基于分類法的自動跟蹤補償消弧線圈調(diào)諧方法

王晨麟

根據(jù)自動跟蹤補償消弧線圈控制調(diào)諧方法的不同，將自動跟蹤補償消弧線圈的調(diào)解控制方法分成了預(yù)調(diào)式和隨調(diào)試兩大類。對預(yù)調(diào)式自動跟蹤補償消弧線圈的零序電壓極大值法、阻抗三角形法，隨調(diào)試自動跟蹤補償消弧線圈的相位調(diào)諧方法和兩點解析法進行的分析研究。

【關(guān)鍵詞】自動跟蹤補償 消弧線圈 預(yù)調(diào)式 隨調(diào)試 調(diào)諧方式

配電網(wǎng)諧振接地一直是中壓電網(wǎng)的接地方式研究的一個熱點。而如何更精確更快速地測出對地電容電流，已經(jīng)成了問題的關(guān)鍵所在。

早期測量電容電流的方法一般都是直接測量法，常見的有單相金屬接地法、人工中性點法和偏置電容法都是直接在帶電的一次設(shè)備上外接測試設(shè)備，這些不僅操作復(fù)雜，而且在中高壓系統(tǒng)中帶電操作對電力從業(yè)人員的人身安全也是一個威脅。同時在接地時，非接地相電壓上升到線電壓，對系統(tǒng)的絕緣薄弱點同樣也是一個不小的威脅。因此直接測量不建議使用。

間接測量法主要包括了中性點位移極大值法、兩點分析法、實時測量法、單頻率注入信號法、附加頻率注入信號法、負序電流極大值法。這些方法與直接測量相比，操作更加簡單，安全性更高，但同時也存在一定的限制條件和適用范圍。

1 自動跟蹤補償消弧線圈的測量補償方法分類

為讓消弧線圈達到最有的運行效果，我國目前的消弧線圈大都采用自動跟蹤補償?shù)目刂品绞?。而根?jù)調(diào)節(jié)方式的不同，消弧線圈可分為預(yù)調(diào)式和隨調(diào)式兩大類。

預(yù)調(diào)式消弧線圈是在系統(tǒng)正常時利用消弧線圈的自動控制部分使得消弧線圈補償?shù)碾姼须娏髂軌蜃畲笙薅鹊难a償電網(wǎng)對地的電容電流。當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，消弧線圈可以在沒有延時地情況下進行最佳補償。但是，由于正常運行的時候處于諧振點附近，其中性點位移電壓較大，為了避免發(fā)生諧振過電壓，一般該方式需要并聯(lián)或串聯(lián)一個阻尼電阻來避免發(fā)生諧振。當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，自動短接或者斷開阻尼電阻以避免輸出阻性電流并保護電阻本身，待故障解除后需要再接入阻尼電阻。

隨調(diào)式消弧線圈是在系統(tǒng)正常運行時通過消弧線圈的自動測量裝置不斷測量系統(tǒng)的對地電容電流，并確定故障后消弧線圈的最優(yōu)補償狀態(tài)和檔位。在電網(wǎng)正常運行的時候，消弧線圈的補償電感遠離諧振點運行，因此其中性點電壓很小，無需再串聯(lián)或并接阻尼電阻。當發(fā)生單相接地故障后，消弧線圈自動控制裝置再檢測到發(fā)生接地故障后迅速將消弧線圈感抗值調(diào)整到最佳補償檔位，實現(xiàn)最優(yōu)補償。

2 自動跟蹤補償消弧線圈調(diào)諧方法

2.1 零序電壓極大值法

零序電壓極大值法也稱諧振法、中性點位移電壓極大值法。該自動調(diào)諧原理是當消弧線圈的電感和三相對地電容之和發(fā)生串聯(lián)諧振的時候，其中性點位移電壓達到最大。通過不斷調(diào)整消弧線圈的電感值和測量中性點位移電壓的大小，當零序電壓達到最大的時，電感電流就正好等于電容電流。通過測量此時消弧線圈的電感電流即可得出電網(wǎng)的對地電容電流。

2.2 阻抗三角形法

阻抗三角形法適用于消弧線圈并聯(lián)或串聯(lián)電阻的接地方式。常應(yīng)用在帶有載開關(guān)調(diào)匝式消弧線圈的自動跟蹤補償裝置中，無法連續(xù)調(diào)節(jié)電感量，只能將裝置調(diào)整到離諧振點最近的分接頭處，調(diào)整精度受到影響。這種調(diào)諧控制方法一般只能用于預(yù)調(diào)式控制的消弧線圈。該調(diào)諧控制方法是在串聯(lián)電阻R和消弧線圈各檔位的電抗值已知的前提下推得的。因此，這種調(diào)諧控制方法最適用于具有固定檔位調(diào)感并且各檔位電感值已知的消弧線圈控制，如調(diào)匝式消弧線圈、調(diào)容式消弧線圈。測量脫諧度ν時，在消弧線圈調(diào)檔前后，電網(wǎng)必須處在過補償或欠補償?shù)耐粋?cè)，否則計算無效。為了保證消弧線圈調(diào)檔的準確性，需要對消弧線圈進行反復(fù)試調(diào)檔。

2.3 相位調(diào)諧方法

相位調(diào)諧方法是在三相電網(wǎng)的某一相附加一小電容，通過測量電網(wǎng)零序電壓和附加電容相電壓之間的相差來判斷系統(tǒng)的補償狀態(tài)，進而尋找電網(wǎng)的諧振點。該方法適合于隨調(diào)試消弧線圈。

2.4 兩點解析法

該方法是忽略線路和消弧線圈的電導(dǎo)的影響，通過測量兩個不同補償狀態(tài)下電網(wǎng)中性點電壓和補償電流，直接計算出電網(wǎng)的三相總分布電容，比起零序電壓幅值極大值法和阻抗三角形法，可大大降低調(diào)感的盲目性，對機械式消弧線圈控制比較有益。但選擇該方法時要注意，為提高調(diào)諧測量精度，這兩個狀態(tài)最好要選擇在消弧線圈補償諧振點的某一側(cè)（欠補償側(cè)或過補償側(cè)），并且最好選擇在諧振曲線陡峭的區(qū)段。“兩點解析法”的調(diào)諧原理是以忽略線路和消弧線圈的電導(dǎo)，即電網(wǎng)的阻尼為前提的，也就是說，只有當電網(wǎng)的阻尼很小時，該調(diào)諧算法是有效的。因此，一般它只適用于無需阻尼電阻的隨調(diào)式控制，而不宜用于需阻尼電阻的預(yù)調(diào)式控制經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)。

3 結(jié)論

自動跟蹤補償消弧線圈的調(diào)諧方式可以分為預(yù)調(diào)式和隨調(diào)試兩大類。每一類都具有不同的調(diào)諧控制方法。且隨著自動跟蹤補償消弧線圈應(yīng)用越來越多，生產(chǎn)和應(yīng)用人員明確各類消弧線圈的自動跟蹤補償調(diào)諧方法、原理，對提高消弧線圈的運行維護具有重要意義。

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作者單位

國網(wǎng)江蘇電力公司徐州供電公司 江蘇省徐州市 221008