電力系統單相接地電流自動補償裝置

摘  要：通常情況下，在中壓配電網中，當電網發生單相接地故障時，在接地點會流過較大的全系統對地電容電流，并進而容易引起相間短路，對電網造成很大危害。研制的該裝置通過一系列的測量值實時計算出故障時的電網對地電容電流，并通過控制裝置調節消弧線圈實現跟蹤補償。經論證本裝置能夠在較短的時間內將接地電流減至規定的范圍內，進而實施完全補償。

      關鍵詞： 消弧線圈；跟蹤補償；自動控制��

　

1引言��

       長期以來，我國6-10kV中壓配電網都是采用中性點不接地或經消弧線圈接地的方式。

近年來隨著中壓配電網容量不斷擴大，并且城市配電網大量采用電纜線路代替原來的架空線路，（電纜線路的對地電容約為架空線路的30倍）致使電網對地電容電流大大增加。當中性點不接地時，在接地點將通過全系統的對地電容電流，使非故障相的絕緣破壞進而造成相間短路，對電網造成很大的危害。在中性點經消弧線圈接地方式下，單相接地時通過接地點的總電流為電感電流與全系統電容電流的向量和，即，但因為電網的對地電容電流隨電網運行方式的變化而變化，也受環境的影響，要很好地實現對地電容電流的補償，消弧線圈的電感值應隨電容電流的變化而調節，實現 佳補償。��

        本文介紹的自動跟蹤補償裝置可以實時根據測量值采用相應算法計算出電容電流，通過自動控制系統對消弧線圈進行調節，從而將接地殘流降至安全范圍以內。��

2裝置的組成��

      自動跟蹤補償消弧設備括消弧線圈本體、控制系統兩大部分，消弧線圈本體括接地變壓器，可調消弧線圈和串聯電阻，控制部分由單片機及相關芯片組成。��

2.1消弧線圈部分��

         消弧線圈部分由接地變壓器、消弧線圈、串聯電阻組成,如圖1所示。��

　

　

       一般情況下無消弧線圈的不接地系統發生單相接地短路時易引起其它故障，如相間短路等等，但在正常運行時的不平衡電壓一般較小。在加裝了消弧線圈以后，發生單相短路時接地電流減小，但在正常運行狀態下的系統不平衡電壓往往會增加。��

         加裝了消弧線圈后在正常運行狀態下的系統不平衡電壓（即中性點位移電壓）為

別為電網三相對地電容。��

       對于消弧線圈接地系統來說，一般要求的是脫諧度V越小越有利，但由公式（1）可見，加裝了消弧線圈后隨著脫諧度V的減小，中性點位移電壓U���玁��往往會增加，而且很可能會超出安全范圍，因此需要加裝串聯電阻以減少正常狀態下的中性點位移電壓。��

         當存在串聯電阻時，在正常運行狀態下電網的不平衡電壓為��

       

         式（2）中的3C��0為線路對地總電容，通過式（1）與式（2）的比較，可見通過接入適當阻值的串聯電阻，可以將中性點位移控制在規定的15%的范圍內，在系統發生單相接地時通過控制系統將串聯電阻切除，以取得較好的補償效果。串聯電阻采用漆鎳鉻電阻絲繞制而成，電阻值穩定。阻尼電阻太大會使正常運行中調節回路電流太小，不能滿足微機輸入信號要求，調節靈敏度降低，并且會增加接地殘流。��

2.2自動控制系統硬軟件設計��

2.2.1自動控制系統工作原理��

        a) 中性點位移電壓的監測��

       在裝置中根據UN的變化來判斷是否有單相接地。當UN的變化超過一定數值ηUø時,控制系統會自動測量電容電流,然而UN的值受很多因素的影響(如絕緣泄漏的變化,式(1)中各參數的變化等等),在本系統中采用以固定時間間隔采

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