變電站10kV消弧線圈接地調節(jié)方式及故障處理

1、 變電站 10kV消弧線圈接地調節(jié)方式及故障處理 隨著電網規(guī)模的擴大,變電站 10kV 出線增多以及電纜的廣泛使用.系統(tǒng)發(fā)生單相接地引起的電容電流隨之增大。新頒標準規(guī)定 ：10kV系統(tǒng)(含架空線路1單相接地故障電流大于l0A而又需要在接地故障條件下運行時應采用消弧線圈接地方式。因此在變電站安裝消弧線圈能減小故障點的殘余電流。抑制間歇性弧光過電壓及諧振過電壓。對保證系統(tǒng)安全供電起到顯著的作用。一、變電站中性點接地方式的比較1.1中性點不接地方式該中性點接地方式比較經濟、簡便在接地電容電流較小的條件下。系統(tǒng) 發(fā)生單相接地時的接地。電弧瞬間熄滅。系統(tǒng)可帶故障運行2h。供電可 靠性相對較高。故世界各地

2、不少中壓 電網仍在采用不過在許多情況。中性 點不接地僅為一種過渡方式。隨著電 網的發(fā)展。當接地電容電流接近或達到某一臨界值(一般為10A)時，往往會因間歇電弧接地過電，接地電弧無法自動熄滅。容易發(fā)展成兩相短路跳 閘，導致事故范圍進一步擴大。1.2中性點經小電阻接地方式該方式的優(yōu)點是：容易檢出單相接地故障線路。永久接地時切除速度快。在消除間歇電弧過電壓、防止諧振過 電壓等方面有優(yōu)勢。缺點在于跳閘率高。斷路器作負擔重。瞬時性接地也跳閘。易造成用戶短時停電。供電可 靠性不高。另外，短路電流沖擊對電 纜絕緣造成的損傷較大。對電子通信 設備的電磁干擾也比較嚴重。若故障 不能及時跳開 電弧有可能連帶燒毀同

3、一電纜溝里的其他相鄰電纜。從而擴大事故，造成火災。13 中性點經消弧線圈接地方式當發(fā)生單相接地時。由于消弧線圈產生 的感性電流補償了故障點的電容電流。使故障點的殘流變小。從而達到自然熄 弧，防止事故擴大甚至消除事故的目的 運行經驗表明。消弧線圈對抑制間隙性 弧光過電壓和鐵磁諧振過電壓。降低線路的事故跳閘率 。減少人身傷亡及設備的損壞都有明顯的作用。 綜上所述，變電站理想的中性點接地方式是：采用快速動作的消弧線圈作 為接地設備。對瞬時性單相接故障，能快速補償，正確識別故障消除并迅速退 出補償。對非瞬時性單相接地故障，系統(tǒng)在消弧線圈補償?shù)耐瑫r在很短的時間 (遠小于10s)內能正確判斷接地線路，將故

4、障線路切除從而提高配電網的供電可靠性。二.消弧線圈調節(jié)補償方式及特點 消弧線圈的調節(jié)方式可分為調匝式、調容式、調節(jié)短路阻抗式等。從 補償方式上分，有欠補償、過補償以及全補償其中調節(jié)方式又可分為預調 式及隨調式預調式的消弧線圈在正常運行時其電感量在最佳補償值。即在諧振點附近運行，殘流和調諧度都控制在允許范圍內隨調式自動補償消弧線圈在正常運行時工作在遠離諧振點的位置。這樣巾性點位移電很低。不需要串入阻尼電阻器來限制串聯(lián)諧振引起的位移電壓的幅值 。2.1 消弧線圈調節(jié)方式種類及特點2.1.1調匝式調匝式消弧線圈工作原理。有載調匝式 消弧線圈是一帶鐵心的電感線圈。設有多檔位分接頭，通過有載開關分接頭的

5、位置。實現(xiàn)改變消弧線圈的電感量。消弧線圈接在變壓器或發(fā)電機的中性點上，當系統(tǒng)發(fā) 生單相接地時。消弧線圈提供的感性電流與系統(tǒng)的電容電流相位相反。流過接地點的殘流即為電感電流與電容電流的差值調整電感電流，就可以使接地殘流達到最小值。從而消除接地過電壓。消弧線 圈采用預補償方式。即在系統(tǒng)發(fā)生單相接地前，消弧線圈已處于最佳 補償狀態(tài)調匝式消弧線圈裝置補償 效果最佳。補償速度快，無諧波，對瞬時性單相接地故障具有快速補償能力，減少了系統(tǒng)由瞬時性單相接地障發(fā)展成永久接地故障的幾率。 一般采用變壓器的有載調節(jié)機構或真空開關實現(xiàn)分接頭的調節(jié)。電感值調節(jié)范圍比較小，輸出補償電流有最小值的限制。只能達到額定值的12

