国网衡水供电公司 河北省衡水市 053000
摘要：消弧线圈可有效地消除配电网络产生线路单相接地时电容电流过大产生的弧光接地电流。准确的测量配电网络对地电容值，对消弧线圈的合理配置起到了至关重要的作用，文章对消弧线圈的选型及如何正确测量配电网络电容电流进行了分析。
关键词：配电网络;消弧线圈;电容电流;测试方法
引言
近年来，随着供电系统的不断改善，10kV及35kV城乡配电网络改变以往架空线为主的输电网络结构，逐步增加电缆线路的建设[1]。配电网的接地电容也随之逐渐增加，由于配电网多为非有效接地系统，接地电容达到一定数值后，配电网的供电可靠性将受到威胁。
为了解决这些问题，在配电网中性点装设消弧线圈是一项有效的保护措施。根据DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定，当电缆线路构成的10kV和35kV系统电容电流分别大于30A和10A时，应加装消弧线圈，以补偿系统电容电流。
1消弧线圈的情况分析
1.1消弧线圈的分类
消弧线圈是一种带铁芯的电感线圈[2]。它接于变压器(或发电机)的中性点与大地之间，构成消弧线圈接地系统。消弧线圈接地系统等效电路是一个LC串联电路，当接近谐振条件时回路中电流很大，消弧线圈电压（中性点位移电压）很大。运行中规定中性点电压Un不大于15%的相电压，即10kV系统不大于866V，35kV系统不大于3kV。
正常运行时，消弧线圈中无电流通过。而当电网受到雷击或发生单相电弧性接地时，中性点电位将上升到相电压，这时流经消弧线圈的电感性电流与单相接地的电容性故障电流相互抵消，使故障电流得到补偿，补偿后的残余电流变得很小，不足以维持电弧，从而自行熄灭。这样，就可使接地故障迅速消除而不致引起过电压。
为有效的补偿系统中产生的电容电流，现在多采用能自动跟踪测量、自动调整补偿的智能式消弧补偿系统。智能式消弧线圈一般由驱动式消弧线圈和自动测控系统配套构成，自动完成跟踪测量和跟踪补偿。常见的有以下三种[3]：
a.调匝式
此类装置属于随动式补偿系统，从消弧线圈引出多个抽头，采用有载调节开关改变工作绕组匝数，达到调节电感的目的。
b.调容式
此类装置在消弧线圈二次侧并联若干组用可控硅（或真空开关）通断的电容器，用来调节二次侧的电容的容抗值。
c.高短路阻抗变压器式
此类装置将高短路阻抗变压器的一次绕组作为工作绕组接入配电网中性点，二次绕组作为控制绕组由2个反向连接的可控硅端接，通过调节可控硅的导通角，使可控硅的等效阻抗在无穷大至零之间变化，输出的补偿电流就可在零至额定值之间连续无极调节。
1.2消弧线圈的控制方式
目前，变电站内消弧线圈补偿容量不断增大，补偿范围也不断扩大，低压母线多采用分段布置，带来了消弧线圈并联运行的问题。根据母线分段运行或并列运行，消弧线圈的控制可采用“一拖一”或“一拖二”的控制方式，两种方式下的母线分段或并列运行情况下的控制方式不同。
1)“一拖一”控制方式
采用一个控制器控制一台消弧线圈的方式，多段母线的消弧线圈需要配置多个控制器。当系统母线分段运行时，两台控制器分别调节消弧线圈进行补偿系统电容电流；系统母线并列运行时，仅有1段控制器对该段消弧线圈进行调谐。
2)“一拖二”控制方式
采用一个控制器控制两台或多台消弧线圈的方式，消弧线圈仅需要配置一个控制器。当系统母线分段运行时，控制器分别计算系统电容电流，调整消弧线圈至目标档位；系统母线并列运行时，通过计算消弧线圈补偿状态，调节消弧线圈进行补偿，过补偿时仅调节一台，一台补偿不足时，差额部分由第二台调节完成。装置一般默认Ⅰ段消弧线圈具有优先权，故障时最先调节或全部投入，差额部分由Ⅱ段消弧线圈调节投入。
