自動跟蹤消弧線圈成套裝置阻尼電阻箱對母線電壓的影響分析

陳文通　高川　吳杰清等

摘 要：自動跟蹤消弧線圈成套裝置阻尼電阻箱在消弧系統中是一個十分關鍵的部件，它的運行情況、參數設置，對系統母線電壓具有直接的影響。檢修人員往往不能透過母線電壓異常的現象看到影響其原因的本質，因而覺得中性點消弧系統比較復雜難懂。文章通過原理分析，并結合實例解釋了自動跟蹤消弧線圈成套裝置阻尼電阻箱中元器件、參數的設置對系統電壓的影響，提高檢修人員的判斷能力。

關鍵詞：消弧線圈；阻尼電阻；母線電壓

中圖分類號：TM475 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）23-0081-02

在6-66 kV電網中，當系統接地電容電流大于10 A時，中性點一般采取諧振接地方式（即中性點經消弧線圈接地），當采用自動跟蹤消弧線圈并且為預調諧方式時，因為可以在欠補、全補、過補多種狀態下運行，一般為過補狀態殘流控制在一個級差之內，也就是運行在諧振點或接近諧振點運行，為防止由此引起的串聯諧振過電壓，在消弧線圈接地回路中串接了阻尼電阻，將中性點的位移電壓控制在相電壓的15%以下（規程規定）。

在發生單相接地故障時，為避免阻尼電阻上的有功電流使接地殘流增大，影響消弧線圈的補償效果，特別設計了阻尼電阻短接控制回路，并且為了在發生單相接地時提高短接動作可靠性，采用自觸發可控硅的方式快速短接電阻器，此種工作方式無需引入電源及其它二次線，因此可以更好地保護控制系統。

1 消弧線圈接地系統中的位移電壓與消弧線圈補償回路的阻尼率的關系

U0為中性點位移電壓；E0為系統不平衡電壓；d=R/？棕L阻尼率；υ=IC-IL/IC脫諧度。

這表明中性點位移電壓U0是一個向量，它與不對稱電壓向量E0，補償電網的阻尼率d及消弧線圈脫諧度有關。當電網運行方式確定時，中性點位移電壓U0將主要隨阻尼率d及消弧線圈脫諧度變化。而現場消弧線圈定值中脫諧度定值已給定，那么中性點位移電壓就只能通過阻尼率的改變而改變了。那么到底存在怎樣的變化關系呢？

我們可以把消弧線圈裝置看作一個整體，其阻抗角由它的感性分量和阻性分量合成。不論內部的電感和電阻是并聯還是串聯，只要阻抗角相同、阻抗模值相同就是等效的。實際工作中為了方便采用不同的計算方法。

1.1 串聯阻尼電阻

1.2 并聯阻尼電阻

注意：并聯時公式中的R是從實際的阻尼電阻折算到一次以后的數值。X為消弧線圈尾端；R為阻尼電阻；KKG為可控硅。并聯諧振電路，如圖2所示。

1.3 并聯阻尼和串聯阻尼可以等效

從以上分析可知，并聯阻尼和串聯阻尼是可以等效的（注意二者的效果有差異，不是相等的）。

因此，若位移電壓U0較大，可適當調大阻尼電阻。但阻尼電阻并不是越大越好，阻尼電阻越大，通過接地點的電流就越大，越不利于滅弧。

2 實例分析

2.1 消弧線圈投入前后母線電壓不平衡

xx變#1接地變成套裝置投產后發現10 kV I段母線電壓3 U0偏大，達到了3.8 V，10 kV I段母線電壓8.5 V，均超過了系統允許值。在確認新投產一次、二次設備無問題的情況下，退出接地變消弧線圈，母線電壓恢復正常。消弧線圈投入時的母線電壓實圖，如圖3所示。

根據上述分析，檢修人員安排#2接地變停役，在現場更改了阻尼電阻連接方式。更改前阻尼電阻值為5.4 Ω，更改后為10.7 Ω。

再次將#1接地變成套裝置投入運行，母線電壓恢復正常。當然，引起母線電壓不平衡的原因有很多方面，本例中是針對投入前后的不平衡綜合考慮了以后作出的檢修策略。阻尼電阻如圖4所示；消弧線圈再次投入時母線電壓實圖，如圖5所示；電阻箱的原理圖，如圖6所示。

2.2 運行中母線電壓不平衡

某110 kV變電站1#接地變消弧線圈投入運行時10 kV母線電壓不平衡，根據安排，變電檢修班、電氣試驗班現場進行檢查；檢查發現消弧線圈本體直阻正常，絕緣正常，但是對阻尼箱進行檢查時發現可控硅絕緣板上有熏黑痕跡，測量可控硅阻值發現，可控硅處于導通狀態，如圖7所示。因此，判斷該故障由可控硅擊穿短路引起。詢問運行人員并查閱裝置記錄發現，該消弧線圈故障前存在接地補償動作記錄。

若KKG-可控硅處于導通狀態，則阻尼電阻R未接入運行，根據分析，中性點位移電壓U0自然要增大。

3 結 語

阻尼電阻箱作為一個重要部件其運行維護需要引起足夠的重視。在運行中，當系統發生接地，流過電阻器的電流超過一定數值（啟動值為5 A），可控硅便可無延時短接電阻器，同時箱體上的短接指示燈亮，所以應定期進行巡檢，及時發現問題及時處理。特別是有接地動作后應進行停電檢查，并檢驗動作是否可靠。

參考文獻：

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