智能型消弧线圈

概述

　　长期以来，我国3～66KV的电网大多采用中性点不接地的运行方式。我国国家标准规定，这类电网在发生单相接地故障后允许短时间带故障运行。此类电网中的内部过电压值不高，所以危及电网绝缘安全水平的主要因素不是内部过电压，而是大气过电压（即雷电过电压），因而长期以来采取的过电压保护措施仅是以防止大气过电压对设备的侵害。主要技术措施仅限于装设各类避雷器，按躲过内部过电压设计，因而仅对保护雷电侵害有效，对于内部过电压不起任何保护作用。

　　1、由于电网运行方式的多样化及弧光接地点的随机性，消弧线圈要对电容电流进行有效补偿却有难度，且消弧线圈仅仅补偿了工频电容电流，而实际通过接地点的电流不仅有工频电容电流，而且包含大量的高频电流及阻性电流，严重时仅高频电流及阻性电流就可以维持电弧的持续燃烧。

　　2、当电网发生断线、非全向、同杆线路的电容耦合等非接地故障，使电网的不对称电压升高，可能导致消弧线圈的自动调节控制器误判电网发生接地而动作，这时将会在电网中产生很高的中性点位移电压，造成系统中一相或两相电压升高很多，以致损坏电网中的其它设备。

　　3、消弧线圈体积大，组件多，成本高，安装所占场地较大，运行维护复杂，而且随着电网的扩大，消弧线圈也要随之更换，不利于电网的远景规划。

　　目前国内电网采取经小电阻接地的方式，虽然抑制了弧光接地过电压，克服了消弧线圈存在的问题，但却牺牲了对用户供电的可靠性，一律切除故障线路而且也不能分辨出金属性或弧光接地；使并不存在弧光接地过电压危害的金属性接地故障线路也被切除，扩大了停电范围和时间。由于加大了故障电流，对于弧光接地则加剧了故障点的烧损。

　　而智能型消弧线圈，能将中性点非有效接地系统的相间、相地过电压限制在电网安全范围内，彻底解决了各种过电压设备对电网的威胁，提高了电网安全供电的可靠性。

特点

　　1、多路径实时采样输入信号

　　装置采样输入信号从内附PT、CT和外附PT、CT、阻尼电阻等多路输入，增加实时采样的取点密度（每周波取32点），扩大外附PT的输出电压（由100V提高到200V），提高采样精度，输入信号分别处理，采用双重设计，属国内使用。

　　2、实时测量的高度准确性

　　为消除谐波对采样输入信号的影响，首先在接地变压器内设置了稳定绕组，在控制器内设置有检测系统阻尼率功能并采用了世界先进的“自适应技术”，使控制器能及时依据系统参数较宽范围内的变化，自动跟踪，不论其输入信号值多小（2V以上），控制器都可以满足使用，做到了下限无死区，上限不饱和，消除了采样的失真干扰因素，真正实现了实时测量的高准确性。此改进大大提高了补偿装置实时测量、采样计算的准确性，属国内首创。

　　3、实时跟踪的高可靠性

　　目前，国内外补偿装置在设定脱谐度范围内工作，普遍存在开关频繁动作的问题，我公司采样计算采用“位移电压曲线法”和“相位测量法”两者“相与”的方法，计算结果进行重判，超过设定脱谐度（残流）才给出调档指令，减少有载开关动作次数，使系统始终处于补偿状态。控制开关切换电路采用固态继电器动态控制，实现有载开关电机的过零触发，有载开关级间电压改进为1500KV提高了自身工作可靠性。在控制器上加装计数器，记录开关调节次数。

　　4、实时补偿的宽范围、高精度

　　为扩大补偿电流调节范围，有载调节消弧线圈档位设置为9～18档，补偿电流比例可达5：1。调节档位增多，缩小了间隔电流差值，提高了补偿精度，脱谐度小于±5%，残流小于5A。

　　5、实时跟踪的高速度

　　控制器实时对电力系统的相关检测参数进行采样计算，出现单相接地故障时，微机控制器能在10ms内快速反应故障，并做出相应的处理，对故障的响应由“秒”级提高到“毫秒”级。国内一般消弧线圈有载开关调整时间为12～15秒，我们采用独特的“切换技术”使有载调节时间改进为6～7秒，使调整速度提高一倍，此改进在国内接地补偿装置响应时间上，处于水平，真正实现了实时跟踪的高速度。

　　6、抗干扰能力强

　　控制器采用80C196或PLC或工控机控制为核心（供用户选用），运算速度快，集成度高，抗干扰能力强，多路采集输入信号和输出指令全面隔离，出口双地址控制。杜绝干扰而引起的测量误差、误动作。软件系统实现受干扰自动重入，重要数据采用冗余校验及BCH码校验，干扰引起的数据混乱可自动恢复，彻底解决了“死机”问题。

　　7、装置功能齐全，运行方式灵活

　　装置采用补偿回路串接阻尼电阻的方式，抑制谐振幅值，降低中性点位移电压小于15%相电压，故可根据电网运行的需要，运行在过补、全补、欠补均可。控制器面板显示齐全、操作方便，显示参数有位移电压、电容电流、电感电流、脱谐度、残流、开关档位、U0越限等，具有记忆和打印功能，特别是II型控制器采用大屏幕中文液晶显示，参数显示更直观，可实现人机对话，控制器设有多种通讯串口，满足变配电综合自动化及无人值守站的需要。

　　8、阻尼电阻

　　阻尼电阻短接采用交、直流、微机三回路控制，确保系统在高阻以及金属性接地时阻尼电阻能可靠短接。电阻器选取ZX系列不锈钢无感型，在功率及阻值选取上保证了使此种接地方式安全、可靠，长期运行。

　　9、装置实验检测手段完备

　　装置实验、检测采用的工艺设备和检测手段，利用发电机组供电进行额定电压下的联动实验和电感电流的测量，为装置运行的安全可靠和参数的准确性提供保证；特别是接地变压器和有载调节消弧线圈，引进“三菱”技术，可采用膨胀散热器结构，做成全密封免维护产品（免维护期20年），为变电站无油化创造了条件。

注意事项

　　为使智能型消弧线圈充分发挥自动调谐作用，应注意以下几点问题：

　　（1）智能型消弧线圈与非智能型消弧线圈配合使用，尽量使智能型消弧线圈的补偿容量处于中间档位（此时补偿效果好），避免其补偿容量接近（或低于）下限、接近（或高于）上限。

　　（2）正常情况下，智能型消弧线圈应投入自动运行状态。当控制器自动功能异常或必要时，可将消弧线圈自动调谐装置改为手动（阻尼电阻回路不受影响，正常运行），可用残流为参考值调整。

　　（3）以前预调式消弧线圈在系统接地时需迅速短接接地电阻，而常用的接触器方式虽然采用两套独立的控制方式（交流控制与直流控制并用），但是仍可能出现设备故障情况，而且接地阻尼电阻的爆炸可能导致事故的扩大。现在智能型消弧线圈控制器如发出保护失灵信号，则为阻尼电阻保护回路故障，应迅速将智能型消弧线圈退出运行，以防止系统接地时阻尼电阻烧毁。

　　（4）如阻尼电阻故障，存在阻尼电阻保护回路动作，系统接近谐振的可能性。在事故处理时应将此种情况作为因素之一考虑，应及时采取措施将智能型消弧线圈退出运行。