林振國

國網(wǎng)福建省電力有限公司仙游縣供電公司

前言：

當前，10KV—30KV配電網(wǎng)系統(tǒng)的電容電流日趨增大。配電網(wǎng)消弧線圈只具備有限的補償電流，單線接地故障極易引發(fā)各類停電事故，并導致設備損壞。同時，中線點經(jīng)配電網(wǎng)消弧線圈實現(xiàn)接地時，難以有效保障選線的準確性。因此，有必要深入研究配電網(wǎng)消弧及選線裝置的運行狀況。

一、配電網(wǎng)消弧及選線裝置運行狀況試驗內容

1、消弧線圈運行狀況試驗

該試驗內容主要包括以下三點：(1)對配電網(wǎng)系統(tǒng)的電容電流、消弧線圈的補償電流以及各類故障點的殘留電流進行試驗與準確測量[1]。(2)對消弧線圈補償電流的阻性及諧波分量進行科學計算和深入分析。(3)對配電網(wǎng)選線裝置的準確性進行深入分析。

2、開關型消弧消諧裝置運行狀況試驗

該試驗內容主要包括以下三點：(1)對故障點轉移前及轉移后的實際電流以及轉移電流進行試驗與準確測量。(2)對三相、中性點具體電壓進行準確測量和科學分析。(3)對配電網(wǎng)選線裝置的準確性進行深入分析。

3、試驗站點消弧方式基本情況

在某電力公司電網(wǎng)中對采用消弧線圈的12座變電站和采用開關型消弧消諧裝置的1座變電站作為本文的試驗站點。

二、配電網(wǎng)消弧及選線裝置運行狀況試驗結果及分析

1、消弧線圈運行狀況試驗結果及分析

(1)電容電流。對12座試驗站點進行試驗，得出如下結論：①采用直接法及間接法獲取的測量值和消弧線圈的具體顯示值相比存在較大差別，其偏差程度最大可達783%，其偏差程度平均為210%。②采用間接法進行測量，其誤差原因主要有：在測量過程中，沒有將TV消諧器退出、由于測量原理導致的誤差、電壓互感器的結構特性等原因導致的誤差、測量儀器的性能原因導致的誤差等[2]。

(2)故障殘流。當配電網(wǎng)系統(tǒng)具備較大的電容電流時，配電網(wǎng)消弧線圈呈現(xiàn)出容量不足的狀況，補償之后仍具有較大的殘流。試驗站點中有7座變電站在補償之后仍具有100A以上的殘流，其中最高殘流為398A。

(3)補償電流阻性分量。對配電網(wǎng)消弧線圈的補償電流和阻性電流進行比較，可知部分變電站具備較大的電容電流，其配電網(wǎng)消弧線圈也具備較大的補償電流阻性分量。當配電網(wǎng)消弧線圈的阻性殘流過大時，其接地電弧將難以熄滅。試驗站點中有7座變電站，其補償電流阻性分量在10A以上。

(4)補償電流諧波分量。當配電網(wǎng)消弧線圈處于運行狀態(tài)下時，單相弧光性接地故障產(chǎn)生之后，其補償電流呈現(xiàn)出較為平穩(wěn)的波形。當產(chǎn)生單相弧光性接地故障時，配電網(wǎng)消弧線圈呈現(xiàn)飽和狀態(tài)將引發(fā)中性點發(fā)生電流畸變，對補償電流諧波分量進行分析可知：在補償電流諧波分量中存在較大的奇次諧波分量。

2、開關型消弧消諧裝置運行狀況試驗結果及分析

變電站對開關型消弧消諧裝置進行采用時，對產(chǎn)生弧光接地故障時裝置的實際轉移電流值以及金屬性和小電阻接地故障時消弧柜的具體轉移電流值進行分析可得出如下結論：(1)通常，配電網(wǎng)電容電流的數(shù)值大小不會對配電網(wǎng)開關型消弧消諧裝置造成限制影響。(2)當產(chǎn)生弧光性接地故障以及小電阻接地故障時，開關型消弧消諧裝置經(jīng)轉移之后，其接地點的電流值呈現(xiàn)為零；當產(chǎn)生金屬性接地故障時，消弧柜經(jīng)過轉移之后，存在極小的故障點電流。(3)開關型消弧消諧裝置在反復試驗中均可實現(xiàn)正確動作，大致在20ms之內，即可快速消弧。

3、選線裝置的準確性分析

(1)對于以消弧線圈為消弧裝置的變電站，進行多達25次的單相接地選線試驗，其中，有11次實現(xiàn)了選線裝置的正確，具有44%的準確率。(2)對于以開關型消弧消諧裝置為消弧裝置的變電站，進行了多達18次的單相接地選線試驗，其中，有16次實現(xiàn)了選線裝置的正確，具有89%的準確率。(3)對選線裝置的準確性造成影響的因素主要包括：①電壓互感器出現(xiàn)了鐵磁諧振。②選線裝置缺乏良好的穩(wěn)定性。③選線裝置存在二次回路。④電流互感器缺乏較高的精度。⑤選線裝置自身存在的運維管理相關問題。

4、試驗中典型案例分析

(1)當小分支上產(chǎn)生單相接地故障時，小分支會在過流保護作用下發(fā)生動作跳閘。(2)個別變電站出現(xiàn)單相接地故障時，其線路保護會頻繁進行啟動。(3)將消弧線圈投入個別變電站之后，弧光性接地故障產(chǎn)生，接地故障消失之后，振蕩波形會出現(xiàn)在中性點電流上。

結語

綜上所述，對配電網(wǎng)電容電流采取間接法進行測量，極易受到各種因素，諸如電壓互感器漏抗等影響，產(chǎn)生較大的誤差，且難以有效校準。因此，必須通過直接法對電容電流進行測量。少數(shù)自動消弧線圈裝置中存在部分電容電流，難以對之進行準確測量，極易造成對檔位的錯誤選取，對此，必須對直接法進行使用，對殘留進行準確測量，以實現(xiàn)對補償效果的良好驗證。當前，配電網(wǎng)內運行的小電流選線裝置，在選線方面普遍缺乏較高的準確率。對此，應對人工接地方法進行采用實現(xiàn)對試驗的有效驗證。當配電網(wǎng)系統(tǒng)存在較大的電容電流時，其消弧線圈的補償電流相應地存在較大的阻性分量。因此，當配電網(wǎng)系統(tǒng)存在較大的電容電流時，不適宜對消弧線圈進行采用。當配電網(wǎng)系統(tǒng)對消弧線圈接地進行采用時，在單線接地故障的情況下，難以實現(xiàn)電纜絕緣的有效恢復，進而引發(fā)相間短路。當配電網(wǎng)系統(tǒng)對開關型消弧裝置進行采用時，具有良好的消弧效果，且能有效避免相間短路，能減少人身安全威脅。因此，采用開關型消弧裝置實施消弧具有最為理想的效果。將快速開關作為人工單相接地開關，能避免試驗過程中產(chǎn)生線路跳閘。另外，接地故障在消失之后，調容式自動消弧線圈極易引發(fā)配電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)諧振。

[1]楊佳，韋芬卿，付磊，等.一種基于RTDS的消弧選線裝置的試驗研究[J].電力工程技術，2012，31(4)：43-47.