消弧线圈的整定原则、容量和安装地点的选择
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专题一: 消弧线圈的整定原则、容量和安装地点的选择
一.整定原则
消弧线圈整定时,主要考虑的原则有:
1. 故障点流过的残余电流应该尽量的小。因为残流越小,接地电弧的危害也越小,电弧的最后熄灭也越容易。有的要求60kV 及以下的电力网,故障点的残余电流不超过10A 。
要使残流小,则应将消弧线圈调整到谐振补偿附近。此时如果系统三相电容不对称,在正常运行情况下,就可能发生串联谐振,使中性点具有较高的电压,这是不允许的。所以消弧线圈整定时还应考虑第二个原则。
2. 在正常和事故情况下,中性点对地电压应不致危害网络的正常绝缘。有的要求系统在正常运行时,中性点的位移电压应不超过相电压的15%,发生事故时应不超过相电压的100%。因此为避免产生较大的谐振过电压,消弧线圈不宜整定在谐振补偿,而须整定在过补偿或欠补偿的位置。实际证明,在同时满足故障点残流和中性点位移电压规定的条件下,过补偿和欠补偿对灭弧的影响是差不多的。但在欠补偿运行时,当网络因故障或其它原因,使某些线路断开后,可能构成串联谐振,产生危险的过电压。所以正常情况下,不宜采用欠补偿的运行方式,而应采用过补偿的运行方式。如果消弧线圈容量不足,可以允许在一定的时间内采用欠补偿的方式允许,但要对可能产生的过电压进行校验。
二.消弧线圈的容量
选择消弧线圈的容量,应考虑电网的发展,并按过补偿进行设计。其容量按下式计算:;式中:
千伏安)(35.1X DC XH U I S =XH S ——消弧线圈的容量,千伏安;
DC I ——电网接地电容电流,安倍;它包括变电所母线及其它设备和线路中个别地段(增大对地电容的因素)的附加电容电流,并考虑电网在近几年内的发展;
X U ——电力网的相电压,千伏;
1.35——系数;它考虑到计算误差系数1.1,气候影响系数1.05和过补
偿运行系数1.1及以后电网发展用的消弧线圈容量储备系数1.1。
三.消弧线圈的安装地点
消弧线圈的安装地点,应根据实际电网的具体情况来决定,但要保证电网在任何运行方式下,断开一、两条线路时,大部分电网不致失去补偿,所以不应将多台消弧线圈集中安装在电网的一处,且尽量避免电网只安装一台消弧线圈。
消弧线圈通常装在电网的各枢纽变电所内,有时也装在某些发电厂内。必须指出,并不是任何一台变压器的中性点都能接消弧线圈,在选择装设消弧线圈的变压器时,一方面要考虑和消弧线圈串联的变压器的阻抗,另一方面还要考虑因接入消弧线圈而使变压器过负荷的条件。
1. Y/△接线的变压器消弧线圈的电流是流过变压器线圈的,当变压器有一个接成三角形的线圈,那么无论磁路部分的结构如何,在这个线圈中一定会出现抵消零序电流安匝数的环流,所以变压器不会受到不利影响。
对于Y/△接线的芯式变压器,接于其中性点的消弧线圈的最大容量主要受到温度升高的限制。如果消弧线圈的容量不超过变压器额定容量的50%,那么便可以负荷变压器2小时过负荷30%的规定。
对于Y/ Y/△接线的三线圈变压器,额定容量分配有时为100%:33.3%:100%,为满足变压器2小时过负荷30%的规定,则消弧线圈的容量不能大于变压器额定容量的33.3%。
通过上面的讨论可知,消弧线圈的容量不应超过变压器容量的50%,并不得大于三线圈变压器的任一线圈的容量。
2. Y/Y接线的三相芯式变压器在这种情况下,接于中性点的消弧线圈最大容量主要受到零序电压降和杂散损失的限制。有人根据试验和计算得知,当零序电流分量等于变压器的额定电流时,其电压降变化范围为35~120%。同时,零序电产生的零序磁通将在铁心和箱壁中引起相当大的附加损耗。故消弧线圈的容量不宜超过变压器额定容量的20%。
如果这种变压器的冷却方式,不决定于变压器外壳的热量交换,则消弧线圈的容量可适当地超过20%的规定。
3. Y/Y接线的单相变压器组或三相壳式变压器因其零序阻抗很大,
所以不应将消弧线圈接在这种变压器的中性点上。
附录:电容电流的测量——中性点外加电压法
为确定消弧线圈实际使用时的分接位置,从而对接地电容电流进行过补偿,需要确定接地电容电流。此处介绍完全模仿网络方式单相接地时情形的单相接地法以外的另一种较为简单的测量方法——中性点外加电压法。此法的原理接线如下图所示。
图:中性点外加电压法测量电容电流的原理接线图
项1—电压互感器;项2—消弧线圈的辅助绕组;项3—接地的变压器; 项4—消弧线圈;项5—中性点外加电压变压器;项6—保护间隙; 项7—电流互感器;项8—电磁接触器;
利用安培表和伏特表,分别读出中性点位移电压和通过消弧线圈的电流,然后将测得的数据代入下式,就可以求出电容电流的数值。
N U L I )/(N X C C U U I I ×=,式中:—网络的相电压;—中性点位移电压;—对应时流过消弧线圈的电流。
X U N U L I N U 为了使测得的结果比较准确,要求尽量在消弧线圈的每个分接抽头位置进行一次测量,然后取平均值。