6、13，且不能連續(xù)無級調節(jié)由于調節(jié)分節(jié)頭的時間較長。只能采用 預調的工作方式。為防止電網正常運行的串聯(lián)諧振。必須加上阻尼電阻。由于設備帶有轉動和傳動機構。因而 日常維護工作量較大。2.1.2調容式調主要是消弧線圈的二次側并聯(lián)若干組可控硅 (或真空開關)通斷的電容器。用來調節(jié)二次側電容的容抗值。 根據(jù)阻抗折算原理。調節(jié)二次側容抗值。即可以達到改變一次側電感電流的要求。電容器組的合理組合可使級差 電流做得比較小，輸出范圍有所增加。調節(jié)速度也提高了不少，可以采用隨調的控制方式。不用阻尼電阻。但是級差電流越小，開關執(zhí)行機構的級數(shù)和數(shù)量就越多，需要綜合平衡特別需要注意的是 ，在用可控硅投切電容器組的情況下

7、?？煽毓璧墓r比較惡劣，對可控硅 的安全運行不利。2.1.3 高短路阻抗變壓器式把高短路阻抗變壓的一次繞組作為作繞組接入10kV系統(tǒng)中性點。二次繞組作為控制繞組南2個反向并接的可控硅短路?？煽毓璧膶ń怯煽刂破骺刂?調節(jié)可控硅的導通角在 0至 180。之間變化，使可控硅的等效阻抗在 至 0之間變化，則輸出的補償電流就可在 0至額定值之間得到連續(xù)無極調節(jié)系統(tǒng) 在正常運行時，消弧線圈遠離補償工作點，旦發(fā)生單相接地故障，立即將 其調節(jié)到補償工作點：而當接地故障解除時,又立即將其調節(jié)到遠離補償工作點系統(tǒng)正常運行時消弧線圈處于遠離與電網電容發(fā)生諧振的狀態(tài)。因此可確保不會發(fā)生串聯(lián)諧振。不需設置 阻尼電阻，

8、即隨調試消弧線圈，該種消弧線圈的優(yōu)點是響應速度快：接地殘流小：伏安特性在 0110額定電壓范圍內保持較好的線性度 ：輸出補償電流在 0100額定電流范圍內可連續(xù)無級調節(jié)但是對可控硅的工作狀態(tài)要求較高.若二次回路發(fā)生故障。不能實現(xiàn)隨調，有可能導致接地殘流 過大。2.1.4調氣隙式將電感線圈的鐵心制成帶有氣隙的型式。利用氣隙長度的改變實現(xiàn)勵磁阻抗的改變一般采用步進電機利用轉動、傳動機構實現(xiàn)氣隙的調節(jié)。該型產品具有與調匝式一樣的缺點。而且其裝置更為復雜，較易損壞。調節(jié)過程噪音大，調 節(jié)速度慢。與調匝式不同的是，其輸出的電流可以連續(xù)無級調節(jié)，但仍然有一個最小補償電流的限制。2.1.5 直流偏磁式對電感

9、線圈的鐵心注入直流磁通，通過改變直電流的大小改變鐵心的磁飽 和程度，從而改變磁阻抗，直流電流通過可控硅來進行調節(jié)。由于采用可控硅技術。調節(jié)速度大大提高，可以采用隨調的控制方式，補償電流可以連續(xù)無級調節(jié)但仍有最小值的限制，且裝置比較復。諧波要采取特別的措施加以解決 。2.2消弧線圈補償方式種類及特點消弧線圈共有過補、欠補、全補償3種運行方式。根據(jù)有關規(guī)程，消弧線圈一般均運行于過補償方式下這主要是考慮到當系統(tǒng)切除線路時，不會運 行在諧振狀態(tài)。2.2.1欠補償指系統(tǒng)電容電流大于線圈電感電流 的運行方式，即 Ic-Il>0。在欠補方式下，顯示器的“殘流”顯示符號為“+”。表示殘流為容性。2.2.

