張科研

（天津市化工設(shè)計(jì)院，天津300193）

微機(jī)型消弧裝置使用中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

張科研

（天津市化工設(shè)計(jì)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(shí)都可能發(fā)生，若弧光接地故障擴(kuò)大可導(dǎo)致化工生產(chǎn)流程遭到破壞帶來(lái)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(jī)型消弧、消諧及PT柜的使用

微機(jī)型消弧、消諧及PT柜（以下簡(jiǎn)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(zhuǎn)換為金屬接地。由于金屬接地，原故障點(diǎn)的弧光電流燃燒的危害不存在了，也無(wú)須補(bǔ)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(huì)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(yùn)行規(guī)程中允許不接地系統(tǒng)單相接地運(yùn)行，所有變壓器、電動(dòng)機(jī)、開關(guān)柜、電纜等電氣設(shè)備都要求滿足在線電壓下長(zhǎng)期運(yùn)行，設(shè)備絕緣應(yīng)沒有問題，絲毫不影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)。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(dú)自進(jìn)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(jìn)線，分別接在廠總降壓站兩個(gè)主變壓器上，某段故障時(shí)可以利用分段斷路器和分段隔離開關(guān)的閉合來(lái)恢復(fù)對(duì)整個(gè)配電所（特別是化工生產(chǎn)流程中的重要負(fù)荷）供電。

此獨(dú)立使用的配電所共配備了四臺(tái)消弧柜：I號(hào)消弧柜與III號(hào)消弧柜以及II號(hào)消弧柜與IV號(hào)消弧柜處在同電壓等級(jí),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(shè)計(jì)下一級(jí)配電站時(shí)也使用消弧柜，以利用其良好的消弧消諧功能來(lái)消除弧光過電壓對(duì)設(shè)備和線路的影響。同一電壓等級(jí)的獨(dú)立配電系統(tǒng)中擁有了兩臺(tái)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(yùn)行過程中會(huì)造成潛在的危險(xiǎn)。

消弧柜通過實(shí)時(shí)采集PT電壓信號(hào)來(lái)判斷系統(tǒng)的三相電壓母線是否正常運(yùn)行。

分列運(yùn)行時(shí)如果在I段電纜絕緣薄弱點(diǎn)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(huì)檢測(cè)出電壓的變化，同時(shí)消弧消諧控制器同樣采集到電壓變化，造成各個(gè)消弧柜都有動(dòng)作的可能性；并列運(yùn)行時(shí)如果I段電纜絕緣薄弱點(diǎn)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(huì)檢測(cè)出電壓的變化，同時(shí)消弧消諧控制器也同樣采集到電壓變化，各個(gè)消弧柜也都有動(dòng)作的可能性，即消弧裝置動(dòng)作的隨機(jī)性、無(wú)選擇性。

往往一個(gè)配電站下的電纜發(fā)生弧光接地，別的配電站的消弧柜會(huì)先動(dòng)作。不論離故障點(diǎn)遠(yuǎn)近的消弧柜，只要有一臺(tái)消弧柜動(dòng)作后，運(yùn)行人員不太方便確定故障點(diǎn)的具體位置，甚至?xí)?dǎo)致停上一級(jí)的電。

如果有的消弧柜判斷出錯(cuò)，會(huì)造成相間短路，使事故擴(kuò)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(gè)潛在的危險(xiǎn)。

1.2 多個(gè)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(gè)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(shí)，其他廠內(nèi)的消弧柜可能動(dòng)作，各站內(nèi)的消弧柜都有可能動(dòng)作，都會(huì)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(gè)人為的直接接地點(diǎn)。這樣會(huì)使供電的可靠性大大降低。

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

綜上兩點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)消弧柜在發(fā)生單相弧光接地過電壓時(shí)動(dòng)作不具有選擇性，而且退出也隨機(jī)。投入巨大的人力和物力，無(wú)法找到故障點(diǎn)的具體位置，消弧柜也失去了其本來(lái)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(hù)設(shè)備的配備更具合理性。

2 過電壓監(jiān)控抑制裝置的使用

當(dāng)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(fù)平衡時(shí)，智能接地開關(guān)瞬時(shí)動(dòng)作，有效抑制系統(tǒng)過電壓，大大減少系統(tǒng)電容電流對(duì)PT的沖擊，減少造成PT燒損。以下對(duì)兩種典型的化工企業(yè)用電方式來(lái)分別闡述過電壓抑制裝置的使用：

2.1 廠內(nèi)擁有獨(dú)立進(jìn)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(jìn)線，分別接在廠總降壓站兩個(gè)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?cè)贗、II段母線上分別裝上一臺(tái)消弧柜，正常分段運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)消弧柜都投入運(yùn)行。當(dāng)兩段母線需要并列運(yùn)行時(shí)，母聯(lián)柜斷路器合閘后其中一臺(tái)消弧柜消弧功能自動(dòng)退出，這樣保證兩段并列運(yùn)行時(shí)只有一臺(tái)消弧柜的消弧功能投入運(yùn)行；當(dāng)母線分列運(yùn)行時(shí)，退出消弧柜的消弧功能自動(dòng)投入運(yùn)行，做到具有自動(dòng)投切功能。

在下級(jí)變電站中分別安裝過電壓監(jiān)控抑制裝置，該裝置正常運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)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(zhǔn)確的判斷故障情況，相關(guān)裝置動(dòng)作并報(bào)警。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生單相弧光接地故障時(shí)，總降壓的兩臺(tái)消弧柜有一臺(tái)動(dòng)作,弧光消除,當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)時(shí),其廠內(nèi)過電壓監(jiān)控抑制裝置動(dòng)作，原先串在PT一次中性點(diǎn)接地端中閉合的單相智能瞬時(shí)開關(guān)動(dòng)作，經(jīng)過短暫的動(dòng)作時(shí)間斷開了系統(tǒng)電容電流通過PI一次中性點(diǎn)的電流通路。隨后單相智能瞬時(shí)開關(guān)馬上恢復(fù)，重新投入正常的運(yùn)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(gè)用電車間分別裝設(shè)消弧柜帶來(lái)的動(dòng)作無(wú)選擇性和退出的不固定性，而且與上級(jí)變電站消弧柜在運(yùn)行中不存在沖突的問題。

2.2 多個(gè)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(gè)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(cè)整個(gè)系統(tǒng)的過電壓和消除弧光的作用，在下級(jí)各個(gè)用電單位安裝過電壓監(jiān)控抑制裝置。

各個(gè)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(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)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(zhǔn)確的判斷故障情況，顯示故障類別，輸出相應(yīng)的開關(guān)量接點(diǎn)信號(hào)，相關(guān)裝置動(dòng)作并報(bào)警。其與總降壓站內(nèi)消弧柜在運(yùn)行中不存在沖突的問題。當(dāng)造紙廠內(nèi)發(fā)生單相弧光接地故障時(shí)，應(yīng)該由上一級(jí)的消弧柜動(dòng)作，故障解除后,三臺(tái)過電壓監(jiān)控抑制裝置動(dòng)作，原先串在PT一次中性點(diǎn)接地端中閉合的單相智能瞬時(shí)開關(guān)動(dòng)作，經(jīng)過短暫的動(dòng)作時(shí)間,斷開了系統(tǒng)對(duì)地電容電流通過PT一次中性點(diǎn)的電流通路。隨后單相智能瞬時(shí)開關(guān)馬上恢復(fù)，重新投入正常的運(yùn)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

TM593

C

1008-1267（2010）06-059-02

2010-08-30