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        調(diào)匝調(diào)容式自動跟蹤消弧線圈系統(tǒng)研究

        2010-04-26 10:29:02張永武劉淑敏曹華明王長征馬景芬
        山東農(nóng)機化 2010年3期
        關(guān)鍵詞:級差大容量弧線

        張永武 劉淑敏 曹華明 王長征 馬景芬

        目前普遍應(yīng)用的單一調(diào)匝式或調(diào)容式消弧線圈很難滿足大容量、寬調(diào)節(jié)范圍和細調(diào)節(jié)的需要,有必要開發(fā)研究一種新型消弧線圈,以解決大容量、寬調(diào)節(jié)范圍和細調(diào)節(jié)的難題,使補償后系統(tǒng)接地電流減小,有利于故障點的熄弧,降低系統(tǒng)過電壓。這是一種利用現(xiàn)有成熟的調(diào)匝式消弧線圈和調(diào)容式消弧線圈理論和經(jīng)驗優(yōu)化組合的新產(chǎn)品,具有調(diào)節(jié)速度快、調(diào)節(jié)范圍寬、調(diào)節(jié)級差電流小、線性度好、沒有諧波污染等優(yōu)點。

        一、調(diào)匝式、調(diào)容式消弧線圈的弊端

        調(diào)匝式消弧線圈是用有載開關(guān)調(diào)節(jié)消弧線圈的匝數(shù),達到調(diào)節(jié)消弧線圈電感電流的目的,以補償系統(tǒng)電容電流,它適合于中小容量的消弧線圈。當消弧線圈容量較大時,如10kV1200kVar的消弧線圈,電流調(diào)節(jié)范圍為20~198A,采用調(diào)匝式25檔真空開關(guān),等差調(diào)節(jié),級差電流達到7.4A,大于行標允許的5A電流,而且檔位太多對有載開關(guān)機械部分不利,有載開關(guān)的級電壓也很難滿足要求,消弧線圈制造工藝復(fù)雜。調(diào)容式消弧線圈,設(shè)有二次調(diào)容線圈,在調(diào)容線圈上配置幾組不同容量的組合電容器來調(diào)節(jié)消弧線圈的電感電流,電容器組按照補償電流的大小使用不同容量的電容器。消弧線圈本體是一個帶二次繞組的鐵芯電感線圈,產(chǎn)生感應(yīng)電流,特點是單組電容器容量大,組數(shù)多,體積大,因此造價高,制作和調(diào)節(jié)困難;而且大容量調(diào)容式消弧線圈需設(shè)一、二次抽頭,且調(diào)節(jié)時要停電操作。對于大容量寬調(diào)節(jié)范圍的消弧線圈,單獨采用調(diào)匝式或者調(diào)容式都難以滿足要求。

        二、調(diào)匝調(diào)容式消弧線圈系統(tǒng)設(shè)計

        調(diào)匝調(diào)容式消弧線圈是用調(diào)匝調(diào)容相結(jié)合的方式達到減小故障點殘流的目的,先用調(diào)匝式消弧線圈將大電流分成幾檔,再在級差電流大的檔位之間接入晶閘管,利用電容器組進行細調(diào)。調(diào)匝調(diào)容式消弧線圈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,整個系統(tǒng)由接地變壓器、有載寬調(diào)節(jié)的消弧線圈、電容調(diào)節(jié)柜、阻尼電阻箱及其控制部分、微機控制器及控制屏、內(nèi)過電壓保護器構(gòu)成。

        調(diào)匝調(diào)容式消弧線圈是在調(diào)匝式消弧線圈和調(diào)容式消弧線圈的基礎(chǔ)上設(shè)計開發(fā)出來的,在調(diào)匝式消弧線圈上增加一個較大容量的二次線圈,其上并接組合電容器構(gòu)成調(diào)匝調(diào)容式消弧線圈,它兼具調(diào)匝式消弧線圈和調(diào)容式消弧線圈的優(yōu)點。如10kV1200kVar消弧線圈,如果用調(diào)匝調(diào)容相結(jié)合的粗細調(diào)結(jié)構(gòu),選用12檔有載開關(guān)進行粗調(diào),等比調(diào)節(jié),最大級差電流為37.2A;消弧線圈二次線圈并聯(lián)4組電容器,電容器總?cè)萘緾總=6062×37.2=220kVar,每級電容器容量(即最小電容器容量)Cb=6062×2.3=14kVar,共分16檔,等差調(diào)節(jié),則級差電流減小為2.3A。由此看出,采用調(diào)匝調(diào)容式消弧結(jié)圈,真空開關(guān)的檔位減少,電容器總?cè)萘啃?,級差電流小,故障點殘流減小,很好地解決了大容量寬調(diào)節(jié)范圍調(diào)檔難的問題。同時采用預(yù)調(diào)方式,二次阻尼使消弧線圈快速響應(yīng),縮短殘流穩(wěn)定時間,提前投入消弧線圈,抑制暫態(tài)過電壓的產(chǎn)生。

        圖1

        三、調(diào)匝調(diào)容式消弧線圈系統(tǒng)的控制

        調(diào)匝調(diào)容式消弧線圈具有調(diào)匝和調(diào)容式消弧線圈的所有功能,采用預(yù)調(diào)方式,控制系統(tǒng)根據(jù)需要采集不同狀態(tài)的系統(tǒng)中性點電流、電壓等數(shù)據(jù),計算出電容電流和不平衡電壓以及殘流脫諧度等參數(shù),將有載開關(guān)設(shè)定在接近接地電流的檔位,并判斷是否投入電容器組,計算需投入電容器的容量補償,電容器使用獨立的過零檢測觸發(fā)模塊,觸發(fā)模塊接收到控制輸出指令后可自動根據(jù)晶閘管兩端的電壓投切電容器組,保證整個系統(tǒng)級差電流不大于2~3A,接地時立即輸出需要的補償電流,不受任何外來因素的影響,具有快速響應(yīng)的特點。

        四、結(jié)論

        隨著配電網(wǎng)逐步擴大,電力電纜大量使用,大容量寬調(diào)節(jié)的消弧線圈的需求量必將隨之增大。因此調(diào)匝調(diào)容式自動跟蹤消弧線圈系統(tǒng)是一種具有廣闊前景的補償裝置。

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