摘要：电力系统中性点接地方式是一个涉及电力系统许多方面的综合性技术课题，它不仅涉及到电网本身的安全可靠性、过电压绝缘水平的选择，而且对通讯干扰、人身安全有重要影响。在配电网中性点接地中，应用消弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障后，故障点流过电容电流，消弧线圈提供电感电流进行补偿，使故障点电流降至10A以下，有利于防止弧光过零后重燃，达到灭弧的目的。基于此，本文就消弧线圈在配电网中性点接地中的应用展开论述。
关键词：配电网；中性点接地；消弧线圈；应用
1.配电网中性点接地方式分析
配网中性点接地中，主要有三种接地方式，分别为中性点不接地方式、中性点经电阻接地方式以及中心点经消弧线圈接地方式。其中采用中性点经消弧线圈接地方式，作用是为解决中性点不接地系统单相接地电流大，电弧不能熄灭的问题。在系统发生单相接地故障时，利用消弧线圈的电感电流对接地电容电流进行补偿，使流过接地点的电流减小到能自行熄弧范围。其特点是线路发生单相接地时，按规程规定电网可带单相接地故障运行2h。对于中压电网，因接地电流得到补偿，单相接地故障并不发展为相间故障，因此中性点经消弧线圈接地方式的供电可靠性，大大的高于中性点经小电阻接地方式。
2.KD-XH型配电网智能化快速消弧系统研制背景
理想的中性点接地运行方式是：采用快速动作的消弧线圈作为接地设备，对瞬时性单相接地故障，能快速补偿，正确识别故障消除并迅速退出补偿；对非瞬时性单相接地故障，系统在消弧线圈补偿的同时在很短的时间（远小于10秒）内能正确判断接地线路，将故障线路切除，从而提高配电网的供电可靠性。同时系统若采用80%避雷器作为过电压保护，使设备的绝缘要求可以降低至与低阻接地方式相同。
而为了实现上述中理想的接地运行方式，我司研制生产了一种KD-XH型配电网智能化快速消弧系统，它采用全新的高短路阻抗变压器式可控消弧线圈和大功率可控硅技术，配以先进的新型控制器和DDS型单相接地故障检测装置，可实时跟踪配电网，在瞬时性单相接地故障时能快速补偿，正确识别故障消除并迅速退出补偿，对非瞬时性单相接地故障既能快速（远小于10秒）判断故障线路（通过多次校验）并跳闸（可选），又可以按传统消弧线圈接地方式持续运行。
3.配电网中性点接地中KD-XH型可控消弧线圈的应用
3.1工作原理
KD-XH消弧系统采用国内首创的高短路阻抗变压器式可控消弧线圈，其结构原理图如下：
变压器的一次绕组作为工作绕组（Nw）接入配电网中性点，二次绕组作为控制绕组（ ）由两个反向并接的可控硅（SCR）短路，可控硅的导通角由触发控制器控制。该变压器的短路阻抗高达100%。调节可控硅的导通角由0至180度之间变化，使可控硅的等效阻抗ZSCR在无穷大至零之间变化，则 两端的等效阻抗Zeq就在无穷大至变压器的短路阻抗Zsc之间变化，输出的补偿电流就可在零至额定值之间得到连续无级调节。该高短路阻抗变压器式可控消弧线圈专门设计了二次绕组回路，并配合控制柜内的滤波回路，能就地滤除、抑制可控硅导通时产生的谐波，使输出的电流保持为工频电流。可控硅工作于与电感串联的无电容电路中，其工况既无反峰电压的威胁又无电流突变的冲击，因此可靠性得到保障。
3.2组成部分
3.2.1接地变压器
对于35kV、66kV配电网，变压器绕组为Y接法，有中性点引出，变压器零序阻抗较低时可不用接地变。对于6kV、10kV配电网，因变压器绕组为 接法，需要用接地变压器制造中性点，以便加装消弧线圈。为降低零序阻抗，接地变压器一般采用Z形接线，并可带适当的二次容量兼做站用变。