1.3消弧线圈的运行情况
目前，系统内接入消弧线圈多采用预、随调式消弧线圈并联或混合并联，调容式消弧线圈或高短路阻抗变压器式消弧线圈独立补偿等方式。
预调式消弧线圈[4]是在系统设计初期，根据系统发生接地故障时的电容电流调节消弧线圈到与之匹配的状态，使得在单相故障发生时，减少接地点的残留。运用预调式消弧线圈与随调式消弧线圈的混并联使用或随调试消弧线圈并联使用等方式，能够很灵活的保证系统投切线路时对系统电容电流的补偿。
运用调容式消弧线圈或高短路阻抗变压器式消弧线圈独立补偿时，系统一般处于母线长期并列运行，且系统电容电流不大或分段母线经串联电阻接地，系统未并列运行的情况。
2正确连接开口三角的方法
从PT开口三角测试系统电容电流要确保测试仪的电流输出端正确连接到开口三角的N-L上。为了确保连接正确，可用万用表分别测量PT二次侧三相电压和开口三角电压。
将三相电压中的最大值减去最小值得到的差和开口三角电压比较，如果两者差不多，就说明找到的开口三角端是正确的；如果两者差别很大，则说明没有正确找到开口三角端。
3现场测试结果分析
2016年8月，对衡水供电公司所属5座变电站采用GW-2005型便携式电容电流测试仪从接地变中性点进行了电容电流测试。测试过程中分段开关均处于合闸状态，分段母线处于并列运行状态。测试部位为接地变中性点，采取可靠的保护措施后对电容电流进行了多次反复测量，保证测试数据的准确可靠，且重复性良好。
从测试数据（见表 1 电容电流测试结果所示）可以看出，有些变电站的电容电流已经超出规程规定的范围，应尽快对系统消弧线圈进行更换，以保证电网安全可靠运行。
表1 电容电流测试结果
本次进行测试的5座变电站10kV系统采用分段母线补偿装置，控制方式为“一拖一”的控制方式，并列运行时仅有1段控制器对该段消弧线圈进行调谐。
根据测试结果显示其中3座变电站存在因架空线路改造成电缆线路后电容电流存在欠补偿状态，同时计算所需消弧线圈的最小容量，其消弧线圈容量同样无法满足系统需求。
当10kV配电系统出现单相故障接地时，系统中产生的单相接地过电压极易损坏电网一次设备。建议对不合格的变电站线路应尽快进行改造，完善电网结构，确保电网安全稳定运行。
4结论
全面开展电容电流测试是保证配网设备安全稳定运行的有效手段。测试人员应合理选择测试方法，在保证人员、设备、电网安全的前提下，简单、快捷的完成测试工作，保证测试结果的准确、可靠，能够对配网系统补偿装置给出专业的运维建议，从而能够及时准确的了解电网运行状况，保障配电网络的安全稳定运行。
参考文献
[1]张明,浅析消弧线圈在电网中的应用[J],河北电力技术, 2003, 22(3):33-34.
[2]尹海昆, 简述调匝式自动调谐消弧线圈及小电流接地选线装置应用系统加装消弧线圈的必要性[J],黑龙江科技信息,2008(22):11-11.
[3]张勇平,王红卫. 变电站35 kV智能式消弧线圈选用与运行分析[J], 湖北电力, 2008, 32(3):42-44.
[4]胡海安. 预调式消弧线圈在实际运用中的问题释疑[J],高压电路,2008,44(4):374-377.
论文作者:陈国瑞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/28
标签：弧线论文; 电流论文; 电容论文; 系统论文; 母线论文; 测试论文; 方式论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;