安防之家讯：我国10kV系统大多数都采用中性点不接地系统。随着10kV系统规模的扩大和电缆应用的普及，单相接地电容电流逐渐增大。根据实际运行经验，单相接地是电网的主要故障形式。10kV系统单相接地电容电流大于10A时，电弧便有可能不会自行熄灭，并极易发展为相间短路故障，当单相接地为间歇性弧光接地时，会引起幅值很高的弧光过电压，很容易击穿系统内绝缘较薄弱的设备，引发严重的事故。



新部颁标准(DL/T6201997)规定：10kV系统(含架空线路)单相接地故障电流大于10A而又需要在接地故障条件下运行时应采用消弧线圈接地方式。

1　自动调谐消弧线圈接地补偿装置

多年来，中性点经消弧线圈接地的方式在我国10kV配电网上得到了广泛的应用。但大多数采用的是手动调节式的消弧线圈接地补偿装置，这种装置的主要缺陷是：

(1)调节不方便，需要装置退出运行才能调节，不能随着电网参数变化而自动调整到最佳补偿状态，运行人员判断困难、操作复杂、补偿精度低。

(2)脱谐度难于控制，只能运行在过补偿状态，不能欠补偿。因为在欠补偿状态下运行若遇到10kV线路故障等切除线路时，易产生严重的谐振过电压，危及设备的绝缘。

自动调谐消弧线圈接地补偿装置是靠自动控制器，根据电网电容量的变化控制有载调节开关来改变消弧线圈电感，使接地电容电流得到电感电流的有效补偿的。这种装置能够自动跟踪电网参数调整补偿电流值，并具有较好的限制过电压措施。这种补偿方式实质上是一种预补偿，在系统发生接地故障前，消弧线圈即已调整到最佳的补偿状态。因此，中性点经消弧线圈接地应尽量选用自动调谐式。

自动调谐消弧线圈接地补偿装置(见图1)的主要设备有接地变压器、消弧线圈、阻尼电阻、有载调节开关及自动控制器，正确选择这些设备的技术参数是保证该装置高效、可靠和经济运行的关键。



2　消弧线圈的选择

从已有的技术方案来看，消弧线圈调节电流的方式可分三类：(1)采用有载(对自动调节方式而言)调节开关调节消弧线圈的匝数，即调匝式，非连续调节；(2)可调铁芯气隙式，理论上可连续调节；(3)直流偏磁式，可连续调节。目前，调匝式产品较为成熟、可靠性高、运行经验多，技术性能比较先进，国内外绝大多数补偿装置都采用这种方式，故宜优先选用。

(1)消弧线圈容量的确定。

应主要根据系统单相接地故障时电容电流的大小来确定，并应留一定裕度，以适应系统今后的发展和满足设备裕度的要求等。消弧线圈的容量可按下式确定：

Q=1.35Ic　

式中Q——消弧线圈的容量kVA

Un——系统标称电压kV

Ic—对地电容电流A，对于改造工程，Ic应以实测值为依据；对于新建工程，则应根据10kV配电网络的规划、设计资料进行计算。

(2)　消弧线圈分接头数量的选择。

消弧线圈分接头数越多，调节精度越好，但设备就越复杂。分接头数量决定装置可以达到的最小脱谐度。脱谐度(用υ表示)不仅影响单相接地弧道中的残流(用Ig表示，部颁标准规定：Ig不宜大于10A)，还影响恢复电压的上升速度，成为影响灭弧的重要因素。

υ=　×100

不计残流中的高次谐波分量时，残流值可按下式计算：

Ig=Ic　

式中Ic——对地电容电流

IL——消弧线圈电感电流

d——系统的不对称度

根据要求的脱谐度，可以按下式计算消弧线圈必要的分接头数量N。消弧线圈两相邻分接头对应的电流为In 1和In，两者应遵循In 1-In≤2υIn的关系，设Imax与Imin分别为消弧线圈调节电流范围的上下限，则：Imax=Imin(1 2υ)N-1因此可以得出：

N=1 　

脱谐度数值的选取应适当。一方面，脱谐度的减小不仅能减小单相接地弧道中的残流，还可以降低恢复电压的上升速度，从这一角度来看，脱谐度越小越好；但另一方面，脱谐度的减小会使消弧线圈分接头数量增多，增加设备的复杂程度，还会使有载调节开关频繁动作，降低设备运行的可靠性。

运行经验表明，脱谐度不大于5就能很好地灭弧、维持较理想的残余电流和恢复电压的上升速度。

3　接地变压器的选择

我国主变压器10kV侧绕组为Δ接法，无中性点，要装设消弧线圈接地补偿装置，就需要设置一个人工的中性点。一种方法是利用10kVY，yn联结的配电变压器的高压侧中性点，这种做法有多方面的不利因素；另一种方法是采用ZN，yn联结的专用接地变压器，这是一种较理想的方法。接地变压器零序磁通所产生的附加损耗小，零序阻抗低，能保证单相接地时95的相电压加到消弧线圈上，因此作为人工中性点接入消弧线圈非常合适。其原边采用Z型结线，以达到与消弧线圈配合的目的，其副边采用星形结线，可以带一定的二次负荷，兼作所用变压器使用。这样，可使接地变压器与所用变压器合二为一，既减少了损耗和建筑物面积，又节省了投资。

接地变压器的容量应与消弧线圈的容量相配合。当接地变压器只带消弧线圈，无二次负载时，接地变压器的容量与消弧线圈的容量相等即可，当接地变压器除带消弧线圈外，还兼作所用变压器使用时，接地变压器的容量应大于消弧线圈的容量，具体大多少应根据接地变压器二次侧的容量来定。系统单相接地时，流过接地变压器的电流是零序电流与二次负荷电流的矢量和。

4　阻尼电阻的选择

阻尼电阻串接于消弧线圈回路中，其目的主要是增大系统的阻尼，抑制谐振过电压，确保系统正常运行时中性点长时间的位移电压不超过15相电压。它是保证整套装置安全有效运行的一个重要环节。阻尼电阻的阻值应根据系统参数及消弧线圈电抗值的调节范围(XLmin～XLmax)选取。

加装消弧线圈装置后(图2)，系统正常运行时中性点的位移电压Uo最严重的情况是：①、系统处在全补偿状态，即系统位于谐振点时；②、消弧线圈档位电流最小(Imin)，即消弧线圈电抗值调节在最大档位(XLmax)时。



Uo=　≤0.15　

由此可以得出R≥

其中XLmax=　

考虑到d远小于15，则上式可简化为：

R≥

式中Eo——系统的不对称电压

d——系统的不对称度，主要由系统三相对地电容的不平衡程度决定，受电力线路的类型、导线排列方式、线路途经的地形地貌及当地气候条件等因素影响。对于改造工程，d宜以实测值为依据；对于新建工程，要认真调查分析，一般情况下可根据实际情况在0.8～1.8之间取值。

实际应用时，阻尼电阻的阻值不宜选择太大，以增强自动调节器的抗干扰能力和灵敏度。一般可按上式的计算值增加20～50取值。

阻尼电阻宜选择抗高温性能优良的不锈钢带电阻。当系统发生单相接地故障时，应尽快将阻尼电阻短接，否则就会降低消弧线圈的出力或烧毁阻尼电阻，当系统恢复正常时，应确保阻尼电阻短接触点断开，使阻尼电阻正常串接在消弧线圈回路中，否则系统有可能因失去阻尼而出现谐振过电压。


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