張科研

（天津市化工設計院，天津300193）

微機型消弧裝置使用中應注意的幾個問題

張科研

（天津市化工設計院，天津300193）

化工企業(yè)供電系統(tǒng)上過電壓現(xiàn)象十分普遍。如果沒有防范措施，隨時都可能發(fā)生，若弧光接地故障擴大可導致化工生產(chǎn)流程遭到破壞帶來巨大損失。消弧裝置能很好的消除弧光接地和過電壓故障，但其使用中有誤區(qū)，過電壓監(jiān)控抑制裝置配合消弧裝置的使用能起到更好的作用。

中低壓電網(wǎng)；過電壓；消弧裝置；過電壓監(jiān)控抑制裝置

1 微機型消弧、消諧及PT柜的使用

微機型消弧、消諧及PT柜（以下簡稱消弧柜）廣泛使用在石油、化工等行業(yè)。使用快速真空接觸器將故障相直接接地，即把非金屬接地轉換為金屬接地。由于金屬接地，原故障點的弧光電流燃燒的危害不存在了，也無須補償；由于金屬接地，故障相的雜散電容Cc被短路不再充放電，高頻電流也不會產(chǎn)生；由于金屬接地，故障相電壓恒為零，健全相的相電壓變?yōu)榫€電壓。電力運行規(guī)程中允許不接地系統(tǒng)單相接地運行，所有變壓器、電動機、開關柜、電纜等電氣設備都要求滿足在線電壓下長期運行，設備絕緣應沒有問題，絲毫不影響正常運轉。以下是消弧柜在使用過程中存在的幾種誤區(qū)

1.1 廠內(nèi)擁有獨自進線的總降壓變

以某化工廠供電系統(tǒng)為例。高壓配電所有兩條高壓的電源進線，分別接在廠總降壓站兩個主變壓器上，某段故障時可以利用分段斷路器和分段隔離開關的閉合來恢復對整個配電所（特別是化工生產(chǎn)流程中的重要負荷）供電。

此獨立使用的配電所共配備了四臺消弧柜：I號消弧柜與III號消弧柜以及II號消弧柜與IV號消弧柜處在同電壓等級,同分段的配電系統(tǒng)中。以I段、III段系統(tǒng)為例討論下消弧柜的使用誤區(qū)：

1.1.1 往往在設計下一級配電站時也使用消弧柜，以利用其良好的消弧消諧功能來消除弧光過電壓對設備和線路的影響。同一電壓等級的獨立配電系統(tǒng)中擁有了兩臺消弧柜，有的系統(tǒng)甚至安裝了更多。如此之多的消弧柜在運行過程中會造成潛在的危險。

消弧柜通過實時采集PT電壓信號來判斷系統(tǒng)的三相電壓母線是否正常運行。

分列運行時如果在I段電纜絕緣薄弱點有間隙性不穩(wěn)定弧光接地產(chǎn)生，處在同一系統(tǒng)中III段的電壓互感器都會檢測出電壓的變化，同時消弧消諧控制器同樣采集到電壓變化，造成各個消弧柜都有動作的可能性；并列運行時如果I段電纜絕緣薄弱點有間隙性不穩(wěn)定弧光接地產(chǎn)生，處在同一系統(tǒng)中II段、III段和IV段的電壓互感器都會檢測出電壓的變化，同時消弧消諧控制器也同樣采集到電壓變化，各個消弧柜也都有動作的可能性，即消弧裝置動作的隨機性、無選擇性。

往往一個配電站下的電纜發(fā)生弧光接地，別的配電站的消弧柜會先動作。不論離故障點遠近的消弧柜，只要有一臺消弧柜動作后，運行人員不太方便確定故障點的具體位置，甚至會導致停上一級的電。

如果有的消弧柜判斷出錯，會造成相間短路，使事故擴大化，造成更大的損失。

1.1.2 雖然安裝了小電流選線裝置，但是選線裝置只有60%～70%的選擇正確率，這樣給系統(tǒng)留下了一個潛在的危險。

1.2 多個用戶單位共用同一總降壓變電站

以供電局變電所同一主降變壓器給多個用電單位供電為例，各用電單位在自己廠內(nèi)變電所都安裝了消弧柜。

如果線路出現(xiàn)間隙性弧光接地時，其他廠內(nèi)的消弧柜可能動作，各站內(nèi)的消弧柜都有可能動作，都會使不穩(wěn)定的弧光過接地變成穩(wěn)定的金屬接地，出現(xiàn)了一個人為的直接接地點。這樣會使供電的可靠性大大降低。

