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浅析变电所设计中的接地变、消弧线圈与自动补偿技术

作者：宋玉玲日期：2013-12-12 09:22 来源：《电子制作》

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【文章摘要】
电力是人们生产与生活过程中不可缺少的重要基础能源，变电所是发电企业将电力转变为电能的重要场所，为了保证变电所运行的安全，在对变电所进行设计的过程中往往需要设置接地变压器、消弧线圈与自动补偿技术，从而向人们或者工厂提供充足的电能。本文对此进行全面分析，以供参考。
【关键词】
变电所设计；接地变；消弧线圈；自动补偿技术
0 前言
随着社会经济的快速发展，人们对于电能的需求量不断增加，将35/6kv 终端变电所应用在其中，以便于向人们以及企业、工程提供充足的电能。在矿井建设过程中，大多数都采用的是架空电缆6kv 出线进行设计，这种所产生的单相接地电容电流也相对比较大。根据我国相关规定要求，如果变电所在运行过程中产生的单相接地电容电流超过10A，那么设计者必须要在其中采用消弧线圈接地方式进行设计，本文就变电所设计中的接地变压器、消弧线圈以及自动补偿技术进行全面分析。
1 中性点不接地系统的概述
在电力系统变电所设计过程中，设计者若选择中心点接地方式，那么就需要将其中的电压等级、过电压水平、保护装置等多个因素考虑在其中，以避免点电站在运行过程中受到其他因素的干扰，保证其供电的可靠性以及变电所运行的安全性。中性点不接地系统在电网中具有如下特点：第一，当电网系统在运行过程中出现金属性接地故障之后，中性点不接地系统可以有效的降低其产生的单相电容电流，避免其出现更大的事故；第二，单相金属性接地。即当电流流过发生故障的区域所产生的电流相对比较小，此时变电所就会自动发出信号，之后引起值班人员注意并将其故障排除，知道保证电力系统安全、稳定运行。
2 单相电容电量过大而造成的影响
在变电站设计过程中，如果设计者采用中性点不接地系统就会产生各种各样的问题。例如在实际工作中，电缆出线不断增大，那么电力系统在运行过程中所产生的电容电流也就会不断增加，当其产生的单相电容电流超过10A 之后，那么就会造成以下几个方面的不良影响：1）在电力系统运行过程中，如果出现间歇弧光接地，那么就会产生过高的弧光过电压，此时就会导致变电所中的各种电气设备出现损坏等现象；2）值班人员在对电力系统进行检测的过程中，如果因失误触碰到其中带电的部分，那么就会对人体造成极大的危害，出现大面积灼伤，甚至死亡； 3）在配电网运行过程中经常会出现铁磁谐振过电压现象，这一现象经常会损坏变电所中的电力设备，以致于变电所在运行过程中不够安全，易引起各种安全事故； 4）当电力系统采用中性点不接地系统的过程中，如果出现单相接地，那么就会产生一定的电弧，最终对周边的设备产生较大的影响，不利于电力系统的安全运行，同时，因动物而产生单相接地现象时有发生，这同样会导致系统在运行过程中出现故障，最终导致停电事故，影响到人们的正常生活；5）当单相接地电容电流超过10A 后，那么电流的运行也就存在各种问题，尤其是在雷雨天气下，极容易导致变电所出现跳闸现象，对设备影响非常大。
3 传统消弧线圈所存在的问题
在实际工作中，如果发现单相接地电容电流超过10A，那么设计者必须要采用消弧线圈的方式进行设计与调整。过去，技术人员在采用消弧线圈接地方式的过程中都必须要进行停电操作，不仅会影响到人们的生活和企业的生产，还不利于系统的稳定运行，存在着需要问题，其主要体现在以下几个方面：1）传统的消弧线圈因缺少自动测量系统，因此无法对电网运行中的电容电流以及过电压进行测量，最终导致电容电流过大；2）传统的消弧线圈的调节技术只有五级、九级两种，级数所产生的电流相对较大，采用补偿措施同样也不能够保证其精确度；3）在采用传统的消弧线圈方式的过程中，技术人员一般都需要对系统进行停电操作，既无法保证消弧补偿的连续性，还会导致系统在运行中产生较多的安全隐患；4）消弧线圈抑制过电压的效果与脱谐度大小相关。只有脱谐度不超过±5％时，才能把过电压的水平限制在2.6 倍的相电压以下，传统消弧线豳很难做到；5）运行中的消弧线圈不少容量不足，只能长期在欠补偿下运行；6）单相接地时，由于补偿方式、残流大小不明确，用于选择接地回路的徽机选线装置更加难以工作；7）为提高电网技术和装备水平，推行电网通讯自动化和变电站综合自动化技术狠有必要，实现四遥( 遥信、遥测、遥调、遥控)，实现无人值班，传统消弧线圈也不具备此条件。
4 自动跟踪消弧线圈补偿技术
根据供配电网小电流接地系统对地电容电流超标所产生的影响和投运传统消弧线圈存在问题的分析，应采用自动跟踪消弧线圈补偿技术和配套的单相接地微机选线技术。
4.1 接地变压器
接地变压器的作用是在系统为△型接线或Y 型接线中性点无法引出时，引出中性点用于加接消弧线圈。
4.2 限压阻尼电阻箱
在自动跟踪消弧线圈中，因调节精度高，残流较小，接近谐振点运行。为防止产生谐振过电压及适应各种运行方式，在消弧线圈接地回路应串接阻尼电阻箱。运行中即使处于全补状态，因电阻的阻尼作用，也能避免产生谐振，且中性点电压不会超过l5％相电压，满足规程要求，使消弧线圈可以运行于过补、全补或欠补任一种方式。阻尼电阻可选用片状电阻，根据容量选用不同的阻值。当系统发生单相接地时，中性点流过很大的电流，这时必须将阻尼电阻采用电压、电流双重保护短接。
4.3 调谐和选线装置
自动调谐和选线装簧是关键。所有的计算和控制由它来实现。控制器实时测量出系统对地的电容电流，计算出电网当前的脱谐度，偏差超出预定范围时，通过控制电路接口驱动有载开关调整消弧线幽分接头，直至脱谐度和残流在预定范围内为止。系统发生单相接地时，将系统PT 二次开口三角处的零序电压及各同路零序电流采集下来进行分析处理，通过视在功率、零序阻抗变化、谐波变化、五次谐波等选线算法来进行选线。
5 结束语
随着社会经济的快速发展，人们及企业对于用电的可靠性与质量提出了更高的要求。因此我们必须要对变电所进行全面分析，将接地变、现代化消弧线圈与自动补偿技术应用在其中，从而避免电容电流过大，保证电力系统的稳定运行。
【参考文献】
[1] 蒋丹, 陈笑雨. 消弧线圈自动调谐及接地选线成套装置在变电所中的应用[J]. 黑龙江科技信息.2011(23)
[2] 周岩. 关于中性点经消弧线圈接地系统若干问题的探讨[J]. 赤峰学院学报( 自然科学版).2005(04)