消弧線圈容量不足的增容措施

標(biāo)簽：配電網(wǎng) 智能電網(wǎng) 消弧線圈

在我國66KV及以下配電網(wǎng)中，安裝了大量的消弧線圈，由于電網(wǎng)不斷的發(fā)展，出線回路的增加和延伸、電力電纜線路比例的加大和架空絕緣導(dǎo)線的增多等原因，使配電網(wǎng)對地電容電流急劇增加，致使消弧線圈容量不足的矛盾日趨突出;尤其是新上容量又不適，對于老式消弧線圈系統(tǒng)，由于沒有采取防止串聯(lián)諧振過電壓措施，只好采取過補(bǔ)方式運(yùn)行，以躲避諧振過電壓的危害。如果消弧線圈容量不足，無法保證足夠的過補(bǔ)償度，極易造成嚴(yán)重的串聯(lián)諧振過電壓，即使調(diào)到欠補(bǔ)，如系統(tǒng)斷線極易產(chǎn)生幅值比較高的斷線諧振過電壓，理論上講最高可達(dá)到8.6倍相電壓，嚴(yán)重威脅著系統(tǒng)安全。對自動跟蹤消弧線圈來說容量不足就無法自動調(diào)諧到殘流最小的最佳工作點(diǎn)，從而影響消弧線圈的滅弧功能。因此，消弧線圈容量不足引起的后果是很嚴(yán)重的，必須及時地進(jìn)行增容改造，才能確保配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。增容改造方案要根據(jù)具體情況因地制宜的進(jìn)行，大體上有下列幾種做法供參考：

1、如果容量不足的消弧線圈已運(yùn)行多年，設(shè)備技術(shù)狀況又不很好時，就要采取更新的辦法，最好選用改進(jìn)型性能比較穩(wěn)定可靠的自動跟蹤式消弧線圈系統(tǒng)，為安全準(zhǔn)確的調(diào)諧打基礎(chǔ)，將使消弧線圈的功能得到充分的發(fā)揮。

2、如果運(yùn)行的消弧線圈，運(yùn)行年限又不長，技術(shù)狀況良好時，可以在系統(tǒng)內(nèi)調(diào)整使用，對老式消弧線圈適當(dāng)改造，增設(shè)阻尼和內(nèi)過電壓保護(hù)部分以提高消弧線圈功能，以免造成設(shè)備的積壓。

3、如果容量不足的消弧線圈，運(yùn)行年限不長、技術(shù)狀況又良好。系統(tǒng)內(nèi)又無法調(diào)整使用時，可以采用下列幾種增容措施：

3.1對35~66KV系統(tǒng)中有中性點(diǎn)的老式消弧線圈，可增加一臺容量較小的自動跟蹤式消弧線圈，在同一地點(diǎn)或條件許可時在異地(在同一段母線系統(tǒng)內(nèi))把老式消弧線圈作為固定部分如圖1：

如原來為35KV，550KVA的老式消弧線圈容量不夠了，可增加一臺275KVA的自動跟蹤消弧線圈，可以并在原來的消弧線圈上，如圖1(a)，也可裝在同一系統(tǒng)內(nèi)其他站的變壓器中性點(diǎn)上如圖1(b)，增容后容量為550+275=825KVA，調(diào)流范圍為4~12.5~37.5A，這樣把原來老式消弧線圈系統(tǒng)改造為自動跟蹤自動調(diào)諧消弧線圈系統(tǒng)，消弧線圈功能得到充分的發(fā)揮，對系統(tǒng)的安全水平提高一步。

如原來是自動跟蹤的消弧線圈系統(tǒng)，容量不足時可增加一臺固定式消弧線圈方法同上，就能恢復(fù)原來消弧線圈的自動調(diào)諧功能。

3.2對6~10KV系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的消弧線圈必須配套接地變壓器接入系統(tǒng)，如果容量不足時，對于老式消弧線圈系統(tǒng)，應(yīng)增加一臺自動跟蹤的消弧線圈系統(tǒng)如圖2所示，布置方式可同地布置也可異地布置。這樣整個系統(tǒng)改造為自動跟蹤、自動調(diào)諧系統(tǒng)，技術(shù)水平大幅提高。

對原來為自動跟蹤的消弧線圈系統(tǒng)，容量不足時，如果整套更換，投資比較大，為解決這一問題，我公司開發(fā)了三相五柱式固定型消弧線圈，它不需要通過專門的接地變壓器接入系統(tǒng)。這種消弧線圈的結(jié)構(gòu)是由五個截面相同的鐵芯柱，其中三個鐵芯柱上饒有高壓線圈，中間帶有間隙的鐵芯上無線圈，只是作為零序磁通的通路用，如圖3所示：

三個柱上的高壓線圈W1一端接入高壓三相電源A、B、C，另一端連接在一起與大地相連接成為三相式電抗器，起到接地變壓器的作用。正常時三相電壓對稱平衡，該線圈內(nèi)流的是很小的正序勵磁電流。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，消弧線圈的三相繞組中承受2組電壓，一組是三相對稱的正序電壓，這組電壓與電網(wǎng)正常運(yùn)行時消弧線圈上承受的電壓完全相同。在這組電壓的作用下，消弧線圈僅僅是一個接地變壓器的功能，只為補(bǔ)償提供一個中性點(diǎn)，而不產(chǎn)生電感電流起不到補(bǔ)償功能。另一組是三相大小相等，方向相反的零序電壓，在這組電壓的作用下，三個繞組中的電流同相位并聯(lián)相接，必然在三個繞組中產(chǎn)生同相位的電流 。因為在繞有線圈的3個鐵芯中形成同相位的零序磁通 ，該零序磁通只能經(jīng)過間隙形成回路。這樣在3個繞組中感應(yīng)出電感電流 ，即成為三相電抗器(容量較大時，增設(shè)二次電抗器)，這個電感電流與系統(tǒng)的電容電流在相位上近似相反，起到補(bǔ)償作用。

為保證增容后中性點(diǎn)位移電壓在規(guī)程要求范圍內(nèi)，需要時增加電網(wǎng)的阻尼，配有高壓串阻，如圖4：

這種消弧線圈的系統(tǒng)特點(diǎn)：

① 結(jié)構(gòu)簡單，只有鐵芯、線圈(干式)、二次電抗器(干式)，正常運(yùn)行時是一臺接地變壓器，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，成為一臺三相電抗器，起到補(bǔ)償作用。

② 安裝方便靈活，占地面積小，可以安裝在主站與原來消弧線圈并在一起及以外的各條出線上(柱上式)和開關(guān)站、開閉站和配電室等，同樣起到作用。如圖5

③ 作為主站自動跟蹤消弧線圈容量不足需要增容時，實為經(jīng)濟(jì)實惠的解決方案，初步計算，這種情況約為成套增容更換資金30~50%左右，這是即經(jīng)濟(jì)又安全的增容方案。

④ 由于消弧線圈磁路中有氣息，消弧線圈始終工作在線性段，補(bǔ)償電感的線性度好，所以補(bǔ)償效果好。

⑤ 一個系統(tǒng)采用自動跟蹤集中補(bǔ)償和小型固定分散補(bǔ)償相結(jié)合，自動跟蹤部分容量減小了，也降低總體造價，同時可使系統(tǒng)殘流減小，有利于滅弧。