消弧线圈的运行维护及异常分析处理

国网大庆供电公司 163458

摘要：消弧线圈利用其产生的电感电流与接地时容性电流相抵消，使接地点的电流降到最小，根据消弧线圈在系统中的特殊性，对其各种操作和异常有着严格的借定和要求，如分接开关的倒换、各种补偿方式下线路的停送电与倒换分接开关的顺序、以及一台消弧线圈从一台主变中性点倒换至另一台主变中性点运行、主变与消弧线圈同时停电的顺序、注意事项等。另外对消弧线圈的异常处理进行了阐述。

关键词：消弧线圈；小电流接地系统；补偿方式；隔离开关；变压器

0 引 言

在35-60kV的高压电网中，多采用中性点经消弧线圈接地的方式，如果消弧线圈能够正确运行，则是消除电网因雷击或其他原因而发生瞬时单相接地故障的有效措施之一。由于该设备不象其它设备那样普遍被人所熟知，所以，对它的的操作和异常情况缺乏实际经验和判断处理能力。为此我查找了相关资料，并结合生产实际，整理了一些有关消弧线圈的操作和异常处理方法。帮助本工区人员提高解决实际问题的能力，进而正确判断和处理异常。

1 消弧线圈的工作原理

在中性点不接地系统子中，单相接地电容电流超过规定数值时，电弧将不能自行熄灭，为了要造成故障点的自行灭弧条件，就应采取减小接地电流的措施，在变压器中性点与大地之间接入消弧线圈就可以减小接地电流，如图（a）在正常工作时，中性点的电流为零（假设电源对称，三相对地电容值相等）所以没有电流通过线圈，当某相（如C相）发生金属性接地时，则作用在消弧线圈两端的电压正是地对中性点电压Úc，并有电感电流ÍL通过消弧线圈和接地点，ÍL滞后与Úc90º。接地点通过的电流是单相接地电容电流Íc（超前于Úc90°）和消弧线圈和电感电流ÍL的向量和，由于ÍL和Íc两者相差180°，所以在接地点ÍL和Íc起互相抵消作用（或叫补偿作用），其向量图如图（b）所示，如果适当选择消弧线圈电感（匝数），可使接地点的电流变得很小或等于零，在接地点就不致产生电弧以及由电弧所引起的危害。

中性点经消弧线圈接地的系统和中性点不接地的系统一样，发生一相完全接地时，接地相对地的电压变为零，未故障相对地的电压值升高1.732倍，因此，这种系统各相对地的绝缘水平也按线

电压考虑。

根据消弧线圈的电感电流对接地电容电流补偿程度的不同，可有三种补偿方式：

1.1 全补偿 使得IL=Ic（1/ωL）=3ωС，接地点电流为零称为全补偿，从消弧线圈的观点来看，全补偿应为最好，但实际上并不采用这种补偿方式，这是因为在正常运行时，由于电网三相的对地电容并不完全相等或断路器操作时三相触头不能同时闭合等原因，致使在未发生接地故障情况下，中性点对地之间出现一定的电压（称为不对称电压），此电压将引起串联谐振过电压，危及电网的绝缘。

1.2 欠补偿 使得IL

1.3 过补偿 使得IL>Ic（1/ωL>3ωC）接地处具有多余的电感性电流称为过补偿，过补偿方式可避免谐振过电压的产生，因此得到广泛采用，但必须指出，在过补偿方式下，接地处将流过某一数值的电感性电流，这一电流值不能超过规定值 否则故障点的电弧不能可靠地自动熄灭 由于中性点经消弧线圈接地的系统，可使接地处的电流减小，这也就减小了单相接地时产生的电弧和由它发展为多相短路的可靠性，尤其在瞬时性接地时，因为电弧可以很快地熄灭，线路可不被断开。

运行经验证明，这种系统在单相接地时可继续运行一段时间（一般不超过2小时），以便运行人员采取措施，查出故障点，在最短时间内消除故障，保证系统安全运行。

2 消弧线圈的构造和接线

消弧线圈是一个具有铁芯的电感线圈，线圈的电阻很小，电抗很大，铁芯和线圈均浸在变压器油中，外形和单相变压器相似，但其铁芯的构造与一般变压器的铁芯不同，消弧线圈的铁芯柱有很多间隙，间隙中填着绝缘纸板，采用带间隙铁芯，主要是为了避免磁饱和，这样可以得到一个比较稳定的电抗值，使补偿电流与电压成比例关系，因而消弧线圈能保持有效的消弧作用。

由于系统中的电容电流随运行方式变化，因此要求消弧线圈的电抗值也应相应的调节，才能达到补偿的目的，消弧线圈有许多分接头，用以调整线圈匝数，改变电抗的大小，从而调节消弧线圈的电感电流，以补偿接地电容电流，达到消弧目的。

消弧线圈的接线如图（C）所示，为了测量系统单相接地时消弧线圈的端电压和补偿电流，消弧线圈XQ内部还装有电压互感器YH和电流互感器LH，电压互感器二次线圈的电压为110V、额定电流10A，电流互感器装于接地端，其二次额定电流为5A在电压互感器和电流互感器的二次侧分别接有电压表和电流表。

图中的电压继电器动作后，使中间继电器触点闭合，一方面中央警告信号装置动作，另一方面消弧线圈盘上的信号灯亮，使值班人员及时注意有接地情况发生，此时，消弧线圈的隔离开关旁边的信号灯亦亮，指示网络中有接地存在，或者中性点的对地电压偏移很大，不允许操作消弧线圈的隔离开关，为了防止大气过电压损坏消弧线圈，并接避雷器FZ-20。

3 消弧线圈运行的一般规定

消弧线圈的类型：油浸消弧线圈、干式消弧线圈、带自动调谐装置消弧线圈

规定：

3.1 油浸消弧线圈工作时限为2小时，同时冷却介质+40℃时最高顶层油温不许超过95℃，一般不宜经常超过85℃，当冷却介质温度较低时，顶层油温也相应降低。

3.2 干式消弧线圈的工作时间不允许超过2小时，在环境温度为+40℃时，绕组允许平均温升100K。

3.3 自动调谐装置参数由继电人员设置后，其它人员不得改动，正常运行中只允许读取信息。

3.4 自动调谐装置正常应设置在自动调谐工作方式。

3.5 系统发生单相接地后，自动调谐装置动作时，最小脱谐值应小于5%，最小残流小于5A。

3.6 统发生接地时禁止测试控制盘上设置的中性点毫安级电流。

4 消弧线圈的操作

在中性点经消弧线圈接地系统中，若某一回路（送电线路或电源元件）投入或退出运行时，则需要倒换消弧线圈的分接头，以补偿系统电容电流