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消弧线圈的发展过程

2019年06月28日字体:
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消弧线圈的发展过程
消弧线圈早期采用人工调匝式固定补偿的消弧线圈,称为固定补偿系统。固定补偿系统的工作方式是:将消弧线圈整定在过补偿状态,其过补程度的大小取决于电网正常稳态运行时不使中性点位移电压超过相电压的15%,之所以采用过补偿是为了避免电网切除部分线路时发生危险的串联谐振过电压。因为如整定在欠补偿状态,切除线路将造成消弧线圈电容电流减少,可能出现全补偿或接近全补偿的情况。但是这种装置运行在过补偿状态当电网中发生了事故跳闸或重合等参数变化时脱谐度无法控制,以致往往运行在不允许的脱谐度下,造成中性点过电压,三相电压对称遭到破坏。可见固定补偿方式很难适应变动比较频繁的电网,这种系统已逐渐不再使用。取代它的是跟踪电网电容电流自动调谐的装置,这类装置又分为两种,一种称之为随动式补偿系统。随动式补偿系统的工作方式是:自动跟踪电网电容电流的变化,随时调整消弧线圈,使其保持在谐振点上,在消弧线圈中串一电阻,增加电网阻尼率,将谐振过电压限制在允许的范围内。当电网发生单相接地故障后,控制系统将电阻短接掉,达到最佳补偿效果,该系统的消弧线圈不能带高压调整。另一种称之为动态补偿系统。动态补偿系统的工作方式是:在电网正常运行时,调整消弧线圈远离谐振点,彻底避免串联谐振过电压和各种谐振过电压产生的可能性,当电网发生单相接地后,瞬间调整消弧线圈到最佳状态,使接地电弧自动熄灭。这种系统要求消弧线圈能带高电压快速调整,从根本上避免了串联谐振产生的可能性,通过适当的控制,该系统是唯一可能使电网中原有的功率方向型单相接地选线装置继续使用的系统。中国主要产品有自动补偿的消弧线圈国内主要有五种产品,分别是调气隙式,调匝式,调容式,高短路阻抗变压器式和偏磁式。
偏磁式消弧线圈结构的特点:电控无级连续可调消弧线圈,全静态结构,内部无任何运动部件,无触点,调节范围大,可靠性高,调节速度快。这种线圈的基本工作原理是利用施加直流励磁电流,改变铁芯的磁阻,从而改变消弧线圈电抗值的目的,它可以带高压以毫秒级的速度调节电感值。

中性点经消弧线圈接地电网发生单相接地具有以下特征:
(1) 同中性点不接地电网一样,故障相对地电压为零,非故障相对地电压升高至线电压,出现零序电压,其大于等于电网正常运行时的相电压,同时也有零序电流。
(2) 消弧线圈两端的电压为零序电压,消弧线圈的电流通过接地故障点和故障线路的故障相,但不通过非故障线路。
(3) 若系统采用完全补偿方式,则系统故障线路和非故障线路的零序电流都是本身的对地电容电流,电容电流的方向均为母线指向线路,因此无法利用稳态电流的大小和方向来判别故障。
(4) 当系统采用过补偿方式时,流过故障线路的零序电流等于本线路对地电容电流和接地点残余电流之和,其方向和非故障线路的零序电流一样,仍然是由母线指向线路,且相位一致,因此也无法利用方向的不同来判别故障线路和非故障线路。其次由于过补偿度不大,因此也很难像中性点不接地系统那样,利用零序电流大小的不同来找出故障线路。