10、2 過補償指系統(tǒng)電容電流，f小于電感電流 ，L的運行方式。即Ic-Il <0。過補方式下，顯示器“殘 流”顯示符號為“-”即殘流為感性。 在滿足 Ic-Il <0，其中|Ic-Il|Id。其中Id為級差電流。即在殘流為感性，且殘流值級差電流時，消弧 線圈不進行調檔操作。當系統(tǒng)對地電容變化。不能滿足上述條件時，則消 弧線圈自動向上或下調節(jié)分頭。直至重新滿足上述條件。在過補償方式運行時，接地殘流值將不大于級差電流Id。2.2.3全補償此時系統(tǒng)的電容電流與消弧線圈補償?shù)碾姼须娏飨嗟取Ｓ捎谧枘?電阻的作用，系統(tǒng)可以在此方式下運行。但此時中性點電壓偏高。故一般不選擇此種方式。目前，實際運行中

11、一般對脫諧度不作要求，當發(fā)生接地故障時，要求經過補償后的接地殘余電流不大于3-5A。三. 常見的故障原因及處理方法 運行中的消弧線圈設備對系統(tǒng)的安全至關重要。當10KV系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，會導致接地點的殘留過大，甚至發(fā)展成為相間故障，從而導致鼓掌范圍進一步擴大。因為了解消弧線圈的常見故障及其處理有助于專業(yè)檢修維護人員快速開展故障搶修，確保設備安全。一下就有消弧線圈設備在運行過程中易發(fā)生的集中故障及原因、處理方法結合事例進行分析。3.1 消弧線圈投運/未投運 10kV系統(tǒng)消弧線圈中性點電流小于設定的門檻值（一般在20-50mA）或者中性點一次電壓小于3.5V。處理辦法：觀察中性點電流、電壓情況，

12、消弧中性點一次電壓大于3.5V，自檢報投運。檢查中性點一次電壓是否大于3.5V。檢查中性點電流門檻值是否被重新正定。 調容式消弧線圈，檢查調容箱內電容是否有衰減情況，同時減小阻尼電阻的阻值。調匝式消弧線圈只需將阻尼電阻的阻值減小即可。3.2消弧線圈調擋失敗 控制器發(fā)出調擋命令后，未檢測到相應的變檔信息。處理辦法：一次設備的檢測：調容式消弧線圈檢測電容箱內是否有故障，包括電容是否損壞、真空開關是否故障。調匝式消弧線圈檢測有載開關是否故障（包括有載電機和航空插頭以及檔位分接頭）。連接設備的監(jiān)測，執(zhí)行機構包括繼電器以及相關器件是否故障，連線是否接通。3.3中性點位移過限母線PT開口三角電壓超過15%

13、U額（當中性點電壓超過15%U相 時該信號輸出，發(fā)生接地時該信號有輸出）。處理辦法：若發(fā)生接地時，該信號輸出為正常，無需處理；若未發(fā)生接地，則需檢查中性點電壓為何太高。應當首先查看系統(tǒng)三項符合有沒有因為其他原因造成嚴重不平衡，當發(fā)生單相接地故障時，檢查母線電壓互感器一次測中性點是否連接有消除諧振的設備接地。如果有，應去除，因為消弧線圈的街頭已經改變了系統(tǒng)電感參數(shù)，起到防止鐵磁諧振的作用。3.4檔位到底和檔位到頂消弧線圈運行在最低檔或最高擋。處理辦法：調容式消弧線圈在最低檔時補償電流最大，最高當時補償電流最小。調匝式消弧線圈在最低檔時補償電流最小，最高當時補償電流最大。此時注意觀察，必要時可以相

14、應改變一檔（接地時嚴禁操作），因為預調諧裝置在偏離諧振點太原的檔位無法保證計算的準確性，也無法正常跟蹤補償。如果容量不適的報警同時出現(xiàn)，檢測系統(tǒng)電容電流，確定是否消弧線圈的容量不適合系統(tǒng)要求。3.5裝置故障控制器出現(xiàn)故障，主機與觸發(fā)控制板之間的通信異常，觸發(fā)異常等。處理辦法：檢查電源是否故障，以及控制器內部半間是否故障。斷開控制器電源，檢查觸發(fā)控制板是否插牢，板表面是否有異?，F(xiàn)象。檢查同步信號回路、控制柜可控回路。3.6消弧線圈殘流超標（補償失?。埩舸笥谠O定值時，檢查是否與容量不適同時出現(xiàn)，以此確定消弧線圈容量是否已經不適合當前系統(tǒng)的要求。3.7母線電壓異常母線電壓二次值小于10V（此時裝置將停止系統(tǒng)電容電流的測量）。處理辦法。檢查母線PT電壓以及連接線，確定是否因為PT異