周一峰

（江蘇省電力公司生產(chǎn)技能培訓(xùn)中心，江蘇蘇州215004）

消弧線(xiàn)圈是電力系統(tǒng)重要的電氣設(shè)備，系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)它能產(chǎn)生電感電流，補(bǔ)償因單相接地而形成的電容電流，使故障相恢復(fù)電壓速度減小。對(duì)于消弧線(xiàn)圈，要正確操作，還要在平時(shí)的運(yùn)行工作中加強(qiáng)管理與維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)處理，才能保證電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。

1事故經(jīng)過(guò)

2007年2月8日某變35 kV系統(tǒng)單相接地時(shí)，消弧線(xiàn)圈動(dòng)作，接地持續(xù)30 min左右，阻尼箱開(kāi)始冒煙。打開(kāi)阻尼箱門(mén)后，發(fā)現(xiàn)壓敏電阻已經(jīng)燒化脫落，環(huán)氧板上燒出一個(gè)洞。見(jiàn)圖1。

圖1單相接地引起消弧線(xiàn)圈事故

2原因分析

由于消弧線(xiàn)圈是串聯(lián)在系統(tǒng)的零序回路中，在系統(tǒng)未發(fā)生單相接地的情況下，和系統(tǒng)的三相對(duì)地電容組成串聯(lián)回路，當(dāng)容抗和感抗相等或接近時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生串聯(lián)諧振，將中性點(diǎn)電壓放大，越接近諧振點(diǎn)，電壓被放大得越高。這就是預(yù)調(diào)式消弧線(xiàn)圈在回路中要串聯(lián)阻尼電阻的原因。由于阻尼電阻的存在，抑制了中性點(diǎn)電壓的放大，防止系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)電壓太高，根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)定，中性點(diǎn)電壓被限制在15%相電壓以下[1]。

消弧線(xiàn)圈的串聯(lián)電阻接地方式在正常運(yùn)行情況下，忽略線(xiàn)路對(duì)地的泄漏電阻、消弧線(xiàn)圈有功損耗和接地變壓器零序阻抗，零序等值電路如圖2所示，電網(wǎng)的不對(duì)稱(chēng)電壓 Um、線(xiàn)路對(duì)地總電容3Co、消弧線(xiàn)圈的電感L和串聯(lián)電阻Rd組成了電壓諧振回路。

圖2正常運(yùn)行時(shí)零序等值電路

由電路分析可知，中性點(diǎn)位移電壓（Uo）的計(jì)算公式為：

式中：Uφ為相電壓；ω為角頻率；KoC為線(xiàn)電壓變相電壓的系數(shù)。當(dāng)全補(bǔ)償ωL=時(shí)，U出現(xiàn)最大o值（Uomax），方程兩邊同時(shí)除以Uφ，并簡(jiǎn)化得：

解方程得：

由方程可見(jiàn)，串聯(lián)電阻值的取選與電網(wǎng)對(duì)地電容電流和電網(wǎng)的不對(duì)稱(chēng)度有關(guān)，其中Uomax按照規(guī)程為 15%Uφ。

在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，流入大地的電流若過(guò)大，就會(huì)在接地故障點(diǎn)出現(xiàn)斷續(xù)電弧而引起過(guò)電壓。因此，在單相接地電流大于一定值，如3～10 kV系統(tǒng)中接地電流大于30 A，20 kV及20 kV以上系統(tǒng)接地電流大于10 A時(shí)，電源中性點(diǎn)就必須采用經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式，如圖3所示。電源中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式，其目的是減小接地電流[2]。

圖3中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的電力系統(tǒng)

消弧線(xiàn)圈實(shí)際就是一個(gè)鐵芯線(xiàn)圈，其電阻很小，電抗很大。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，流過(guò)接地點(diǎn)的電流等于接地電容電流I˙C與消弧線(xiàn)圈的電流I˙L之和。

由于I˙C與I˙L相位相差 180°，即方向相反。 因此在接地點(diǎn)相互補(bǔ)償，使接地電流減小，如果消弧線(xiàn)圈選擇得當(dāng)，可使接地點(diǎn)電流小于生弧電流，而不會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)電弧和過(guò)電壓現(xiàn)象。

在該起消弧線(xiàn)圈單相接地時(shí)壓敏電阻發(fā)熱燒毀事故實(shí)例中，C相負(fù)載偏大，當(dāng)發(fā)生接地時(shí)，由于阻尼電阻選型不恰當(dāng)，達(dá)350 Ω，致使壓敏電阻頻繁動(dòng)作，持續(xù)承受24.1 A的電流，發(fā)熱燒毀。

3改進(jìn)措施

（1）盡量保證裝有消弧線(xiàn)圈的系統(tǒng)中各相負(fù)荷的平衡，必要時(shí)進(jìn)行負(fù)荷實(shí)測(cè)。

（2）對(duì)10 kV電網(wǎng)，阻尼電阻建議選擇40 Ω；對(duì)35kV電網(wǎng)，阻尼電阻建議選擇160～320 Ω。大量運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，這種選擇基本上能夠滿(mǎn)足要求。

4結(jié)束語(yǔ)

實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，文中提出的改進(jìn)措施為解決單相接地引起消弧線(xiàn)圈事故的處理提供了良好的解決辦法，可供廣大電力工作者借鑒選用。

［1］陸國(guó)慶，姜新宇，歐陽(yáng)旭東，等.高短路阻抗變壓器式自動(dòng)快速消弧系統(tǒng)——配電網(wǎng)中性點(diǎn)新型接地方式的實(shí)現(xiàn)［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2000，24（7）：25-28.

［2］姜新宇，陸國(guó)慶，周良才.對(duì)消弧線(xiàn)圈若干問(wèn)題的探討［J］.電力設(shè)備，2000，1（3）：18-20.