[發明專利]一種配電網消弧線圈調諧方法

無效

• 申請號: 201310412009.9
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103500992A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 夏小飛;鄧雨榮;黃金劍;陳慶發;魯鐵成
• 申請（專利權）人: 廣西電網公司電力科學研究院
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及配電網領域，具體涉及一種配電網消弧線圈的調諧方法。

背景技術

近年來我國配電網發展迅速，其中的電力電纜線路規模隨之日益增大，配電網系統電容電流急劇增加。為了提高供電可靠性，減小接地故障時的接地電流，需要對系統電容電流進行補償，這可以通過系統中性點經消弧線圈接地來實現。隨調式消弧線圈由于其優良的特性，在配電網中得到越來越廣泛的應用。隨調式消弧線圈在系統正常運行時，實時測量系統電容電流，并在遠離諧振點的位置運行，理論上這時消弧線圈等值為一無窮大阻抗。當檢測到系統發生單相接地時，迅速將消弧線圈電抗值調整至故障前測定的參數，對電容電流進行補償，補償方式為過補償。在消弧線圈動作補償接地電流，并判斷為永久性接地故障后進行選線，選線原理包括小擾動法，并聯中值電阻法等。隨調式消弧線圈的調諧方式特點是先快速補償以熄滅電弧，然后選線判斷故障線路。但在實際運行中，消弧線圈裝置對接地的判定需要一時間，影響了補償的速度，而現有選線方法的選線準確率不能保證。因此，對隨調式消弧線圈裝置做出準確的評估，并針對性提出優化方案是十分必要的。

隨調式消弧線圈是裝置在系統正常運行時，測量系統電容性電流，并設定補償參數，正常狀態時消弧線圈在遠離諧振點的位置處運行，當系統發生單相接地，迅速將電抗器調整至故障前測定的參數，對電容電流進行補償。有多種消弧線圈都是按照上述隨調方式調諧，包括相控式消弧線圈、調直流偏磁式消弧線圈和調容式消弧線圈等。

系統的運行方式的變化導致其電容電流改變，消弧線圈自動跟蹤補償裝置必須及時測量當前運行方式下的電容電流，以確定消弧線圈的最佳補償效果。

正常運行時，系統中性點對地會有電位，如果消弧線圈完全調諧，即全補償方式，中性點電位將非常高。運行方式確定后，電網的三相對地電容不再改變，脫諧度的變化由消弧線圈電感值的改變引起。為了保證系統的正常運行，維護三相對地電壓的平衡，中性點位移電壓應不大于額定相電壓的15％，隨調式消弧線圈采用脫諧度遠離諧振點的運行方式，理論上這時消弧線圈的等值阻抗為無窮大，即系統中性點不接地。

隨調式消弧線圈有著良好的動作特性，比如相控式消弧線圈通過調整可控硅的導通角來實現消弧線圈阻抗的快速調整。一旦裝置檢測到單相接地故障發生，就可立即將消弧線圈調至低脫諧度的過補償狀態。在單相接地故障時，消弧線圈與電網對地電容發生并聯諧振。消弧線圈運行在諧振點附近，從而減小故障點電流，保證接地電弧可靠自熄。

隨調式消弧線圈對接地故障的判斷需要一定時間，即裝置響應時間。裝置響應時間的存在使得消弧線圈不能第一時間對接地電流進行補償，抑制過電壓。

隨調式消弧線圈的選線方法主要采用小擾動法。小擾動法是利用自動調諧消弧線圈補償度的改變前后，各出線零序電流的變化選擇故障點，其中故障線路變化量為最大，據此判定故障線路。該方法雖然在電力系統配電網廣泛應用，但受高阻接地故障對電流增量的影響，故障選線可靠性進一步提高較為困難。

并聯中值電阻法也是一種應用廣泛的選線方法，是在消弧線圈旁通過斷路器并聯一個中值電阻進行選線。當發生永久性接地故障，使故障接地點產生一個有效的電阻電流，再利用此有效分量作為選線信號，故障線路變化量最大，選線結束后立即切除電阻，通流時間從數百秒至數秒。由于附加電流大，中電阻的選線可靠性和靈敏度較好，在已有的選線方法中處于領先地位。但是，并聯中值電阻增加了設備投資，且由于電阻投切機械動作可靠性以及電阻功率不夠，可能造成電阻爆炸事故，還可能發生投切開關的耐壓和開關壽命等一系列問題。

隨調式消弧線圈在系統正常情況下的阻抗為一個非常大的值，所接的中性點基本處于不接地狀態，接地故障發生時，裝置檢測到接地故障后才投入工作，存在一定的裝置響應時間，此類消弧線圈裝置響應時間較慢，一般大于40ms，間歇性電弧接地的特點是時間短，為毫秒級，而間歇性電弧接地過電壓較單相穩定接地過電壓倍數要高。因此，有必要研究間歇性電弧接地過電壓倍數與裝置響應時間之間的關系。

對間歇性電弧接地的機理分析分為兩種，一種是高頻熄弧理論，一種是工頻熄弧理論。下面就用兩種理論對不同的電網接地方式進行仿真計算。