陽油田的生產(chǎn)、生活用電提供了安全、可靠的保障。

現(xiàn)在的南陽油田東部電網(wǎng)進(jìn)行了改造，使用了原先未使用的新設(shè)備、新材料，安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性都大大地增強(qiáng)，但這些新設(shè)備的使用也會(huì)帶來一些新的問題。

有的不足甚至對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行具有較大的影響，這必然會(huì)影響到我油田電網(wǎng)的調(diào)度安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)，因此我們有必要對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，以利于掌握現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)不足，便于不斷地采取改進(jìn)措施，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全調(diào)度。從南陽油田電網(wǎng)2012年1月份～5月份運(yùn)行情況來看，多次發(fā)生避雷器有關(guān)的線路跳閘。

表1 2012年1月～5月份油田電網(wǎng)避雷器故障情況表

35kV系統(tǒng)跳閘次數(shù)較多，主因還是避雷器抗不過過電壓，應(yīng)通過上35kV消弧系統(tǒng)，消除弧光過電壓。

避雷器通常接在導(dǎo)線和地之間，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。當(dāng)被保護(hù)設(shè)備在正常工作電壓下運(yùn)行時(shí)，避雷器不動(dòng)作，即對(duì)地視為斷路。一旦出現(xiàn)過電壓，且危及被保護(hù)設(shè)備絕緣時(shí)，避雷器立即動(dòng)作，將高電壓沖擊電流導(dǎo)向大地，從而限制電壓幅值，保護(hù)電氣設(shè)備絕緣。

當(dāng)過電壓消失后，避雷器迅速恢復(fù)原狀，使系統(tǒng)能夠正常供電。避雷器通過并聯(lián)放電間隙或非線性電阻的作用，對(duì)入侵流動(dòng)波進(jìn)行削幅，降低被保護(hù)設(shè)備所受過電壓值。避雷器既可用來防護(hù)大氣過電壓，也可用來防護(hù)操作過電壓。避雷器的作用是限制過電壓以保護(hù)電氣設(shè)備。

電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)電位為0，沒有電流經(jīng)過消弧線圈，當(dāng)某相如A相發(fā)生單相接地，則作用在消弧線圈兩端的電壓為相電壓，此時(shí)就有電感電流I 通過消弧線圈和接地點(diǎn)，I 滯后電壓90度，與接地點(diǎn)電容電流I 方向相反，互相補(bǔ)償?shù)窒?/p>

接地點(diǎn)電流是I 和I 的相量和，因此，如果適當(dāng)選擇消弧線圈電感，可使接地點(diǎn)的電流變得很小，甚至等于零，這樣，接地點(diǎn)電弧就會(huì)很快熄滅。一個(gè)具有鐵芯（帶有間隙）的可調(diào)電感線圈。接于變壓器中性點(diǎn)與大地之間。

其主要作用是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)與接地（電容）電流方向相反的電感電流，將接地電流補(bǔ)償成較小的數(shù)值或接近于零，以防止電弧重燃，從而有效地降低過電壓值。

表2為南陽油田電網(wǎng)三座110kV變電站消弧線圈型號(hào)參數(shù)情況。在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)根據(jù)運(yùn)行情況，做好消弧線圈檔位的調(diào)整及補(bǔ)償度、脫諧度的選擇。

表2 110kV變電站消弧線圈型號(hào)參數(shù)表

2 消弧線圈運(yùn)行中應(yīng)注意的問題

依據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，根據(jù)《油田電網(wǎng)調(diào)度管理規(guī)程》的規(guī)定，針對(duì)消弧線圈的運(yùn)行，應(yīng)該重點(diǎn)注意以下問題。

1）消弧線圈的調(diào)整應(yīng)以過補(bǔ)償方式為基礎(chǔ)，但由于消弧線圈的限制或在特殊方式下，允許采用欠補(bǔ)償允許（應(yīng)經(jīng)事先核算）。嚴(yán)禁在諧振點(diǎn)附近運(yùn)行；

2）在電網(wǎng)運(yùn)行方式變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整消弧線圈檔位，不同運(yùn)行方式下消弧線圈檔位的選擇，應(yīng)同時(shí)滿足以下3個(gè)條件：（1）中性點(diǎn)位移電壓不得大于15%額定相電壓；

（2）脫諧度一般不大于10% ；

（3）補(bǔ)償后的故障殘流無功分量不大于5A～10A。

消弧線圈電感電流與電容電流之差稱為殘流，其除以電容電流為補(bǔ)償度。補(bǔ)償度越高，電網(wǎng)位移電壓越低，但故障點(diǎn)的殘流也會(huì)越大，電弧不易熄滅，就不能充分發(fā)揮消弧線圈的作用。為此可以選用自動(dòng)調(diào)諧的消弧線圈，并采用經(jīng)電阻接地的接地方式，使補(bǔ)償度得到合理調(diào)整；

3）非自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈投入運(yùn)行后，凡新增線路投運(yùn)時(shí)，必須先測(cè)量電容電流及不平衡電壓，必要時(shí)進(jìn)行換位調(diào)整，否則消弧線圈應(yīng)退出；

4）為了提高消弧線圈的調(diào)檔的準(zhǔn)確性，應(yīng)在冬夏兩季各測(cè)一次補(bǔ)償電網(wǎng)參數(shù)，為在不同季節(jié)消弧線圈的調(diào)整提供可靠依據(jù)。

3 消弧線圈運(yùn)行優(yōu)化

針對(duì)油田電網(wǎng)消弧線圈運(yùn)行的現(xiàn)狀，可以在以下方面采取措施，以達(dá)到優(yōu)化運(yùn)行方案，提高電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的目的。

1）對(duì)在用的消弧線圈加強(qiáng)運(yùn)行管理，及時(shí)安排測(cè)試和掌握中性點(diǎn)位移電壓、消弧線圈的補(bǔ)償度和補(bǔ)償效果。及時(shí)安排測(cè)定系統(tǒng)電容電流，為消弧線圈的科學(xué)運(yùn)行提供依據(jù)。合理調(diào)整補(bǔ)償度；

2）根據(jù)電網(wǎng)對(duì)地電容電流、電壓等級(jí)、殘流大小、補(bǔ)償精度等要求，及時(shí)調(diào)整消弧線圈檔位，保持電網(wǎng)運(yùn)行在最佳的脫諧度；

3）掌握和降低電網(wǎng)不對(duì)稱度。不對(duì)稱度是中性點(diǎn)的位移電壓與額定電壓的比值，正常運(yùn)行時(shí)，不對(duì)稱度不應(yīng)超過15%。

4 結(jié)論

通過全面的評(píng)價(jià)診斷，發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)和事故隱患，起到預(yù)知事故的作用，使各級(jí)人員對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀做到心中有數(shù)，為生產(chǎn)決策提供了依據(jù)。

通過評(píng)價(jià)和認(rèn)真整改，也有利于推動(dòng)各項(xiàng)規(guī)章制度和措施的落實(shí)，有利于電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

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