高短路阻抗變壓器式自動(dòng)快速消弧系統(tǒng)

摘要：提出了配電網(wǎng)中性點(diǎn)新型接地方式為：當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)性單相接地故障時(shí)，利用自動(dòng)跟蹤之消弧線圈實(shí)現(xiàn)快速補(bǔ)償；當(dāng)發(fā)生非瞬時(shí)性單相接地故障時(shí)，能正確選出故障線路并跳閘。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：提出了高短路阻抗變壓器式可控電抗器之基本結(jié)構(gòu)和原理，用該原理研制成功之高短路阻抗變壓器式自動(dòng)快速消弧系統(tǒng)，具有伏安特性線性度優(yōu)良、響應(yīng)速度快、電流由零到 大都能無級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)、補(bǔ)償效果好、對(duì)系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)新型接地方式比較理想之設(shè)備。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng) 消弧線圈 可控電抗器 晶閘管 短路阻抗

1　新型接地方式
　　配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式之選擇與電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行密切相關(guān)，是城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)建設(shè)中必須關(guān)注之重要問題。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：但長(zhǎng)期以來并未得到滿意之解決。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：隨著電網(wǎng)之不斷發(fā)展，電容電流小于一定值而允許中性點(diǎn)不接地之電網(wǎng)已越來越少，絕大多數(shù)配電網(wǎng)之中性點(diǎn)都采用低阻接地或消弧線圈接地方式。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　低阻接地雖然避免了系統(tǒng)之過電壓?jiǎn)栴}，但跳閘率過高，不能適應(yīng)對(duì)供電可靠性越來越高之要求，尤其是在架空線路與電纜混合之配電網(wǎng)中此問題更為突出。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：同時(shí)，單相接地時(shí)巨大之接地電流將使地電位升高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)超過安全值，湖南陽光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許對(duì)通信線路、低壓電器和人身安全造成不利影響，這是該方式之先天缺陷。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：隨著電力配電系統(tǒng)與電信網(wǎng)共處系統(tǒng)之日益增加，用戶使用之敏感元件（電腦、電子控制、電力電子等）日益增多，以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)低壓設(shè)備耐壓要求之降低，低阻接地方式這一不可克服之缺陷越來越不能被社會(huì)容忍。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：尤其在電纜使用量逐漸增多、電網(wǎng)迅速擴(kuò)大，使電容電流大增之情況下，用電阻將單相接地故障電流限制到遠(yuǎn)小于兩相短路電流而同時(shí)又要滿足過電壓要求之做法已非常困難，即采用低阻接地方式已非常不經(jīng)濟(jì)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：因此，低阻接地方式不僅不適合于以架空線路為主之農(nóng)網(wǎng)，也將越來越不適合于以電纜為主、容量不斷擴(kuò)大之城網(wǎng)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　自動(dòng)跟蹤消弧線圈接地方式避免了巨大之接地故障電流帶來之一系列問題，又能使瞬時(shí)性接地故障自動(dòng)消除而不影響供電^［1，2］。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：但是由于《規(guī)程》中規(guī)定線路單相接地時(shí)允許帶故障運(yùn)行2h，對(duì)系統(tǒng)之絕　　緣水平要求較高，因而使某些進(jìn)口設(shè)備（尤其是電纜）受到威脅。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：同時(shí)故障電流持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)不僅對(duì)人身安全很不利，而且易使非瞬時(shí)性接地故障擴(kuò)大成相間短路（尤其是電纜）。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：隨著電纜逐漸代替架空線路，單相接地時(shí)不分瞬時(shí)性和非瞬時(shí)性故障都不跳閘之傳統(tǒng)消弧線圈接地方式已不再適合。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　配電網(wǎng)中性點(diǎn)新型接地方式為：當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)性單相接地故障時(shí)，利用自動(dòng)跟蹤之消弧線圈實(shí)現(xiàn)快速補(bǔ)償，使故障電流小于一定值而自動(dòng)滅弧，從而使系統(tǒng)繼續(xù)正常運(yùn)行而不停止供電；當(dāng)發(fā)生非瞬時(shí)性單相接地故障時(shí)，能正確選出故障線路并跳閘，不影響其他非故障線路之正常運(yùn)行；同時(shí)保證單相接地故障持續(xù)時(shí)間小于10s，使系統(tǒng)之絕緣水平可與低阻接地時(shí)之相同^［3］。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：這種接地方式兼具了低阻接地和消弧線圈接地之優(yōu)點(diǎn)，又?jǐn)[脫了各自之缺點(diǎn)，是一種較為理想之新型接地方式。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　該接地方式之實(shí)現(xiàn)，不僅須配備可靠、準(zhǔn)確、響應(yīng)快之小電流接地選線裝置和相應(yīng)之跳閘裝置，還必須有高質(zhì)量之自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：主要要求是：消弧線圈伏安特性線性度好，響應(yīng)快，能在大范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，補(bǔ)償效果好等。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：現(xiàn)有之各類自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈，括調(diào)匝式^［4］、調(diào)氣隙式^［5］、直流偏磁式^［6］、磁閥式^［7］、調(diào)電容式^［8］及其它類型^［9，10］，都具有某些缺點(diǎn)而不能同時(shí)滿足上述要求。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：這也是目前消弧線圈之應(yīng)用受到局限之原因。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：本文所述由高短路阻抗變壓器式電抗器組成之新型自動(dòng)快速消弧系統(tǒng)可以滿足上述要求，使上述接地方式實(shí)現(xiàn)成為湖南陽光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
2　自動(dòng)快速消弧系統(tǒng)之主要構(gòu)成
　　該系統(tǒng)主要由高短路阻抗變壓器式消弧線圈和控制器組成，同時(shí)采用小電流接地選線裝置作為配套設(shè)備。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
2．1　高短路阻抗變壓器式消弧線圈
　　該消弧線圈是一種新型之變壓器式可控電抗器，其一、二次繞組間之短路阻抗很大（達(dá)100％或更大），二次繞組用晶閘管短路。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：通過調(diào)節(jié)晶閘管之導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)二次繞組中之短路電流，從而實(shí)現(xiàn)電抗值之可控調(diào)節(jié)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：其原理結(jié)構(gòu)見圖1。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　整套裝置中設(shè)置特殊之濾波電路，用以吸收晶閘管通斷時(shí)產(chǎn)生之諧波，使電抗器輸出工頻電流。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：當(dāng)給定晶閘管之觸發(fā)角α?xí)r，工作線圈輸出之基波電流為：