同時也不排除消弧柜之間誤判，造成相間短路，使故障擴大化，甚至整個區(qū)域的停電，造成更大的用戶生產(chǎn)損失。

綜上兩點可以發(fā)現(xiàn)消弧柜在發(fā)生單相弧光接地過電壓時動作不具有選擇性，而且退出也隨機。投入巨大的人力和物力，無法找到故障點的具體位置，消弧柜也失去了其本來的作用。

以上弊端電壓監(jiān)控抑制裝置，配合消弧柜的使用而得到改善,使系統(tǒng)的過壓保護設備的配備更具合理性。

2 過電壓監(jiān)控抑制裝置的使用

當采用電壓監(jiān)控抑制裝置后，若系統(tǒng)出現(xiàn)鐵磁諧振、單相接地故障消除后三相電壓開始恢復平衡時，智能接地開關瞬時動作，有效抑制系統(tǒng)過電壓，大大減少系統(tǒng)電容電流對PT的沖擊，減少造成PT燒損。以下對兩種典型的化工企業(yè)用電方式來分別闡述過電壓抑制裝置的使用：

2.1 廠內(nèi)擁有獨立進線的總降壓變

以某大型化工企業(yè)供電系統(tǒng)為例。高壓配電所有兩條高壓電源進線，分別接在廠總降壓站兩個降壓變壓器上，電能經(jīng)過高壓變壓器變壓后分別送到各車間變電所。我們在I、II段母線上分別裝上一臺消弧柜，正常分段運行時兩臺消弧柜都投入運行。當兩段母線需要并列運行時，母聯(lián)柜斷路器合閘后其中一臺消弧柜消弧功能自動退出，這樣保證兩段并列運行時只有一臺消弧柜的消弧功能投入運行；當母線分列運行時，退出消弧柜的消弧功能自動投入運行，做到具有自動投切功能。

在下級變電站中分別安裝過電壓監(jiān)控抑制裝置，該裝置正常運行時，實時在線監(jiān)控A、B、C三相電壓、PT開口三角電壓，以及各饋出回路零序電流。一旦發(fā)生接地（弧光接地、金屬接地），該裝置能快速準確的判斷故障情況，相關裝置動作并報警。當系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生單相弧光接地故障時，總降壓的兩臺消弧柜有一臺動作,弧光消除,當系統(tǒng)恢復時,其廠內(nèi)過電壓監(jiān)控抑制裝置動作，原先串在PT一次中性點接地端中閉合的單相智能瞬時開關動作，經(jīng)過短暫的動作時間斷開了系統(tǒng)電容電流通過PI一次中性點的電流通路。隨后單相智能瞬時開關馬上恢復，重新投入正常的運行過程中，不影響別的用電車間的正常生產(chǎn)。不但消除了在各個用電車間分別裝設消弧柜帶來的動作無選擇性和退出的不固定性，而且與上級變電站消弧柜在運行中不存在沖突的問題。

2.2 多個用戶單位共用同一降壓變電站

以典型的通過供電局變電所配電給多個用電單位為例，用電單位有化工廠或者其他用電單位等等，在供電局總降壓站中安裝了消弧柜，起到檢測整個系統(tǒng)的過電壓和消除弧光的作用，在下級各個用電單位安裝過電壓監(jiān)控抑制裝置。

各個用電單位在自己的變電站中分別安裝過電壓監(jiān)控抑制裝置，該裝置正常運行時，實時在線監(jiān)控A、B、C三相電壓、PT開口三角電壓，以及各饋出回路零序電流，一旦系統(tǒng)發(fā)生PT斷線、過電壓、低電壓、失壓、諧振、接地（弧光接地、金屬接地），裝置能快速準確的判斷故障情況，顯示故障類別，輸出相應的開關量接點信號，相關裝置動作并報警。其與總降壓站內(nèi)消弧柜在運行中不存在沖突的問題。當造紙廠內(nèi)發(fā)生單相弧光接地故障時，應該由上一級的消弧柜動作，故障解除后,三臺過電壓監(jiān)控抑制裝置動作，原先串在PT一次中性點接地端中閉合的單相智能瞬時開關動作，經(jīng)過短暫的動作時間,斷開了系統(tǒng)對地電容電流通過PT一次中性點的電流通路。隨后單相智能瞬時開關馬上恢復，重新投入正常的運行過程中，不影響化工廠的正常生產(chǎn)。

10.3969/j.issn.1008-1267.2010.06.023

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