1、35 千伏消弧线圈并联补偿调谐试验摘要：木文介绍了用并联补偿法做 35 千伏消弧线圈伏安特性的原理及作法。论述了消弧线圈补偿系统调谐试验的技术问题。对中性点不接地系统装设消弧线圈的必要性和选择原则作了叙述。 关键词：供电可靠性消弧线圈并联补偿 调谐试验 中图分类号：U223 文献标识码： A 文章编号： 前言 为了提高供电可靠性，对于 35 千伏系统，变压器中性点是不直接接地的。即使是系统有一相接地，另外两相电压升高倍，也可以继续运行一段时间。这样就提高了供电的可靠性。但是，电气设备及输电线路导线对地有电容，在发生单相接地时，则有故障电流流过接地点。而且，故障大部分是电容性的。当系统较小，接地
2、电弧能自行熄灭，不会造成停电事故。当系统较大，输电线路较长时，系统对地电容也较大，则流过故障点的电流也较大，接地电弧就不能自行熄灭。电弧重燃,产生弧光接地过电压，损坏设备，造成相问短路停电事故。为了减少因单相接地故障引起的停电事故，过电压保护规程规定，系统电压在 20 千伏以上的中性点不接地系统，单相接地故障电流大于 10 安培时，应装设消弧线圈。装有消弧线圈的中性点不接地系统，当发生单相接地时，消弧线圈上将带有系统故障时的不对称电压，产生感性电流。该感性电流与单相接地的故障容性电流相位相差 180 度，起补偿作用，从而减少通过故障点的总电流。运行中，只要选取适当的补偿方式，适当的补偿脱谐度，
3、就可以把补偿后为残余电流限制在 10 安培以下。由于流过故障点的总电流较小，接地电弧就能自行熄灭，电弧重燃过电压就不会产生，电气设备也就不会损坏，提高供电的可靠性。 随着级济的迅速发展，城乡负荷需求不断增加，促进了 35 千伏及以下电压等级电网的发展。输电线路不断加长，使大部分电网的系统电容电流超过 10 安培。为了提高供电的可靠性，35 千伏系统应考虑装设消弧线圈。 消弧线圈的容量，应根据系统电容电流大小，考虑系统发展情况来选择。在消弧线圈投入系统运行之前，应对系统电容电流、不对称电压进行测量，并对消弧线圈应进行高压绝缘试验，伏安特性试验。消弧线圈投入系统运行时，应进行系统中性点位移电压测量
4、和系统补偿调谐试验。只有经过上述试验，才能保证消弧线圈运行安全可靠，补偿系统调谐正确。 消弧线圈伏安特性试验目的及试验方法分析 消弧线圈在投入系统运行前，应进行绝缘试验和伏安特性试验。绝缘试验的项目和标准可根据电气设备交接预防性试验规程来确定。消弧线圈伏安特性试验，最高试验电压 Um 按有关规定应取到 1.3 倍相电压。对 35 千伏电压等级的消弧线圈，最高试验电压这对消弧线圈来说，相当于做感应耐压试验。因此伏安特性必须在绝缘试验合格的情况下方可进行。 消弧线圈的伏安特性 U=f（I） ，是在工频电压下测量的。试验同时还测量有功功率损耗，目的是检验消弧线圈电流和电压的关系特性是否与原设计要求相
5、符。只有伏安特性良好的消弧线圈投入系统运行时，才能在系统发生单相接地故障时，产生一定数量的感性电流来补偿系统容性故障电流，从而防止弧光接地过电压的产生。 消弧线圈伏安特性试验，由于消弧线圈的容量都比较大，一般在几百千伏安，故要求试验设备的容量也比较大。若试验电压、电流都按额定的 1.3 倍选择，试验设备容量 P=1.31.3Pe=1.69Pe 。例如，550 千伏安的消弧线圈，伏安特性试验容量 P=1.69550=929.2 千伏安。这样大容量的试验设备，在现场是不容易找到的。尤其是调这样大容量的试验设备，除要求容量大以外，还要求调压均匀，连续稳定，波形不畸变，就更难于找到了。所以在现场作消弧
