保定市瑞泰电气RT-XHC系列调匝式消弧线圈接地补偿装置技术特点综述

随着我国工农业及高科技产业的迅速发展,电力系统6～66kV电网不断扩大延伸,在总结国内配电网中性点接地法方式多年运行经验基础上，电力行业标准DL/T620-1997《交流电气装置过电压保护和绝缘配合》中，新修订并增加了关于中性点接地方式的规定，明确规定6～66kV系统，当单相接地故障电容电流超过10A（6～10kV电缆线路构成的系统为30A时）应采用消弧线圈接地方式。由此，在配电系统中采用消弧线圈将会出现更加广泛深入的应用前景。

配电网的中性接地方式可以作多种选择，我国6～35kV配电设备绝缘配合均按中性点不接地方式考虑，在电网建设初期，规模较小，对地电容电流也较小，电网采用中性点不接地方式。当配电网不断扩大延伸后，系统中性点接地方式应作相应的改变，这一点往往会被人们所忽视，特别是一些城市电网与企业自备电网，迫于用电需求、供电范围不断延伸，或根本未装消弧线圈；或虽装有人工调节分接头的老式消弧线圈，但由于系统运行方式多变，难于实行人工跟踪补偿；或在投入消弧线圈后，中性点位移电压太高，甚至发出接地信号等诸多原因，使消弧线圈不能正常使用，形同虚设。以致这类配电网经常发生各类内部过电压事故，或由于单相接地故障扩大为相间短路事故，造成配电网设备频繁损坏，对用户频繁停电、甚至演变成大面积停电等不良后果。

一、保定市瑞泰电气RT-XHC系列调匝式消弧线圈接地补偿装置简述

图1整套装置在电力系统中的应用简图

图1中

接地变压器：系统无中性点引出时采用；

有载调节消弧线圈；

RT-XHC：智能型消弧线圈控制器；

PK控制屏：安装微机控制器等设备；

RT-ZR：阻尼电阻箱；

外附电压互感器，外附电流互感器。

各组成部分的特点及所完成的功能：

1、 接地变压器

（1）提供中性点。一般电网主变压器6～10kV侧多为△接线，没有中性点，如果要安装消弧线圈，须用高压绕组为Z型联接的接地变压器引出中性点。

接地变压器符合国标GB10229-88《电抗器》规定的技术指标。

（2）零序阻抗小。Z型联接的接地变压器零序阻抗只有几欧姆/相，单相接地时有95%的电压加到消弧线圈上，使其有相当好的补偿能力。

（3）接地变压器带有二次绕组可作站用变，一变多用，节省投资。

（4）接地变压器高压侧除了原三相无载分接外又增加了不平衡调节档（0.5%、1%、2%），用于调节电网不对称电压，满足自动调谐的需要。

（5）接地变压器二次侧装有开口三角形稳定绕组，其作用是吸收三次及以上谐波，利于系统信号的采样，消除谐波对采样信号的干扰。

2、有载调节消弧线圈

我公司生产的有载调节消弧线圈系列产品，具有跟踪速度快，性能稳定可靠等特点，开关选用市场主流的有载调节开关，开关级电压可达1000伏，切换速度提高一倍以上，并可根据工程需要做成9-18档。在国内同类产品中技术处于领先水平。

（1）消弧线圈容量的确定

Q = S • Ic• Ul/√3

S---容量储备系数，选择1.35～1.45

Ul---电网的额定线电压（kV）

Ic---电网对地电容电流（A）

（2）消弧线圈容量与有载开关档位配合：

     根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规程中有关规定：消弧线圈接地系统

故障点的残余电流不宜超过10A。

    当明确了脱谐度指标后，就可求出必要的分接头，消弧线圈两相邻分接头对应的电流I_n+1和I_n遵循I_n+1-I_n≤2·I_n的关系，若最小电流为Imin, 则最大电流Imax= Imin·，N为分接头数，则

      N = 1+

     目前有载开关可做成9档-18档，满足残流和脱谐度要求。

3、微机控制器

（1）装置接入电网和电网运行方式变化时，微机控制器自动跟踪并进入调整状态，通过调整可准确计算出系统当前的电容电流，在控制器面板上实时显示当前电容电流、消弧线圈档位及中性点位移电压等一系列参数。

   （2）控制器通过输入输出接口电路，采集中性点电压、电流、母线PT电压，通过位移曲线法与相位法，快速准确地计算出系统电容电流，减少有载开关动作次数，使系统始终处于最佳补偿状态。

  （3）当系统发生单相接地故障时，微机自动完成以下功能：

①进行状态识别，自动投切阻尼电阻

a.  若为单相接地，在极短时间内将阻尼电阻短接

b.  接地故障消除后，自动投入阻尼电阻

②在每次接地故障消除后，进行电网接地故障状态参数分析，显示以下参数：中性点位移电压、电容电流、电感电流、故障点残流、接地故障持续时间、故障次数等。

    ③接地故障消除后，微机恢复正常状态监视功能，重新进行测量与显示。

   （4）微机控制器根据测得的电容电流当前值和所设置的过补状态按以下条件自动调节消弧线圈补偿档位。

     故障点残流│IL- IC│＜5A

     脱谐度（-5%~+5%）

（5）控制器还具有追忆功能，具有多种通信串口（RS-232，RS-485）可供用户任意选用，以实现消弧线圈自动跟踪补偿装置与上位机之间的通信。满足变电综合自动化无人值守站的各种要求。控制器采用液晶显示，具有人机对话功能，操作更加方便。

4、阻尼电阻器

自动跟踪补偿的消弧线圈系统，加装阻尼电阻，主要目的是为了限制正常运行时的中性点位移电压和断线故障时的谐振过电压，也被称为限压电阻，基于消弧线圈的熄弧原理，在满足限压要求的条件下，当发生单相接地故障时必须将其退出运行，直到接地故障排除后再重新接入。因此，合理的配置电阻值并依据一定条件自动投切阻尼电阻是自动跟踪补偿消弧线圈系统必须完成的工作。

电网正常运行时，消弧线圈、电阻串联后接入电网，当出现单相接地故障时，阻尼电阻被立即短接，并有交流和直流两套继电保护单元作为微机保护的后备保护，实现与微机保护并联运行，保证阻尼电阻可靠投入和短接。