式中　I_om為額定電壓下晶閘管全導(dǎo)通時(shí)流經(jīng)工作線圈之電流有效值。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　該消弧線圈不需要調(diào)節(jié)匝數(shù)，鐵芯不需要有氣隙，不需要復(fù)雜之直流回路和任何機(jī)械傳動(dòng)裝置，因而結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，與普通之變壓器相同。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：由于電抗值之調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)晶閘管來實(shí)現(xiàn)之，該消弧線圈具有極快之響應(yīng)速度，并可實(shí)現(xiàn)由零到額定電流之無級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　此外該消弧線圈之獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是作為補(bǔ)償用之電感不是激磁阻抗而是利用變壓器之短路阻抗，因而可保證在全電壓范圍內(nèi)都具有良好之伏安特性，實(shí)測(cè)結(jié)果如圖2所示。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：這一優(yōu)點(diǎn)對(duì)可控消弧線圈非常重要，因?yàn)閱蜗嘟拥厍闆r下中性點(diǎn)電壓隨接地阻抗變化，高阻接地時(shí)中性點(diǎn)電壓較低，而 高可升到1．1倍相電壓。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：若消弧線圈之伏安特性為非線性，則消弧線圈輸出之補(bǔ)償電流將成為中性點(diǎn)電壓之非線性函數(shù)，因此利用消弧線圈在額定電壓下對(duì)應(yīng)之電流來外推或內(nèi)推其它電壓下之電流將會(huì)導(dǎo)致殘流較大，再考慮到零序電容測(cè)量之不準(zhǔn)確性，有湖南陽光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許使接地殘流仍舊超過規(guī)定之允許值；對(duì)于分級(jí)式消弧線圈（如調(diào)匝式、調(diào)容式等），還存在級(jí)差電流，情況有湖南陽光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許更糟。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

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