自動跟蹤消弧線圈成套裝置阻尼電阻箱對母線電壓的影響分析

陳文通　高川　吳杰清等

摘 要：自動跟蹤消弧線圈成套裝置阻尼電阻箱在消弧系統(tǒng)中是一個十分關(guān)鍵的部件，它的運行情況、參數(shù)設(shè)置，對系統(tǒng)母線電壓具有直接的影響。檢修人員往往不能透過母線電壓異常的現(xiàn)象看到影響其原因的本質(zhì)，因而覺得中性點消弧系統(tǒng)比較復(fù)雜難懂。文章通過原理分析，并結(jié)合實例解釋了自動跟蹤消弧線圈成套裝置阻尼電阻箱中元器件、參數(shù)的設(shè)置對系統(tǒng)電壓的影響，提高檢修人員的判斷能力。

關(guān)鍵詞：消弧線圈；阻尼電阻；母線電壓

中圖分類號：TM475 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）23-0081-02

在6-66 kV電網(wǎng)中，當(dāng)系統(tǒng)接地電容電流大于10 A時，中性點一般采取諧振接地方式（即中性點經(jīng)消弧線圈接地），當(dāng)采用自動跟蹤消弧線圈并且為預(yù)調(diào)諧方式時，因為可以在欠補、全補、過補多種狀態(tài)下運行，一般為過補狀態(tài)殘流控制在一個級差之內(nèi)，也就是運行在諧振點或接近諧振點運行，為防止由此引起的串聯(lián)諧振過電壓，在消弧線圈接地回路中串接了阻尼電阻，將中性點的位移電壓控制在相電壓的15%以下（規(guī)程規(guī)定）。

在發(fā)生單相接地故障時，為避免阻尼電阻上的有功電流使接地殘流增大，影響消弧線圈的補償效果，特別設(shè)計了阻尼電阻短接控制回路，并且為了在發(fā)生單相接地時提高短接動作可靠性，采用自觸發(fā)可控硅的方式快速短接電阻器，此種工作方式無需引入電源及其它二次線，因此可以更好地保護控制系統(tǒng)。

1 消弧線圈接地系統(tǒng)中的位移電壓與消弧線圈補償回路的阻尼率的關(guān)系

U0為中性點位移電壓；E0為系統(tǒng)不平衡電壓；d=R/？棕L阻尼率；υ=IC-IL/IC脫諧度。

這表明中性點位移電壓U0是一個向量，它與不對稱電壓向量E0，補償電網(wǎng)的阻尼率d及消弧線圈脫諧度有關(guān)。當(dāng)電網(wǎng)運行方式確定時，中性點位移電壓U0將主要隨阻尼率d及消弧線圈脫諧度變化。而現(xiàn)場消弧線圈定值中脫諧度定值已給定，那么中性點位移電壓就只能通過阻尼率的改變而改變了。那么到底存在怎樣的變化關(guān)系呢？

我們可以把消弧線圈裝置看作一個整體，其阻抗角由它的感性分量和阻性分量合成。不論內(nèi)部的電感和電阻是并聯(lián)還是串聯(lián)，只要阻抗角相同、阻抗模值相同就是等效的。實際工作中為了方便采用不同的計算方法。

1.1 串聯(lián)阻尼電阻

1.2 并聯(lián)阻尼電阻

注意：并聯(lián)時公式中的R是從實際的阻尼電阻折算到一次以后的數(shù)值。X為消弧線圈尾端；R為阻尼電阻；KKG為可控硅。并聯(lián)諧振電路，如圖2所示。

1.3 并聯(lián)阻尼和串聯(lián)阻尼可以等效

從以上分析可知，并聯(lián)阻尼和串聯(lián)阻尼是可以等效的（注意二者的效果有差異，不是相等的）。

因此，若位移電壓U0較大，可適當(dāng)調(diào)大阻尼電阻。但阻尼電阻并不是越大越好，阻尼電阻越大，通過接地點的電流就越大，越不利于滅弧。

2 實例分析

2.1 消弧線圈投入前后母線電壓不平衡

xx變#1接地變成套裝置投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)10 kV I段母線電壓3 U0偏大，達到了3.8 V，10 kV I段母線電壓8.5 V，均超過了系統(tǒng)允許值。在確認新投產(chǎn)一次、二次設(shè)備無問題的情況下，退出接地變消弧線圈，母線電壓恢復(fù)正常。消弧線圈投入時的母線電壓實圖，如圖3所示。

根據(jù)上述分析，檢修人員安排#2接地變停役，在現(xiàn)場更改了阻尼電阻連接方式。更改前阻尼電阻值為5.4 Ω，更改后為10.7 Ω。

再次將#1接地變成套裝置投入運行，母線電壓恢復(fù)正常。當(dāng)然，引起母線電壓不平衡的原因有很多方面，本例中是針對投入前后的不平衡綜合考慮了以后作出的檢修策略。阻尼電阻如圖4所示；消弧線圈再次投入時母線電壓實圖，如圖5所示；電阻箱的原理圖，如圖6所示。

2.2 運行中母線電壓不平衡

某110 kV變電站1#接地變消弧線圈投入運行時10 kV母線電壓不平衡，根據(jù)安排，變電檢修班、電氣試驗班現(xiàn)場進行檢查；檢查發(fā)現(xiàn)消弧線圈本體直阻正常，絕緣正常，但是對阻尼箱進行檢查時發(fā)現(xiàn)可控硅絕緣板上有熏黑痕跡，測量可控硅阻值發(fā)現(xiàn)，可控硅處于導(dǎo)通狀態(tài)，如圖7所示。因此，判斷該故障由可控硅擊穿短路引起。詢問運行人員并查閱裝置記錄發(fā)現(xiàn)，該消弧線圈故障前存在接地補償動作記錄。

若KKG-可控硅處于導(dǎo)通狀態(tài)，則阻尼電阻R未接入運行，根據(jù)分析，中性點位移電壓U0自然要增大。

3 結(jié) 語

阻尼電阻箱作為一個重要部件其運行維護需要引起足夠的重視。在運行中，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地，流過電阻器的電流超過一定數(shù)值（啟動值為5 A），可控硅便可無延時短接電阻器，同時箱體上的短接指示燈亮，所以應(yīng)定期進行巡檢，及時發(fā)現(xiàn)問題及時處理。特別是有接地動作后應(yīng)進行停電檢查，并檢驗動作是否可靠。

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