消弧線(xiàn)圈容量不足的增容措施

標(biāo)簽：配電網(wǎng) 智能電網(wǎng) 消弧線(xiàn)圈

在我國(guó)66KV及以下配電網(wǎng)中，安裝了大量的消弧線(xiàn)圈，由于電網(wǎng)不斷的發(fā)展，出線(xiàn)回路的增加和延伸、電力電纜線(xiàn)路比例的加大和架空絕緣導(dǎo)線(xiàn)的增多等原因，使配電網(wǎng)對(duì)地電容電流急劇增加，致使消弧線(xiàn)圈容量不足的矛盾日趨突出;尤其是新上容量又不適，對(duì)于老式消弧線(xiàn)圈系統(tǒng)，由于沒(méi)有采取防止串聯(lián)諧振過(guò)電壓措施，只好采取過(guò)補(bǔ)方式運(yùn)行，以躲避諧振過(guò)電壓的危害。如果消弧線(xiàn)圈容量不足，無(wú)法保證足夠的過(guò)補(bǔ)償度，極易造成嚴(yán)重的串聯(lián)諧振過(guò)電壓，即使調(diào)到欠補(bǔ)，如系統(tǒng)斷線(xiàn)極易產(chǎn)生幅值比較高的斷線(xiàn)諧振過(guò)電壓，理論上講最高可達(dá)到8.6倍相電壓，嚴(yán)重威脅著系統(tǒng)安全。對(duì)自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈來(lái)說(shuō)容量不足就無(wú)法自動(dòng)調(diào)諧到殘流最小的最佳工作點(diǎn)，從而影響消弧線(xiàn)圈的滅弧功能。因此，消弧線(xiàn)圈容量不足引起的后果是很?chē)?yán)重的，必須及時(shí)地進(jìn)行增容改造，才能確保配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。增容改造方案要根據(jù)具體情況因地制宜的進(jìn)行，大體上有下列幾種做法供參考：

1、如果容量不足的消弧線(xiàn)圈已運(yùn)行多年，設(shè)備技術(shù)狀況又不很好時(shí)，就要采取更新的辦法，最好選用改進(jìn)型性能比較穩(wěn)定可靠的自動(dòng)跟蹤式消弧線(xiàn)圈系統(tǒng)，為安全準(zhǔn)確的調(diào)諧打基礎(chǔ)，將使消弧線(xiàn)圈的功能得到充分的發(fā)揮。

2、如果運(yùn)行的消弧線(xiàn)圈，運(yùn)行年限又不長(zhǎng)，技術(shù)狀況良好時(shí)，可以在系統(tǒng)內(nèi)調(diào)整使用，對(duì)老式消弧線(xiàn)圈適當(dāng)改造，增設(shè)阻尼和內(nèi)過(guò)電壓保護(hù)部分以提高消弧線(xiàn)圈功能，以免造成設(shè)備的積壓。

3、如果容量不足的消弧線(xiàn)圈，運(yùn)行年限不長(zhǎng)、技術(shù)狀況又良好。系統(tǒng)內(nèi)又無(wú)法調(diào)整使用時(shí)，可以采用下列幾種增容措施：

3.1對(duì)35~66KV系統(tǒng)中有中性點(diǎn)的老式消弧線(xiàn)圈，可增加一臺(tái)容量較小的自動(dòng)跟蹤式消弧線(xiàn)圈，在同一地點(diǎn)或條件許可時(shí)在異地(在同一段母線(xiàn)系統(tǒng)內(nèi))把老式消弧線(xiàn)圈作為固定部分如圖1：

如原來(lái)為35KV，550KVA的老式消弧線(xiàn)圈容量不夠了，可增加一臺(tái)275KVA的自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈，可以并在原來(lái)的消弧線(xiàn)圈上，如圖1(a)，也可裝在同一系統(tǒng)內(nèi)其他站的變壓器中性點(diǎn)上如圖1(b)，增容后容量為550+275=825KVA，調(diào)流范圍為4~12.5~37.5A，這樣把原來(lái)老式消弧線(xiàn)圈系統(tǒng)改造為自動(dòng)跟蹤自動(dòng)調(diào)諧消弧線(xiàn)圈系統(tǒng)，消弧線(xiàn)圈功能得到充分的發(fā)揮，對(duì)系統(tǒng)的安全水平提高一步。

