高阻抗粗細調自動跟蹤消弧線圈裝置的研制

1、高阻抗粗細調自動跟蹤消弧線圈裝置的研制顧精彩1, 趙西平2,王少奎3, 顧潭4(1. 邯鄲市友邦電力技術有限公司,邯鄲市056004；2. 浙江廣天變壓器有限公司，臺州市318020；3. 大慶油田電力集團供電公司，大慶市163453；4. 邯鄲供電公司，邯鄲市056035) 【摘要】本文分析了當前自動跟蹤消弧線圈的運行情況及存在的問題，提出了一種新的結構和調諧方式。詳細地介紹了其組成和特點，具有結構簡單、響應速度快、調節(jié)范圍寬、可靠性高等優(yōu)點?！娟P鍵詞】多二次線圈的高阻抗變壓器 粗細調 開關投切 二次阻尼 自動跟蹤控制0 引言我國666KV配電網絕大多數(shù)采用中性點不接地和消弧線圈接地方式，這

2、是與我國配電網的狀況密切相關，多年的運行實踐證明這是保證配電網安全運行的重要措施之一，但隨著配電網的發(fā)展和擴大，城市電網改造，電力電纜的使用比例加大，配電系統(tǒng)對地的電容電流急劇增大，供電可靠性的要求也日趨迫切，過去采用手動調節(jié)的老式消弧線圈已不能滿足需要，為此國內從九十年代初開始對老式消弧線圈系統(tǒng)進行改造，先后研究開發(fā)成功幾種自動跟蹤的消弧線圈裝置，如調鐵芯間隙式、有載開關調匝式、調容式、調偏磁式和高阻抗相控式等，這些消弧線圈裝置與老式消弧線圈相比其滅弧性和調節(jié)方式等都有了很大的提高，在國內得到了推廣使用，但由于調諧方式和結構的不同使用效果也不一樣，有的產品得到了全面推廣使用，有的產品慢慢被淘

3、汰，從運行情況看，目前無論哪一種產品都有其優(yōu)點和不足。如調鐵芯間隙式和有載開關調匝式都存在機械傳動部分易出故障和調節(jié)速度慢；調容式由于電容器容量大，對系統(tǒng)諧波的放大以及涌流沖擊造成電容量變化；調偏磁和高阻抗相控式存在諧波污染，殘流跟蹤到位的時間比較長，對系統(tǒng)鐵磁諧振無抑制效果。根據(jù)上述情況，我公司分析總結了目前幾種自動跟蹤消弧線圈的特點，研究改進開發(fā)出一種新的高低阻抗以及粗細調相結合：利用永磁開關控制的專利產品（專利號：ZL2006201071840），這種產品即不用有載開關，也不用可控硅調節(jié)，所以無機械傳動部分，無諧波產生。具有結構簡單、響應速度快、殘流穩(wěn)定時間短、調節(jié)范圍寬，調得比較細的新

4、穎產品，現(xiàn)作簡要介紹：1 結構組成成套裝置有五個部分組成：（1）接地變壓器：接地變壓器的高壓側采用Z形接線如圖一，零序阻抗比較小，單相接地時，在接地變上壓降比較小，保證消弧線圈的輸出。接地變除了為消弧線圈提供一個有效的中性點外，它還能帶二次線圈，供站用變使用，必要時設置人為偏移可調整系統(tǒng)不對稱，滿足測量信號的需要。（2）具有高低阻抗的多二次線圈的變壓器如圖二，該變壓器設有3個二次線圈，W2、W3為高阻抗線圈，它的容量分別為額定容量的1/3和2/3負責粗調節(jié)，W4線圈為低阻抗線圈供細調節(jié)的電容器和阻尼部分的電源。（3）粗細調節(jié)和阻尼部分如圖三，由永磁長延時交流接觸器組成粗細調節(jié)，當補償容量不超過

