消弧消谐装置 [论述配电网自动跟踪补偿消弧装置技术]

　　摘要：消弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障后，提供一电感电流，补偿接地电容电流，使接地电流减小，也使得故障相接地电弧两端的恢复电压速度降低，达到熄灭电弧的目的。当消弧线圈正确调谐时，不仅可以有效的减少产生弧光接地过电压的机率，还可以有效的抑制过电压的辐值，同时也最大限度的减小了故障点热破坏作用及接地网的电压等。本文现就配电网自动跟踪补偿消弧装置技术做简要论述。
　　关键词：配电网 自动跟踪补偿消弧 消弧线圈 电阻器
　　一、前言
　　在使用传统的消弧线圈进行补偿时存在以下一些缺点和不足，
　　（1）因消弧线圈的抽头需停电调整，而调整的依据是对电网每条线路电容电流的测量和计算，而配电网的网络结构和运行方式变化频繁，要准确弄清每段时间每条下路的电容电流几乎是不可能的。因而补偿电流也就难以准确控制。不能准确地控制补偿电流，也就不能把故障残流准确地控制在10A以下，如故障残流大于10A，就会影响可靠的熄弧，进而影响对弧光接地过电压的抑制。
　　（2）如脱谐度调整的过小，或工作在欠补偿状态，即IL＜IC时，如拉线路，就可能发生消弧线圈与网络对地电容产生线性谐振，产生危险的谐振过电压。
　　二、自动跟踪补偿消弧装置技术概述
　　现在大多数变电站实行无人值守，传统的消弧线圈在调整时非常困难。
　　我国的自动跟踪消弧装置开始于20世纪80年代末，首先是某市交通大学开始研制并有某公司经营的调气隙式消弧线圈，该装置由集成块组成的逻辑电路进行测量和控制，接地变压器、可调电抗器和电阻器集中到一个油箱内。可调电抗器铁芯由静铁芯和动铁芯两部分组成，利用改变动静铁芯之间的气息来改变电抗器的磁通量来达到调整电抗器的感抗，从而来条横补偿电流的目的。
　　该装置由于存在噪音大，运行时过热等致命缺陷在运行时产生过热烧掉若干台，以至于这种形式的目的。同时，还对计算机控制方式和一次设备结构做了较大的改进，使其具有状态识别功能，多台自动并联功能和远传、远控功能。另外一些公司和科研单位还开发了调容式和直流偏磁式等多种型式的自动跟踪补偿消弧装置，在运行中都取得了很好的运行效果。
　　自动跟踪补偿消弧装置既保留了老式消弧线圈的优点，又客服了老式消弧线圈的不足。它的最大有时就是实时在线对电网电容电流进行测量，自动调整补偿电流，使之永远处于最佳补偿状态。有的在中性点串有线性或非线性电阻，能有效地阻尼谐振过电压，使自动跟踪消弧补偿装置不但能工作在过补偿欠补偿状态，还能工作在全补偿状态。
　　自动跟踪补偿消弧装置从型式上分有调气隙式、调抽头式、直流偏磁式和调容式，这些型式的自动跟踪补偿消弧装置各有其优缺点，在电网中已大量运行，发挥了其应有的作用，因而配电网选用自动跟踪补偿消弧装置接地时比较好的接地形式，它能有效地限制弧光接地过电压，消除电磁式电压互感器所引起的铁磁谐振过电压，促使接地的电弧熄灭，降低线路的建弧率，大大提高配电网的供电可靠性。
　　三、自动跟踪补偿消弧装置的组成
　　自动跟踪补偿消弧装置一般由接地变压器、可调电抗器、阻尼电阻和控制电源组成，接地变压器一般用于引出6～10kV电网的中性点，因为6～10kV电网的变压器一般为三角形接线，没有中性点引出，所以需要人为地引出中性点。另外，接地变压器可以带二次负荷作为所变压器使用。为减少接零序阻抗值，一次绕组采用Z形连接，使零序磁通相抵消，以便于补偿电流的输出。
　　可调电抗器有调气隙式、调抽头式、调容式和直流偏磁式等多种型式。阻尼电阻器的主要作用时用来限制消弧线圈在调整和正常运行时的谐振过电压，接线方式有与电抗器串联和并联两种方式，一般是在消弧装置调感和正常运行时起作用。在接地故障发生时，一般需将阻尼电阻短接或切除。
　　控制器经历了由集成电路到单片机再到PC机控制的发展，控制器的内置程序能对电网的电容电流实时在线检测，能自动能够电网电容电流的变化，自动整补偿电流，自动处理接地故障，能有效地把接地点残流控制在10A以下，能够记录并打印故障参数为故障分析提供依据。
　　现在的一些自动跟踪补偿消弧装置大都具有远传、远控功能，折旧为遍地安置实现无人值守提供了极大的便利。有一些自动甘总补偿消弧装置还和接地选线有机地结合起来实现一机多能，自动跟踪补偿消弧装置由于其高度的自动化和对电网的作用而受到广泛欢迎，因而在电网中得到大量的应用。
　　四、自动跟踪消弧装置原理和型式
　　目前自动跟踪补偿消弧装置已大量的在配电网中运行，自动跟踪补偿消弧装置与人工调谐消弧线圈相比，具有显著的优越性。首先是可以避免人工调谐消弧线圈等诸多麻烦，而且不会使电网在调谐时暂时失去补偿；其次，由于自动跟踪补偿消弧装置能保证补偿精度，不仅可以提高补偿的动作成功率，同时能够限制弧光接地过电压和铁磁谐振过电压，有利于电网的安全运行。
　　自动跟踪补偿消弧装置目前厂家较多，型式也较多，但从结构和原理上可大致分为以下几种型式：
　　1、调抽头式。
　　这种方式主要由接地变压器、可调电抗器、阻尼控制和微机控制器组成，对有中性点引出的电网，可省去接地变压器。
　　调抽头的方式主要是利用有载开关来切换可调电抗器的抽头，进行测量调感的。这种数学模型测量的自动跟踪消弧线圈目前在国内时比较多的，它具有以下优点：
　　（1）结构简单，操作方便，一次设备比较可靠，制作方便。
　　（2）在处理单相接地故障时，噪音低。
　　（3）对电网运行方式的变化能自动跟踪，响应时间也较快。
　　2、变频测量法。
　　为了提高测量精度，一些厂家开发出了基于变频式测量原理的测控系统，即在消弧线圈加装二次绕组，从二次绕组注入变压信号，以改变消弧线圈在测量信号下的电抗值和电网对敌的容抗值，当达到一定的频率时，消弧线圈两端的电压达到最大值，消弧线圈的感抗和电网的对敌荣康相等，系统在频率发生串联谐振时，此时可以计算出C值，进而可以计算出电网在工频状态下的电容电流值。
　　基于变频式测量原理的消弧装置，频率的变化可以做到在一定的频带范围内无级可调，因而可以精确地找出谐振点以达到精确测量的目的，但基于这种测量原因的消弧装置有一个最大的缺陷，即不能多台自动并联。如在某台消弧装置测量时，如电网中海油另外的消弧装置在运行，消弧线圈的感抗会随频率正比变化，电网对地电容的荣康则随测量频率反比辩护啊，不能准确测出电网中已运行的消弧装置的感抗值，所以不能自动并联。
　　五、结束语
　　随着社会的发展和时代的进步，电力行业得到了长足发展。如今我国大部分城市的配电网早已实现自动感知自动跟踪补偿消弧装置在电网中的应用，并取得了良好的运行效果，有效克服了传统变电站处理接地故障的技术缺陷。在未来，自动跟踪补偿消弧装置技术将更加完善与先进。