如原來(lái)是自動(dòng)跟蹤的消弧線(xiàn)圈系統(tǒng)，容量不足時(shí)可增加一臺(tái)固定式消弧線(xiàn)圈方法同上，就能恢復(fù)原來(lái)消弧線(xiàn)圈的自動(dòng)調(diào)諧功能。

3.2對(duì)6~10KV系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的消弧線(xiàn)圈必須配套接地變壓器接入系統(tǒng)，如果容量不足時(shí)，對(duì)于老式消弧線(xiàn)圈系統(tǒng)，應(yīng)增加一臺(tái)自動(dòng)跟蹤的消弧線(xiàn)圈系統(tǒng)如圖2所示，布置方式可同地布置也可異地布置。這樣整個(gè)系統(tǒng)改造為自動(dòng)跟蹤、自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)，技術(shù)水平大幅提高。

對(duì)原來(lái)為自動(dòng)跟蹤的消弧線(xiàn)圈系統(tǒng)，容量不足時(shí)，如果整套更換，投資比較大，為解決這一問(wèn)題，我公司開(kāi)發(fā)了三相五柱式固定型消弧線(xiàn)圈，它不需要通過(guò)專(zhuān)門(mén)的接地變壓器接入系統(tǒng)。這種消弧線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)是由五個(gè)截面相同的鐵芯柱，其中三個(gè)鐵芯柱上饒有高壓線(xiàn)圈，中間帶有間隙的鐵芯上無(wú)線(xiàn)圈，只是作為零序磁通的通路用，如圖3所示：

三個(gè)柱上的高壓線(xiàn)圈W1一端接入高壓三相電源A、B、C，另一端連接在一起與大地相連接成為三相式電抗器，起到接地變壓器的作用。正常時(shí)三相電壓對(duì)稱(chēng)平衡，該線(xiàn)圈內(nèi)流的是很小的正序勵(lì)磁電流。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，消弧線(xiàn)圈的三相繞組中承受2組電壓，一組是三相對(duì)稱(chēng)的正序電壓，這組電壓與電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)消弧線(xiàn)圈上承受的電壓完全相同。在這組電壓的作用下，消弧線(xiàn)圈僅僅是一個(gè)接地變壓器的功能，只為補(bǔ)償提供一個(gè)中性點(diǎn)，而不產(chǎn)生電感電流起不到補(bǔ)償功能。另一組是三相大小相等，方向相反的零序電壓，在這組電壓的作用下，三個(gè)繞組中的電流同相位并聯(lián)相接，必然在三個(gè)繞組中產(chǎn)生同相位的電流 。因?yàn)樵诶@有線(xiàn)圈的3個(gè)鐵芯中形成同相位的零序磁通 ，該零序磁通只能經(jīng)過(guò)間隙形成回路。這樣在3個(gè)繞組中感應(yīng)出電感電流 ，即成為三相電抗器(容量較大時(shí)，增設(shè)二次電抗器)，這個(gè)電感電流與系統(tǒng)的電容電流在相位上近似相反，起到補(bǔ)償作用。

為保證增容后中性點(diǎn)位移電壓在規(guī)程要求范圍內(nèi)，需要時(shí)增加電網(wǎng)的阻尼，配有高壓串阻，如圖4：

這種消弧線(xiàn)圈的系統(tǒng)特點(diǎn)：

① 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有鐵芯、線(xiàn)圈(干式)、二次電抗器(干式)，正常運(yùn)行時(shí)是一臺(tái)接地變壓器，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，成為一臺(tái)三相電抗器，起到補(bǔ)償作用。

② 安裝方便靈活，占地面積小，可以安裝在主站與原來(lái)消弧線(xiàn)圈并在一起及以外的各條出線(xiàn)上(柱上式)和開(kāi)關(guān)站、開(kāi)閉站和配電室等，同樣起到作用。如圖5

③ 作為主站自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈容量不足需要增容時(shí)，實(shí)為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的解決方案，初步計(jì)算，這種情況約為成套增容更換資金30~50%左右，這是即經(jīng)濟(jì)又安全的增容方案。

④ 由于消弧線(xiàn)圈磁路中有氣息，消弧線(xiàn)圈始終工作在線(xiàn)性段，補(bǔ)償電感的線(xiàn)性度好，所以補(bǔ)償效果好。

⑤ 一個(gè)系統(tǒng)采用自動(dòng)跟蹤集中補(bǔ)償和小型固定分散補(bǔ)償相結(jié)合，自動(dòng)跟蹤部分容量減小了，也降低總體造價(jià)，同時(shí)可使系統(tǒng)殘流減小，有利于滅弧。