3.2.2高短路阻抗变压器式消弧线圈
3.2.3就地控制柜
用于装配大功率可控硅及相应的滤波装置，与消弧线圈就近安装。
3.2.4中心控制屏
①系统控制器
实现对配电网单相接地故障的全过程智能化处理。通过实时采集系统中性点电压、电流的幅值和相位，自动跟踪配电网的变化，并测量配电网的电容电流；自动识别系统中单相接地故障的发生和消失，并快速启动和退出消弧线圈的补偿；自动打印出接地故障发生和消除时间、接地线路代码、是否已发送跳闸信号、接地时系统中性点电压及与其对应的电容电流、消弧线圈补偿电流等信息。控制系统实时跟踪配电网当前零序电容电流，并由此自动优化有关参数，确保接地残流限制到规定值以下。系统的相关信息可通过装置的RS-232口或RS-485口远传，适应无人值守变电站要求。
系统控制器有“一控一”型和“一控二”型两种基本单元。“一控一”即一台系统控制器可控制一台消弧线圈；“一控二”即一台系统控制器可控制两台消弧线圈，两台消弧线圈可实现分列或并列运行，每台消弧线圈只需满足安装段容量要求即可。以此两种基本单元为基础，可实现多台消弧线圈的并联运行。
②DDS型单相接地故障检测装置（可选件）
采用独特的”小扰动选线原理”和先进的DSP技术（可以多次校验），克服系统运行方式、接地电流小等问题的影响，通过与系统控制器的有效配合，能够正确检测出故障线路，并将选线结果远传至调度。
③跳闸箱（可选件）
配套DDS型配电网接地故障智能检测装置使用的，选线结果通过跳闸箱接入开关跳闸回路，作用于接地故障线路开关跳闸，跳闸时间可以设定。
3.3技术特点
3.3.1响应极快
可在发生单相接地故障后立即（小于5毫秒）动作，极快地输出补偿电流而抑制弧光，防止因弧光引起空气电离而造成相间短路；同时，能有效地消除相隔时间很短的连续多次的单相接地故障，例如间歇性弧光接地或雷雨季节中阵发性多条线路弧光接地等。
3.3.2多台消弧线圈之间可实现并联运行
本系统的组成方式灵活，一台系统控制器可以控制一台消弧线圈，也可以同时控制两台消弧线圈，以此为基本单元，可实现多台消弧线圈之间的并列运行，单台消弧线圈只需满足安装段容量需要。通过引入母联开关辅助常开接点，系统控制器能自动识别系统运行方式。
3.3.3具备故障录波功能（可选）
记录消弧线圈电流和消弧线圈端电压变化波形。录波文件能记录接地故障前、接地故障初始时段、接地故障消失前时段、接地故障消失后时段零序电压及补偿电流波形。录波文件满足comtrad格式对文件结构的要求，控制器配置传送录波数据的软件和端口。
结束语：综上所述，由于传统消弧线圈接地方式存在着一定的局限性，为此，本文分析了一种KD-XH型可控消弧线圈，这种消弧线圈有着响应快、可实现多台消弧线圈并联运行及具备故障录波功能等诸多优点，在电力、石化、冶金、煤炭等行业中有着优良的运行记录，因此值得应用推广。
参考文献：
[1]罗超.配网中性点接地方式分析及接地故障处理[J].科技视界.2017.
[2]张玲玲.消弧线圈接地系统的单相接地选线研究[J].中国管理信息化.2017.
[3]曾祥耀，饶玉凡.一种新型磁控消弧线圈在配网中的应用研究[J].电气自动化.2013.
论文作者:邓润利1,黄春伟2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/10
标签：弧线论文; 故障论文; 单相论文; 电流论文; 方式论文; 变压器论文; 阻抗论文; 《基层建设》2018年第20期论文;