消弧线圈原理接线

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消弧线圈的原理接线如图所示。它一般经隔离开关接于规定的变压器的中性点与地之间,并装有电压互感器和电流互感器,互感器的二次侧装有电压表和电流表,分别用来测量系统单相接地时消弧线圈的端电压和补偿电流。电压互感器二次侧还装有电压继电器,当有故障时,电压继电器动作,起动中间继电器,一方面使中央预告信号动作,另一方面使消弧线圈屏上的信号灯亮。为了防止过电压损坏消弧线圈,在消弧线圈旁还接有避雷器。

消弧线圈原理接线
图 消弧线圈原理接线
因为系统中容性电流的大小随着系统运行方式的变化而变化,消弧线圈的补偿电流也应随系统运行方式的变化而作相应的调整。过去消弧线圈是靠调节线圈的分接头改变其电感的大小,从而改变流过故障点的电流。要改变分接头,必须先让消弧线圈退出运行,然后或者根据人们的运行经验,或者根据实测电网对地的电容电流的数值,来确定其匝数的多少,很不方便,不能适应电流频繁变化的需要。因此,近十几年来,国内外相继研制出了能够自动跟踪补偿的消弧线圈。
中性点是指发电机和变压器的三相绕组星形接线时的公共连接点。中性点的接地方式对电力系统的安全运行有多方面的影响,它涉及供电的可靠性、电力系统运行的稳定性、短路电流的大小、接地保护方式、过电压的高低和对通信的干扰等诸多方面的问题。电力系统中性点的接地方式主要有两大类,即中性点接地和中性点不接地。在我国60kV及以下的电力系统中性点是不接地的,称为小电流接地系统;110kV及以上的电力系统中性点接地,称为大电流接地系统。
电力系统中的事故以单相接地故障的概率最大。中性点不接地系统发生单相金属性接地时,非接地相的对地电压将上升为线电压,中性点电压将升高为相电压。考虑到三相线路、电缆、配电装置等的对地电容,故障点的电流为非故障相容性电流之和,此接地电流的大小与系统电压、线路长度等有关。若这一电流达到一定数值,将形成间歇电弧或稳定电弧。稳定电弧可能烧毁设备,或者从单相接地电弧扩大为两相或三相弧光短路。周期性地熄灭和重燃的间歇性电弧,将引起电磁能的强烈振荡,产生间歇性电弧接地过电压,危及网络中的绝缘薄弱环节,甚至可能造成击穿。当中性点不接地系统中的接地电容电流超过允许值时,为了减小接地点的电容电流,形成故障点自行熄弧的条件,避免稳定性电弧和间隙性电弧带来的危害,可采用中性点经消弧线圈接地的方式。
消弧线圈有以下三种补偿方式:
(1)全补偿。全补偿方式下,消弧线圈的电感电流等于接地点的电容电流,接地点的接地电流为零。从灭弧的角度来说,全补偿最好,但从电工理论的原理可知,此时正好满足串联谐振条件。当系统因操作等原因使三相系统平衡被破坏时,中性点对地将出现一个电压偏移,而且即使在正常运行时,中性点的电位也不会一直为零,则在中性点电位的作用下就可能发生串联谐振,使中性点和各相对地产生一个很高的过电压,危及电网绝缘。因此不能采用全补偿方式。
(2)过补偿。过补偿方式下,消弧线圈的电感电流大于接地点的电容电流,接地点流过较小的感性电流。这种方式可以避免串联谐振过电压,同时保留了系统进一步发展的裕度。电网大都采用此种补偿方式。
(3)欠补偿。欠补偿方式下,消弧线圈的电感电流小于接地点的电容电流,接地点流有未被补偿的较小的容性电流。在欠补偿的情况下,当系统运行方式改变时,例如电网有一条线路跳闸(此时对地电容相应减小)时,或当线路非全相运行(此时电网一相或两相对地电容减小)时,或频率降低时,或中性点电位偶然升高,使消弧线圈饱和而导致电感值自动变小时,仍然存在发生谐振的可能性,所以一般情况下不采用欠补偿方式,只有在消弧线圈容量不足,不能满足过补偿运行要求时,才采用欠补偿运行方式,且操作必须遵守有关的规定。
消弧线圈的安装地点应根据电网的实际情况来决定,但要保证电网在任何运行方式下,断开一、两条线路时,大部分电网不致失去补偿,所以不应将多台消弧线圈集中安装在电网的一个地方。

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