6、线圈伏安特性试验，应根据现场条件来选择试验方法。 消弧线圈伏安特性试验，用不同的试验电源，有多种试验方法。如（1）用发电机作试验电源法；（2）用电变压器从系统取试验电源法；（3）并电容并联补偿法；（4）串电容串、并联补偿法；（5）串电感串、并联补偿法等等。这些试验方法中以（1） 、 （3）两种效果良好，容易进行，适合于现场。但是用发电机作试验电源法，因试验时发电机需带不平衡负荷（水轮发电机最大容许不平衡电流为 0.25Ie，汽轮发电机最大容许不平衡电流为 0.15Ie） ，需动用较大容量的发电机组。如消弧线圈容量为 550KvA 时，则需用 6000KW 水轮发电机组或 12000KW 的汽轮
7、发电机组。改接线，调整继电保护，布置试验现场要花费大量的人力物力，在运行设备附进试验即不经济又不安全。第（3）种方法，即并联补偿法就不需要动用运行设备，接线简单，安全可靠。另外还有最大优点是可以用小容量的试验设备试验大容量的被试品。这些特点，从下面分折可以得到证实。 并联补偿法即并联谐振法。该方法是利用并联电容和被试消弧线圈的电感产生并联谐振。 经分析计算，并联谐振时回路总阻抗是很大的，则试验电压源电压不会降低；联谐振回路总电流，即试验设备需要输出的电流则很小，试验电源的容量也就可以很小。这就充分说明该方法可以用小容量的试验设备进行大容量的消弧线圈伏安特试验。利用这种方法一般试验设备容量只需被
8、试消弧线圈容量的 0.010.1 倍。这样的试验设备，尤其是调压设备很容易得到解决。而且该方法具有结线简单，操作方便等优点，是现场作消弧线圈伏安特性试验的最好的试验方法。所以，并联补偿法比其它试验方法要经济。 用并联补偿法作消弧线圈伏安特性试验及电流误差分析 并联电容量可以根据消弧线圈各分接头的额定电流 I 及最高试验电压 Um 计算。谐振点电压选在 U=0.85Um 较为有利。因谐振条件是C=1/L，则有 Ic=CU=IL=U/L。因此并联电容量可按 C=IC/U 来计算。实验时将事先准备的电容器，用若干个串联、并联组成所需要的电容量，并满足最高实验电压的要求。 试验时消弧线圈分档进行。按计
9、算值调整好并联电容器的电容量，从零开始升压。由于随试验电压升高消弧线圈铁芯逐渐饱和，伏安特性曲线 U=f（I）随之弯曲。所以在消弧线圈额定电压的 60%以下，试验电压每升高 5000 伏读取一次电压 U，电流 IB、IC、IL 损耗 P、频率 f。在消弧线圈额定电压 60%以上，试验电压每升高 2000 伏就读取一次上述各参数，一直进行到最高实验电压为止。实验过程中随时观察 IB、IC、IL的变化情况。如果 ICIL，则 IB 就比较大，说明补偿电容量偏小，可以增加电容再试；如果 ICIL，IB 也比较大，说明补偿电容量偏大，只要IC 接近或等于 IL 时，IB 的数值就是最小值。这才是实验的最佳状态。试验时还应接入阴极示波器，随时观察电压波形。如果波形有较大畸变，则应停止实验，查明原因。 电流误差分析：消弧线圈实测电流值和铭牌电流值是有一定差别的，其差别大小可以从伏安特性曲线上查的消弧线圈各分接开关对应相电压220 伏下的电流值，将其与各分接开关的铭牌电流值进行比较，即可得到消弧线圈的电流误差值。 结论 通过用并联补偿法对消弧线圈的伏安特性试验分析，可得到理想的UL=f（IL）伏安特性曲线。说明并联补偿法在现场作消弧线圈伏安特性试验的优越性在于，可以用小客量实验电源试验大容量的消弧线圈，能节省入力物力，操怍简单，安全可靠，值得推广使用。