5、額定容量的1/3時，K1閉合W2工作，W4所供的細調電容器工作，根據(jù)需要分別投入K3K6，可以做到調節(jié)范圍030%額定容量；當補償容量超過1/3額定容量時，K2閉合K1斷開W3工作，細調的范圍3366%額定容量；當補償容量超過2/3額定容量時K1再投入，W2、W3都工作，細調部分的調節(jié)范圍為66100%這樣就構成了0100%的寬調節(jié)范圍。細調部分的電容器是額定容量的33%，以1：2：4：8：16的容量來配置?？山M成81632檔的調節(jié)寬度，為防止對系統(tǒng)諧波的放大和涌流沖擊對電容器壽命的影響，配有限涌流和諧波放大的電抗器L1L4。為防止運行中一旦控制部分失去電源接觸器返回造成消弧線圈失去補償作用，

6、采用了長延時永磁接觸器。這種接觸器是特別設計的，控制電源失電是不會釋放的。本裝置的阻尼部分采用二次阻尼方式，由永磁接觸器K7、K8和阻尼電阻R1、R2組成。這種阻尼方式可以適應各種不對稱電網的需要，滿足規(guī)程和用戶對位移電壓的要求，同時也可作為有功增量法選線用。（4）控制器KZQ部分采用高性能微機處理器DSP及外圍電路構成的控制器，用來自動跟蹤測量電容電流，按設定的起調殘流，自動調整消弧線圈的輸出電流，使工作點殘流達到最小值，同時能越限報警、自動消諧、存儲記憶、參數(shù)設定、相互閉鎖、打印、大屏幕漢顯以及通過接口實現(xiàn)遠程通訊滿足無人值守站的要求。根據(jù)需要還兼有小電流選線功能和錄波功能。（5）測量和過

7、電壓保護a、測量信號由外附電流互感器C1、C2以及W4線圈帶的電壓互感器P1、P2供給。b、自動調諧式消弧線圈雖能有效抑制弧光過電壓和鐵磁諧振過電壓，但對斷線諧振、傳遞和接地變兩相運行的過電壓仍有保護的必要。所以中性點增設了內過電壓保護器MOA，加強了對內過電壓的抑制。成套裝置的結構圖如圖四2 特點2.1裝置結構簡單，無復雜機械傳動部分。也不用可控硅調節(jié)，無諧波污染問題，所以工作可靠。2.2采用過補預調方式，系統(tǒng)正常時已預調到最佳工作點等待接地，響應速度快。2.3采用粗細調相結合方式，滿足大容量寬調節(jié)范圍和細調節(jié)的要求。2.4采用二次阻尼方式，安全可靠。適應不同不對稱電壓的電網需要，使中性點位

8、移電壓降到規(guī)程要求的不超過15%相電壓或用戶所要求的水平。2.5在接地瞬間暫態(tài)過程中，由于阻尼電阻的強阻尼作用使暫態(tài)過程縮短，相應的殘流穩(wěn)定時間也縮短，經實測該時間為1025ms左右。這樣消弧線圈能快速投入發(fā)揮作用。2.6高阻抗變壓器的線性度比較好，有利于正確調諧。2.7中性點配有內過電壓保護器，加強對內過電壓的抑制。2.8設有完善的控制系統(tǒng)，采用DSP快速信號處理器構成的控制器功能強大速度快并配有大屏幕漢顯和通訊接口滿足配電網自動化的需要。2.9含有有功增量法的小電流選線功能。3 結束語這種消弧線圈裝置是在總結以往幾種自動跟蹤消弧線圈的基礎上，取長補短改進組合而成。具有結構簡單、響應速度快、調節(jié)范圍寬、性能穩(wěn)定可靠等特點，具有良好的應用前景。參考文獻 【1】趙志麗等，新型TSC式自動調諧消弧線圈 高壓電器 2004，40（5）：339348【2】劉和平等，基于DSP的新型消弧線圈接地系統(tǒng)控制器 2004 電力自動化設備 24（6）：7577【3】胡朝暉等，一種新的諧振接地系統(tǒng)的研制 2003 電力系統(tǒng)自動化 27（5）：5457作者簡介：顧精彩（1935），男，總工，高級工程師，從事變電技術和消弧線圈自動跟蹤技術的研究和應用，E-mail:gujingca