消弧装置中性点电压异常升高分析

张晶晶

摘 要：在消弧线圈装置试运行时发现，某变10kV系统经消弧线圈装置补偿后，其中性点位移电压有时出现异常升高，加大电网三相不对称电压，出现“虚幻接地”现象，误报“母线接地”信号。

关键词：消弧装置;中性点;电压

1.原因分析

一是经消弧线圈装置补偿后电网三相对地电压不平衡的原因分析。电网接入消弧装置前，因三相线路不对称性出现的中性点不对称电压Uun≈-KcE;接入消弧装置后（接地刀闸K闭合）中性点出现位移电压，其中，为对称的三相电源相电压;Kc、v、d分别为补偿电网的不对称度、脱谐度、阻尼率。则与的模的比值，即，v、d较小时，是的几十倍，可见消弧线圈装置对中性点处电压有放大作用。接入消弧线圈后三相对地电压分别为，，，可见的急剧升高使、、偏离、、，即三相电压不平衡原因，故须限制的幅值。大量运行经验表明，10kV经消弧线圈装置补偿后的电网发生三相对地不平衡时300V（5%E），当<300V时，基本不会出现不平衡现象。当然，太小将导致调感和跟踪不能正确进行，故其下限值必须大于装置的测量灵敏度。梅岭变增设的两套消弧装置容量分别为70A，试运行时中性点位移电压为510V左右，三相电压出现了不平衡。

二是经消弧线圈装置补偿后电网“虚幻接地”的原因分析。配电网的绝缘监察信号动作值一般整定在15%E，消弧装置调感至谐振点附近时脱谐度v≈0，达到最大值UNmax=KcE/d。不对称度Kc较大且阻尼率d较小的电网中，UNmax将很大甚至15%E，引起接地信号动作，但此时电网并未真正接地，此即虚幻接地。若阻尼电阻R配置过小，则消弧线圈装置调感时系统频繁报接地信号，既给运行人员造成不必要的紧张和麻烦，又给补偿电网正常运行留下隐患，故需采取消除措施。

2.解决措施

若要减小补偿电网三相对地电压不平衡，就必须限制的幅值，使 ≯5%E。从消弧装置的运行经验来看，可用以下3种方法：

一是降低電网的不对称度Kc。架空线路的不对称度Kc 值通常为0.15%～1.15%，偶尔≥2.15%;电缆线路的不对称度Kc 值约0.2%～0.5%。35kV架空线路一般要换位，其不对称度Kc 值较小;而10kV架空线路一般不换位，其不对称度Kc 值较大，很可能也较大。但10kV电网一般要装设接地变压器来引出中性点，因此，可借助梅岭变接地变的高压绕组来改变三相电压的偏离度ε。安装梅岭变干式接地变时，在其高压侧的A、B、C三相各装上调整范围在2×（ ±2.15%）和0的调偏开关，共5个调整档位，分接开关是各相单独调整，调整前首先确认哪相的电压过高或过低，检查发现若A、B、C三相电压哪一相过高，就把该相的调偏开关向“+”调，过低则向“- ”调;若B相电压过高，则A、C两相的调偏开关同时向“- ”调，过低则向“+”调。

二是提高补偿电网的阻尼率d。d=dL +dO+dR，其中dL由消弧线圈的等值电导GL 引起，其值很小可忽略;dO由每相导线对地泄漏电导G引起，与导线的排列位置无关，电网一定时dO值固定;dR 由阻尼电阻R引起。只能通过调整dR来改变d。R一般串联在接地回路里，为计算阻尼率d方便，将R转换成等值的并联电阻形式。

，  dR=， 可见dR与R成正比，故增大R是提高d的有效手段。当不对称度Kc 无法改变，脱谐度ν也因受残流限制而不能增大时，增加R将成为降低的有效选择。将R配置在消弧线圈可调容量一半处的感抗的10%较合适，因倘若如此，则无论消弧线圈运行在容量范围内的哪个位置， 阻尼率d都不会有较大变化，也不会有较大变化，因而不易出现三相电压不平衡的现象，有利于增强消弧装置对不同电容电流的配电网的适应能力。当然，按此法配置的R值会有所增加。

三是增大补偿电网的脱谐度ν。过补偿通常采用脱谐度ν范围在5%～20%之间，残流Id应控制在5A，最大不得超过8A。一般认为脱谐度ν=Id/ Ic ≤10%，脱谐度ν增加后残流Id 相应也要增加，但当系统电容电流Ic 较小（ ≤50A）时取ν=20%，仍可保证残流Id ≤8A而满足规程规定。故自动补偿消装置不应以脱谐度ν而应以残流Id 作为调谐依据，确定过补偿的位置。根据消弧装置的运行经验，电容电流Ic 不大（ 小于50A）时，不对称度Kc一般较大，阻尼率d偏小，若还坚持设定脱谐度ν≤10%，则>5%E，极易出现三相电压不平衡的现象。为此，在保证残流Id <10A的前提下应使脱谐度ν适当取大一些。

3.总结

通过综合考虑对电网设备的影响，及地区较大负荷量，且消弧装置及接地变已经安装完毕，不适用再额外加装调偏开关。同时考虑到系统出现虚幻接地现象，必须使UNmax <15%E，则必须采用增大阻尼率d，因现场实际运行规程规定脱谐度ν≤15%且残流Id ≤8A，确保梅岭变消弧线圈装置值能长期运行在300V以下即可满足运行要求，因此也可以适当调整脱谐度ν，保证 ≯5%E，现场通过方法2和方法3的综合调试，避免中性点位移电压升高造成不对称电压的上升和虚幻接地的出现。使消弧线圈装置运行稳定，可靠补偿系统感性电流，降低10kV馈线接地危害，避免造成设备损坏。

参考文献

[1] 喻建波;魏淑琼;重庆市配电网络中性点接地方式技术分析[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年

[2] 陈慧，罗健，侯晋芳，杨平.电力系统继电保护不稳定因素与检查处理[J].山东工业技术，2015