高阻抗粗细调自动跟踪消弧线圈装置的研制

1、高阻抗粗细调自动跟踪消弧线圈装置的研制顾精彩1, 赵西平2,王少奎3, 顾潭4(1. 邯郸市友邦电力技术有限公司,邯郸市056004；2. 浙江广天变压器有限公司，台州市318020；3. 大庆油田电力集团供电公司，大庆市163453；4. 邯郸供电公司，邯郸市056035) 【摘要】本文分析了当前自动跟踪消弧线圈的运行情况及存在的问题，提出了一种新的结构和调谐方式。详细地介绍了其组成和特点，具有结构简单、响应速度快、调节范围宽、可靠性高等优点。【关键词】多二次线圈的高阻抗变压器 粗细调 开关投切 二次阻尼 自动跟踪控制0 引言我国666KV配电网绝大多数采用中性点不接地和消弧线圈接地方式，这

2、是与我国配电网的状况密切相关，多年的运行实践证明这是保证配电网安全运行的重要措施之一，但随着配电网的发展和扩大，城市电网改造，电力电缆的使用比例加大，配电系统对地的电容电流急剧增大，供电可靠性的要求也日趋迫切，过去采用手动调节的老式消弧线圈已不能满足需要，为此国内从九十年代初开始对老式消弧线圈系统进行改造，先后研究开发成功几种自动跟踪的消弧线圈装置，如调铁芯间隙式、有载开关调匝式、调容式、调偏磁式和高阻抗相控式等，这些消弧线圈装置与老式消弧线圈相比其灭弧性和调节方式等都有了很大的提高，在国内得到了推广使用，但由于调谐方式和结构的不同使用效果也不一样，有的产品得到了全面推广使用，有的产品慢慢被淘

3、汰，从运行情况看，目前无论哪一种产品都有其优点和不足。如调铁芯间隙式和有载开关调匝式都存在机械传动部分易出故障和调节速度慢；调容式由于电容器容量大，对系统谐波的放大以及涌流冲击造成电容量变化；调偏磁和高阻抗相控式存在谐波污染，残流跟踪到位的时间比较长，对系统铁磁谐振无抑制效果。根据上述情况，我公司分析总结了目前几种自动跟踪消弧线圈的特点，研究改进开发出一种新的高低阻抗以及粗细调相结合：利用永磁开关控制的专利产品（专利号：ZL2006201071840），这种产品即不用有载开关，也不用可控硅调节，所以无机械传动部分，无谐波产生。具有结构简单、响应速度快、残流稳定时间短、调节范围宽，调得比较细的新

4、颖产品，现作简要介绍：1 结构组成成套装置有五个部分组成：（1）接地变压器：接地变压器的高压侧采用Z形接线如图一，零序阻抗比较小，单相接地时，在接地变上压降比较小，保证消弧线圈的输出。接地变除了为消弧线圈提供一个有效的中性点外，它还能带二次线圈，供站用变使用，必要时设置人为偏移可调整系统不对称，满足测量信号的需要。（2）具有高低阻抗的多二次线圈的变压器如图二，该变压器设有3个二次线圈，W2、W3为高阻抗线圈，它的容量分别为额定容量的1/3和2/3负责粗调节，W4线圈为低阻抗线圈供细调节的电容器和阻尼部分的电源。（3）粗细调节和阻尼部分如图三，由永磁长延时交流接触器组成粗细调节，当补偿容量不超过

5、额定容量的1/3时，K1闭合W2工作，W4所供的细调电容器工作，根据需要分别投入K3K6，可以做到调节范围030%额定容量；当补偿容量超过1/3额定容量时，K2闭合K1断开W3工作，细调的范围3366%额定容量；当补偿容量超过2/3额定容量时K1再投入，W2、W3都工作，细调部分的调节范围为66100%这样就构成了0100%的宽调节范围。细调部分的电容器是额定容量的33%，以1：2：4：8：16的容量来配置。可组成81632档的调节宽度，为防止对系统谐波的放大和涌流冲击对电容器寿命的影响，配有限涌流和谐波放大的电抗器L1L4。为防止运行中一旦控制部分失去电源接触器返回造成消弧线圈失去补偿作用，

6、采用了长延时永磁接触器。这种接触器是特别设计的，控制电源失电是不会释放的。本装置的阻尼部分采用二次阻尼方式，由永磁接触器K7、K8和阻尼电阻R1、R2组成。这种阻尼方式可以适应各种不对称电网的需要，满足规程和用户对位移电压的要求，同时也可作为有功增量法选线用。（4）控制器KZQ部分采用高性能微机处理器DSP及外围电路构成的控制器，用来自动跟踪测量电容电流，按设定的起调残流，自动调整消弧线圈的输出电流，使工作点残流达到最小值，同时能越限报警、自动消谐、存储记忆、参数设定、相互闭锁、打印、大屏幕汉显以及通过接口实现远程通讯满足无人值守站的要求。根据需要还兼有小电流选线功能和录波功能。（5）测量和过

7、电压保护a、测量信号由外附电流互感器C1、C2以及W4线圈带的电压互感器P1、P2供给。b、自动调谐式消弧线圈虽能有效抑制弧光过电压和铁磁谐振过电压，但对断线谐振、传递和接地变两相运行的过电压仍有保护的必要。所以中性点增设了内过电压保护器MOA，加强了对内过电压的抑制。成套装置的结构图如图四2 特点2.1装置结构简单，无复杂机械传动部分。也不用可控硅调节，无谐波污染问题，所以工作可靠。2.2采用过补预调方式，系统正常时已预调到最佳工作点等待接地，响应速度快。2.3采用粗细调相结合方式，满足大容量宽调节范围和细调节的要求。2.4采用二次阻尼方式，安全可靠。适应不同不对称电压的电网需要，使中性点位

8、移电压降到规程要求的不超过15%相电压或用户所要求的水平。2.5在接地瞬间暂态过程中，由于阻尼电阻的强阻尼作用使暂态过程缩短，相应的残流稳定时间也缩短，经实测该时间为1025ms左右。这样消弧线圈能快速投入发挥作用。2.6高阻抗变压器的线性度比较好，有利于正确调谐。2.7中性点配有内过电压保护器，加强对内过电压的抑制。2.8设有完善的控制系统，采用DSP快速信号处理器构成的控制器功能强大速度快并配有大屏幕汉显和通讯接口满足配电网自动化的需要。2.9含有有功增量法的小电流选线功能。3 结束语这种消弧线圈装置是在总结以往几种自动跟踪消弧线圈的基础上，取长补短改进组合而成。具有结构简单、响应速度快、调节范围宽、性能稳定可靠等特点，具有良好的应用前景。参考文献 【1】赵志丽等，新型TSC式自动调谐消弧线圈 高压电器 2004，40（5）：339348【2】刘和平等，基于DSP的新型消弧线圈接地系统控制器 2004 电力自动化设备 24（6）：7577【3】胡朝晖等，一种新的谐振接地系统的研制 2003 电力系统自动化 27（5）：5457作者简介：顾精彩（1935），男，总工，高级工程师，从事变电技术和消弧线圈自动跟踪技术的研究和应用，E-mail:gujingca