自动跟踪消弧线圈成套装置阻尼电阻箱对母线电压的影响分析

陈文通　高川　吴杰清等

摘 要：自动跟踪消弧线圈成套装置阻尼电阻箱在消弧系统中是一个十分关键的部件，它的运行情况、参数设置，对系统母线电压具有直接的影响。检修人员往往不能透过母线电压异常的现象看到影响其原因的本质，因而觉得中性点消弧系统比较复杂难懂。文章通过原理分析，并结合实例解释了自动跟踪消弧线圈成套装置阻尼电阻箱中元器件、参数的设置对系统电压的影响，提高检修人员的判断能力。

关键词：消弧线圈；阻尼电阻；母线电压

中图分类号：TM475 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）23-0081-02

在6-66 kV电网中，当系统接地电容电流大于10 A时，中性点一般采取谐振接地方式（即中性点经消弧线圈接地），当采用自动跟踪消弧线圈并且为预调谐方式时，因为可以在欠补、全补、过补多种状态下运行，一般为过补状态残流控制在一个级差之内，也就是运行在谐振点或接近谐振点运行，为防止由此引起的串联谐振过电压，在消弧线圈接地回路中串接了阻尼电阻，将中性点的位移电压控制在相电压的15%以下（规程规定）。

在发生单相接地故障时，为避免阻尼电阻上的有功电流使接地残流增大，影响消弧线圈的补偿效果，特别设计了阻尼电阻短接控制回路，并且为了在发生单相接地时提高短接动作可靠性，采用自触发可控硅的方式快速短接电阻器，此种工作方式无需引入电源及其它二次线，因此可以更好地保护控制系统。

1 消弧线圈接地系统中的位移电压与消弧线圈补偿回路的阻尼率的关系

U0为中性点位移电压；E0为系统不平衡电压；d=R/？棕L阻尼率；υ=IC-IL/IC脱谐度。

这表明中性点位移电压U0是一个向量，它与不对称电压向量E0，补偿电网的阻尼率d及消弧线圈脱谐度有关。当电网运行方式确定时，中性点位移电压U0将主要随阻尼率d及消弧线圈脱谐度变化。而现场消弧线圈定值中脱谐度定值已给定，那么中性点位移电压就只能通过阻尼率的改变而改变了。那么到底存在怎样的变化关系呢？

我们可以把消弧线圈装置看作一个整体，其阻抗角由它的感性分量和阻性分量合成。不论内部的电感和电阻是并联还是串联，只要阻抗角相同、阻抗模值相同就是等效的。实际工作中为了方便采用不同的计算方法。

1.1 串联阻尼电阻

1.2 并联阻尼电阻

注意：并联时公式中的R是从实际的阻尼电阻折算到一次以后的数值。X为消弧线圈尾端；R为阻尼电阻；KKG为可控硅。并联谐振电路，如图2所示。

1.3 并联阻尼和串联阻尼可以等效

从以上分析可知，并联阻尼和串联阻尼是可以等效的（注意二者的效果有差异，不是相等的）。

因此，若位移电压U0较大，可适当调大阻尼电阻。但阻尼电阻并不是越大越好，阻尼电阻越大，通过接地点的电流就越大，越不利于灭弧。

2 实例分析

2.1 消弧线圈投入前后母线电压不平衡

xx变#1接地变成套装置投产后发现10 kV I段母线电压3 U0偏大，达到了3.8 V，10 kV I段母线电压8.5 V，均超过了系统允许值。在确认新投产一次、二次设备无问题的情况下，退出接地变消弧线圈，母线电压恢复正常。消弧线圈投入时的母线电压实图，如图3所示。

根据上述分析，检修人员安排#2接地变停役，在现场更改了阻尼电阻连接方式。更改前阻尼电阻值为5.4 Ω，更改后为10.7 Ω。

再次将#1接地变成套装置投入运行，母线电压恢复正常。当然，引起母线电压不平衡的原因有很多方面，本例中是针对投入前后的不平衡综合考虑了以后作出的检修策略。阻尼电阻如图4所示；消弧线圈再次投入时母线电压实图，如图5所示；电阻箱的原理图，如图6所示。

2.2 运行中母线电压不平衡

某110 kV变电站1#接地变消弧线圈投入运行时10 kV母线电压不平衡，根据安排，变电检修班、电气试验班现场进行检查；检查发现消弧线圈本体直阻正常，绝缘正常，但是对阻尼箱进行检查时发现可控硅绝缘板上有熏黑痕迹，测量可控硅阻值发现，可控硅处于导通状态，如图7所示。因此，判断该故障由可控硅击穿短路引起。询问运行人员并查阅装置记录发现，该消弧线圈故障前存在接地补偿动作记录。

若KKG-可控硅处于导通状态，则阻尼电阻R未接入运行，根据分析，中性点位移电压U0自然要增大。

3 结 语

阻尼电阻箱作为一个重要部件其运行维护需要引起足够的重视。在运行中，当系统发生接地，流过电阻器的电流超过一定数值（启动值为5 A），可控硅便可无延时短接电阻器，同时箱体上的短接指示灯亮，所以应定期进行巡检，及时发现问题及时处理。特别是有接地动作后应进行停电检查，并检验动作是否可靠。

参考文献：

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[2] 高云贵，任尚伟，成志.消弧线圈自动跟踪补偿技术分析研究[J].电网技术，2013，（3）.

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[4] 张敬亚.ACHC微机控制消弧线圈自动跟踪补偿装置在现场中的应用[J].中国新技术新产品，2015，（2）.