消弧线圈容量不足的增容措施

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在我国66KV及以下配电网中，安装了大量的消弧线圈，由于电网不断的发展，出线回路的增加和延伸、电力电缆线路比例的加大和架空绝缘导线的增多等原因，使配电网对地电容电流急剧增加，致使消弧线圈容量不足的矛盾日趋突出;尤其是新上容量又不适，对于老式消弧线圈系统，由于没有采取防止串联谐振过电压措施，只好采取过补方式运行，以躲避谐振过电压的危害。如果消弧线圈容量不足，无法保证足够的过补偿度，极易造成严重的串联谐振过电压，即使调到欠补，如系统断线极易产生幅值比较高的断线谐振过电压，理论上讲最高可达到8.6倍相电压，严重威胁着系统安全。对自动跟踪消弧线圈来说容量不足就无法自动调谐到残流最小的最佳工作点，从而影响消弧线圈的灭弧功能。因此，消弧线圈容量不足引起的后果是很严重的，必须及时地进行增容改造，才能确保配电网安全稳定运行。增容改造方案要根据具体情况因地制宜的进行，大体上有下列几种做法供参考：

1、如果容量不足的消弧线圈已运行多年，设备技术状况又不很好时，就要采取更新的办法，最好选用改进型性能比较稳定可靠的自动跟踪式消弧线圈系统，为安全准确的调谐打基础，将使消弧线圈的功能得到充分的发挥。

2、如果运行的消弧线圈，运行年限又不长，技术状况良好时，可以在系统内调整使用，对老式消弧线圈适当改造，增设阻尼和内过电压保护部分以提高消弧线圈功能，以免造成设备的积压。

3、如果容量不足的消弧线圈，运行年限不长、技术状况又良好。系统内又无法调整使用时，可以采用下列几种增容措施：

3.1对35~66KV系统中有中性点的老式消弧线圈，可增加一台容量较小的自动跟踪式消弧线圈，在同一地点或条件许可时在异地(在同一段母线系统内)把老式消弧线圈作为固定部分如图1：

如原来为35KV，550KVA的老式消弧线圈容量不够了，可增加一台275KVA的自动跟踪消弧线圈，可以并在原来的消弧线圈上，如图1(a)，也可装在同一系统内其他站的变压器中性点上如图1(b)，增容后容量为550+275=825KVA，调流范围为4~12.5~37.5A，这样把原来老式消弧线圈系统改造为自动跟踪自动调谐消弧线圈系统，消弧线圈功能得到充分的发挥，对系统的安全水平提高一步。

如原来是自动跟踪的消弧线圈系统，容量不足时可增加一台固定式消弧线圈方法同上，就能恢复原来消弧线圈的自动调谐功能。

3.2对6~10KV系统，这种系统的消弧线圈必须配套接地变压器接入系统，如果容量不足时，对于老式消弧线圈系统，应增加一台自动跟踪的消弧线圈系统如图2所示，布置方式可同地布置也可异地布置。这样整个系统改造为自动跟踪、自动调谐系统，技术水平大幅提高。

对原来为自动跟踪的消弧线圈系统，容量不足时，如果整套更换，投资比较大，为解决这一问题，我公司开发了三相五柱式固定型消弧线圈，它不需要通过专门的接地变压器接入系统。这种消弧线圈的结构是由五个截面相同的铁芯柱，其中三个铁芯柱上饶有高压线圈，中间带有间隙的铁芯上无线圈，只是作为零序磁通的通路用，如图3所示：

三个柱上的高压线圈W1一端接入高压三相电源A、B、C，另一端连接在一起与大地相连接成为三相式电抗器，起到接地变压器的作用。正常时三相电压对称平衡，该线圈内流的是很小的正序励磁电流。当电网发生单相接地故障时，消弧线圈的三相绕组中承受2组电压，一组是三相对称的正序电压，这组电压与电网正常运行时消弧线圈上承受的电压完全相同。在这组电压的作用下，消弧线圈仅仅是一个接地变压器的功能，只为补偿提供一个中性点，而不产生电感电流起不到补偿功能。另一组是三相大小相等，方向相反的零序电压，在这组电压的作用下，三个绕组中的电流同相位并联相接，必然在三个绕组中产生同相位的电流 。因为在绕有线圈的3个铁芯中形成同相位的零序磁通 ，该零序磁通只能经过间隙形成回路。这样在3个绕组中感应出电感电流 ，即成为三相电抗器(容量较大时，增设二次电抗器)，这个电感电流与系统的电容电流在相位上近似相反，起到补偿作用。

为保证增容后中性点位移电压在规程要求范围内，需要时增加电网的阻尼，配有高压串阻，如图4：

这种消弧线圈的系统特点：

① 结构简单，只有铁芯、线圈(干式)、二次电抗器(干式)，正常运行时是一台接地变压器，当系统发生单相接地时，成为一台三相电抗器，起到补偿作用。

② 安装方便灵活，占地面积小，可以安装在主站与原来消弧线圈并在一起及以外的各条出线上(柱上式)和开关站、开闭站和配电室等，同样起到作用。如图5

③ 作为主站自动跟踪消弧线圈容量不足需要增容时，实为经济实惠的解决方案，初步计算，这种情况约为成套增容更换资金30~50%左右，这是即经济又安全的增容方案。

④ 由于消弧线圈磁路中有气息，消弧线圈始终工作在线性段，补偿电感的线性度好，所以补偿效果好。

⑤ 一个系统采用自动跟踪集中补偿和小型固定分散补偿相结合，自动跟踪部分容量减小了，也降低总体造价，同时可使系统残流减小，有利于灭弧。