1998年在110 kV桂城等3个变电所安装了3套调隙式消弧线圈,由于控制部分使用了大量的电磁继电器,控制回路复杂且运行极不稳定,不到半年该三套消弧线圈均处于停运状态。
2000年开始,南海供电局(以下简称我局)逐步选用微机控制的调匝式消弧线圈(以下简称“预调式”消弧线圈),也有部分变电所选用微机控制的可控硅方式消弧线圈(以下简称“随调式”消弧线圈)。
2005年10月,我局已安装消弧线圈51套,其中预调式消弧线圈有42套,随调式的消弧线圈9套。安装消弧线圈后效果明显,主要体现在Tv没有发生过因铁磁谐振而使高压熔断件熔断的现象,有效地抑制了单相接地故障造成的过电压,也没有发生过开关柜“火烧连营”的情况以及原因不明的10 kV设备重大事故。
1 消弧线圈存在的几个问题
1.1 消弧线圈容量的选择
我局早期投运的消弧线圈,容量大多选择250 kVA(额定电流为40 A)。随着配电网的扩大以及电缆线路的增加,运行3~5年后,消弧线圈的最大补偿电流小于系统的电容电流,消弧线圈运行在“欠补偿”状态,致使运行中容易发生谐振过电压。因此消弧线圈容量的选择是我们面临的棘手问题。
在相关的设计规程中提到消弧线圈容量选择的参考公式如下
Q = 1.35×Ic×Un/31/2
式中 Ic——接地电容电流;
Un——系统标称电压。
我们认为该公式具有一定的局限性。特别是对新建变电所该如何选择消弧线圈的容量,就不能套用该公式。该问题应“因地制宜”地解决,不能“一刀切”。在南海的配电网,如果选用“预调式”的消弧线圈(该型号消弧线圈受补偿电流下限制约)其容量一般选择630 kVA或750 kVA(下限值不低于10 A);如果选用“随调式”消弧线圈,则容量可以选择800 kVA及以上。该选择原则是根据我区各变电所10 kV系统电容电流的状况以及配电网发展规划确定的。随着运行数据的变化,今后在消弧线圈的容量选择上应有改变。可以看出,单在容量选择方面,随调式的消弧线圈有一定优势,因为能够在零到额定电流范围内实行无级调节,使用户在选择消弧线圈容量上灵活性更大。
对于运行中容量不足的消弧线圈(主要针对预调式消弧线圈),可以增加曲折变容量以及在原消弧线圈中串接一个固定电感,以提高补偿电感电流。
1.2 消弧线圈投运后造成系统电压不平衡及运行过程中“虚假接地”
消弧线圈投运后造成系统电压不平衡影响不会很大,我们在GY变电所做了试验,该所10 kV系统电压十分不平衡,当调度人员开断消弧线圈后,电压不平衡的情况依然存在,证明电压不平衡是由于消弧线圈以外的原因造成。对于系统本身存在较大的电压不平衡时,可以将曲折变的一次抽头调为一致状态,以减少因消弧线圈投入引起的电压不平衡。
消弧线圈在运行过程中发生的“虚假接地”(主要对于预调式消弧线圈)的问题。需要分析引起“虚假接地”的原因。我们认为主要原因是接地解除后,没有及时投入阻尼电阻,致使发生消弧线圈与系统电容的串联谐振,造成系统电压不平衡以及不稳定。该问题应检查短接阻尼电阻的控制回路,试验短接阻尼电阻的可控硅的返回电压值是否正常,并根据系统电压不平衡情况,适当调低返回电压值。
1.3 多台消弧线圈并联运行的控制及控制器与后台机的通信
对于多台消弧线圈并联运行的控制问题。消弧线圈厂家一般只能制造“一控二”(即1台微机控制器控制2台消弧线圈)的消弧线圈微机控制器,如果某些变电所有三段10 kV母线均装有消弧线圈,且出现三台消弧线圈并列运行的情况或不同母线并列运行时,会出现由于多台控制器之间的并机不畅,造成消弧线圈调节紊乱的情况。厂家应针对特殊情况研制“一控三”或“一控多”的微机控制器,彻底解决多套消弧线圈并联运行时的协调控制问题。目前只能通过整定多台控制器用不同的动作时间来解决,但效果不好,依然受到母线运行方式的限制。因此我局要求运行人员加强对微机控制器的巡视以及在转供电时运行人员应留意消弧线圈控制器的动作情况,然后改变控制器的控制方式来解决。
多台控制器需要RTU后台机预留多个接口与之相连,在自动化设备日益增多的情况下,同一厂家的二次设备尽可能组网后与后台机连接,否则一个变电所有4台消弧线圈,需占用后台机4个接口。
1.4 消弧线圈的技术参数尚未有统一标准
相关部门还没有制定订购消弧线圈的技术条件,订货时,除了明确电压等级和容量外,还有设备的补偿到位时间(即接地发生到消弧线圈完全输出补偿电流,确保接地点残流在允许范围内这段时间)应如何确定。该时间值,有的厂家能够做到10 ms,而部分厂家则只能做到60 ms,用户当然会选择时间越短(动作越迅速)的设备,但如果标准认为60 ms也能够满足电网运行要求的话,用户则有更多的选择。
消弧线圈的试验规范尚未健全,特别是随调式消弧线圈的试验方法还未确定。2004年颁布了电力行业标准《小接地电流系统单相接地保护装置》(DL/T 872-2004),但这个标准不够完善。众所周知,单相接地选线的功能如果嵌装到消弧线圈控制器中,通过残流增量法(小扰动法)能够达到比较满意的选线正确率,而与消弧线圈控制器独立开来的选线装置在几年前我局已经淘汰了。因此我们期待相关部门制定消弧线圈成套装置的订货技术条件和消弧线圈一次部分(二次部分)的试验标准。
1.5 微机控制器测量的电容电流值的准确度
微机控制器测量的电容电流值的准确与否,直接影响到接地点的熄弧效果,而我们似乎忽视了该问题。到底微机控制器测出的电容电流值是否正确,如果不正确应该如何发现问题,我们建议定期做现场单相接地试验。首先切开消弧线圈,利用电容器组开关投入单相金属接地故障(电容器组退出系统),测出系统电容值,然后,投入消弧线圈,对比微机控制器测出的电容电流值以及实测的电容电流值,如果偏差较大,则有可能是中性点电流互感器或控制器内部故障,需要进一步排查处理。
2 建议
本文内容只是涉及消弧线圈技术的冰山一角,我们提出了消弧线圈运行中存在的一些期待解决的问题,这些问题如果解决得好,将有利于消弧线圈的进一步推广。希望有关部门尽快制定消弧线圈的相关规程,也希望厂家能正视消弧线圈存在的问题,及时对产品进行更新换代。
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