自动调谐装置在电网中的应用.doc

自动调谐装置在电网中的应用 安世华 河北省衡水供电公司(053000) 电力系统中，普遍存在着过电压的情况。根据引发原因可归类为以下几种：谐振过电压、操作过电压和雷电过电压。其中谐振过电压在电网的正常运行中出现频率最高，危害性最大；谐振过电压一旦发生，往往造成电气设备的损坏和大面积的停电事故。由于谐振过电压作用时间较长，所引起谐振现象的原因又很多，因此在选择保护措施方面造成很大的困难。 目前，我国35kV及以下电网，仍大部分采用中性点不接地方式运行，一部分采用老式的消弧线圈接地。从电网的运行实践证明，在中性点不接地系统中，由于电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压情况比较多，尽管采取了不少限制谐振过电压的措施，如：消谐器、高压中性点增设电阻等，但始终没有从根本上得到解决。中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后，允许带接地点运行2小时，但是随着电网的逐渐扩大，变电所出线增多、线路总长度增加，电容电流亦大幅上升，单相接地时接地电弧不能自动熄灭，必然产生弧光过电压，一般为35倍相电压甚至更高，致使电网中绝缘相对薄弱的地方放电击穿，逐步发展为相间短路造成设备损坏和停电事故。而采用老式消弧线圈接地方式的系统由于结构的限制，只能运行在过补偿状态，不能处在全补偿状态，所以脱谐度整定的比较大，约在20%30%，对弧光过电压抑制作用达不到预想的效果。 自动调谐原理的接地补偿装置，通过过补、全补和欠补的运行方式，可较好地解决此类问题。目前自动调谐接地补偿装置主要是由五大部分组成：接地变压器、电动式消弧线圈、微机控制部分、阻尼电阻部分、中性点专用外附TV和非线性电阻。目前在衡水电网220kV安平所、景县所、改造后的衡水所以及部分110kV变电所均采用了自动调谐接地补偿装置。接地变压器是作为人为中性点接入消弧线圈。消弧线圈电流通过有载开关调节并实现远方自动控制，采用预调节方式，即在正常运行方式情况下，根据电网参数的变化利用微机控制自动跟踪和自动调谐，随时调节消弧线圈的分接头到最佳位置。通过测量位移电压和中性点电流与电压之间的相位，能够准确的计算、判断、发出指令自动进行调整，还可显示有关参数：电容电流、电感电流、残流和位移电压等。通过追忆、报警、自动打印和信号远送，满足无人值班变电所的需要。 自动调谐接地补偿装置能够实现全补偿运行和很小的脱谐度运行，主要是由于在消弧线圈的一次回路中串入了大功率的阻尼电阻，降低中性点谐振过电压的幅值，使之达到相电压的5%10%。当系统的电容电流与消弧线圈工作电流相等时，即在谐振时中性点电压限制在允许值以下，这样就可实现全补偿方式，这是残流为最小的最佳工作方式。接地时残流很小，不会引起弧光过电压。所以，可在一次回路中串入大功率的阻尼电阻，增大阻尼率的措施来达到。消弧线圈的脱谐率与电压及电网的阻尼率有关，当电网形成后其不对称电压基本是个固定值，为保证在单相接地时有效地抑制弧光过电压的产生，要求消弧线圈脱谐率达到5%以内，那么只有改变阻尼率，才能改变位移电压，因此在回路中应串入电阻，保证阻尼率，控制中性点位移电压。在低压电网中由于中性点不对称电压很小，为提高测量精度采用特制的中性点专用互感器，提高检测灵敏度；非线性电阻的采用，对欠补偿下的断线过电压和传递过电压都有明显的抑制作用。 消弧线圈接入系统必须要有电源中性点，为满足接地补偿的需要，同时也满足动力与照明混合负载的需要，可采用Z型接地变压器即ZNyn11连接的变压器。由于变压器高压侧采用Z型接线，每相绕组由两段组成，并分别位于不同相的铁心柱上，两段线圈反极性相连，零序阻抗非常小。空载损耗低；变压器容量可以100%被利用；并能够调节电网的不对称电压。 目前新型消弧线圈大部分采用有载调匝式调节方式，调节分接头数一般有1216档，加宽了调流范围，以便能够达到最小的脱谐度；配有有载开关并可以远方自动操作；有载开关在预调方式下工作，即正常调谐是在系统不接地状态下由微机控制器自动控制的，调谐时消弧线圈不需退出运行，安全可靠。 由可控硅控制，输出电流可无级调节的采用全新的高短路阻抗变压器式可控消弧线圈自动消谐装置应用在电网中时，接地变压器的一次绕组作为工作绕组接入10kV母线侧，二次绕组作为控制绕组由两个反向并接的可控硅短路，可控硅的导通角由0180之间变化，使可控硅的等效阻抗在0之间变化，则工作绕组两端的等效阻抗就在无穷大至变压器的短路阻抗之间变化，输出的补偿电流就可在零至额定值之间连续无级调节。可控硅工作在与电感串联的无电容电路中，其工况既无反峰电压的威胁。又无电流突变的冲击，因此可靠性得到保障。自动消谐装置具有以下特点：响应速度极快；伏安特性在0110%额定电压范围内保持极佳的线形度；输出的补偿电流在0100%额定电流范围内可连续无级调节；接地点残流小；无需设置阻尼电阻；消弧线圈