劉喜軍

（許繼集團有限公司，河南 許昌 461000）

1 中性點經(jīng)消孤線圈接地概述

我國的傳統(tǒng)配電網(wǎng)大多采用不接地的方式，但隨著配網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大以及配電網(wǎng)對地電容電流的大幅增加，不接地的方式已經(jīng)無法滿足電網(wǎng)的運行要求，所以近年來我國對配電網(wǎng)進行了大規(guī)模改造，中性點經(jīng)消孤線圈接地（如圖1所示）成為了主流。當中性點經(jīng)消孤線圈接地后，消孤線圈會產(chǎn)生感性電流來對電容性電流進行補償，進而實現(xiàn)快速熄弧，這對減少接地殘流和保障電網(wǎng)安全運行意義重大。但受到傳統(tǒng)消孤線圈自身因素的影響，它在實踐應(yīng)用中并沒有起到良好的效果，有的甚至不但沒有減少故障點，反而引起中性點位移電壓過大、選線準確率不高等問題。為了解決這些問題，有必要對消孤線圈的調(diào)節(jié)方式進行研究，研究設(shè)計出一種可快速調(diào)節(jié)的消孤線圈引起了越來越多人的重視。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，促使中線點經(jīng)消孤線圈接地系統(tǒng)的調(diào)控裝置也發(fā)生了巨大的進步，這為實現(xiàn)消孤線圈的快速調(diào)節(jié)打下了堅實的基礎(chǔ)。

圖1 中性點經(jīng)消孤線圈接地系統(tǒng)

2 在線調(diào)節(jié)式消弧線圈的調(diào)諧控制方式的特點

為了克服傳統(tǒng)消孤線圈補償接地系統(tǒng)的缺陷，越來越多的學者都在致力于研究在線調(diào)節(jié)式消孤線圈的結(jié)構(gòu)，并開發(fā)出了包括調(diào)隙式消孤線圈、調(diào)匝式消孤線圈等在內(nèi)的多種消孤線圈。這些新型消孤線圈補償接地系統(tǒng)主要采用預(yù)調(diào)諧工作方式。

預(yù)調(diào)諧工作方式具有以下兩個特點：①因為消弧線圈的電感量改變較慢，所以為了在出現(xiàn)接地故障時可以及時實施補償，就必須在配網(wǎng)正常工作時，就對配網(wǎng)對地電容電流進行跟蹤檢測，并在此基礎(chǔ)上對消弧線圈的電感量進行相應(yīng)調(diào)節(jié)，進而促使其可以與對地電容產(chǎn)生諧振。顯而易見，這種方式對諧振點進行預(yù)先調(diào)節(jié)，所以被稱作預(yù)調(diào)諧工作方式；于采用這種工作方式的接地保護系統(tǒng)必須串聯(lián)或并聯(lián)電阻。由于接地變壓器中性點人為抽偏、中心線路的不對稱性等因素的影響，會造成配網(wǎng)產(chǎn)生不對稱電壓，而這個不對稱電壓在經(jīng)過消孤線圈的放大后會變成串聯(lián)諧振過電壓。因為串聯(lián)諧振過電壓是不容許的，所以為了降低其產(chǎn)生的不良影響，一般都會為消弧線圈支路串聯(lián)或并聯(lián)電阻。

預(yù)調(diào)諧工作方式雖然在一定程度上解決了補償接地系統(tǒng)的問題，但其因為調(diào)節(jié)速度不夠快的緣故，不能在接地故障的初始發(fā)生階段就實施有效補償，即無法實現(xiàn)快速熄弧的目的。此外，消孤線圈的預(yù)調(diào)節(jié)主要是依靠機械控制裝置，但機械動作的可靠性、開關(guān)的壽命及其耐壓等都存在一定缺陷。

造成上述問題的最大原因在于消孤線圈無法實現(xiàn)快速調(diào)節(jié)，如果設(shè)計開發(fā)出一種基于快速可調(diào)節(jié)消孤線圈的接地故障保護系統(tǒng)，能在非常短的時間內(nèi)就依據(jù)配網(wǎng)的運行情況進行調(diào)節(jié)，使消孤線圈可以始終處于脫諧狀態(tài)，那么就能避免預(yù)調(diào)節(jié)工作方式所帶來的一系列問題。由此可以，研究快速可調(diào)節(jié)消孤線圈意義重大。

3 快速調(diào)節(jié)的實現(xiàn)方法探究

鑒于以上分析，文章對基于快速可調(diào)節(jié)消孤線圈的接地故障保護系統(tǒng)進行了研究，該系統(tǒng)不再采用預(yù)調(diào)諧工作方式，而是采用脫諧工作方式。當配網(wǎng)正常工作時，將消孤線圈調(diào)節(jié)至最大脫諧度；而當配網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，快速對消孤線圈進行調(diào)節(jié)，使其與接地電容諧振，這樣就能最大限度地減少故障電流，進而達到接地保護的目的；當配網(wǎng)接地故障消除后，再次將消孤線圈調(diào)節(jié)至最大脫諧狀態(tài)，確保正常運行時的配網(wǎng)中性點位移電壓在可控范圍之內(nèi)。

基于快速可調(diào)節(jié)消孤線圈的接地故障保護方法應(yīng)滿以下要求：①消孤線圈必須可以實現(xiàn)在線調(diào)節(jié)，而且其調(diào)節(jié)過程的耗時盡可能地縮短；于消孤線圈快速調(diào)節(jié)的依據(jù)是配網(wǎng)對地電容電流的測量值，所以應(yīng)具備可以實時檢測配網(wǎng)對電容的技術(shù)手段；③消孤線圈必須具備足夠的調(diào)節(jié)范圍，要確保配網(wǎng)正常運行時，其能調(diào)節(jié)到的最大脫諧度可以將中性點的位移電壓控制在可接受的范圍內(nèi)；④調(diào)節(jié)過程應(yīng)擺脫對機械控制方式的依賴，即不依靠機械動作來實現(xiàn)調(diào)節(jié)；第五，對消孤線圈接地補償系統(tǒng)進行全面有效的監(jiān)測；⑤接地故障保護系統(tǒng)應(yīng)具備準確的單相接地故障選線方法等等。

近年來，隨著電力電子技術(shù)的不斷進步，為設(shè)計開發(fā)基于快速可調(diào)節(jié)消孤線圈的接地故障保護系統(tǒng)創(chuàng)造了有力條件。采用計算機電子控制替代傳統(tǒng)的慢速機械式控制方式，可以開發(fā)出能夠?qū)崿F(xiàn)快速、準確選線保護的新型消孤線圈，這對于保障配網(wǎng)的安全運行具有重要意義。