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消弧線圈調試儀

時間：2022-09-18

中試控股技術研究院魯工為您講解：消弧線圈調試儀

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30多年專業制造：ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀

消弧線圈成套裝置目前已經普遍應用于各大變電站、電廠等配電現場。消弧線圈的作用就是在系統發生單相接地故障時，補償系統電容電流，從而抑制過電壓的產生。系統正常運行時，消弧線圈經阻尼電阻接地，防止系統諧振的發生，系統發生單相接地故障時，阻尼電阻的分壓使壓敏電阻動作并通過自觸發方式將其旁路晶閘管觸發導通，使得消弧線圈直接接地，起到補償作用，可見旁路晶閘管是否可靠動作直接決定了消弧線圈的補償作用。
10kV或者35kV系統發生單相接地故障時，消弧線圈能否起到補償作用，直接決定于旁路晶閘管能否可靠觸發導通，同時消弧線圈控制器計算精度及發出調檔指令正確與否也直接決定了消弧線圈的補償性能。
目前消弧線圈在出廠、安裝及投運后都缺乏對整個消弧線圈成套裝置綜合性能評估的技術手段。針對上述現狀，中試控股在充分研究消弧線圈運行原理及控制器工作原理的基礎上并結合大量實驗數據據及現場經驗總結研發了集晶閘管動作特性測試及消弧線圈裝置特性測試等多種功能于一體的多功能高精度測試儀器—ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀，儀器為一體化結構，操作簡單，便于攜帶。

ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀簡介
消弧線圈成套裝置目前已經普遍應用于各大變電站、電廠等配電現場。消弧線圈的作用就是在系統發生單相接地故障時，補償系統電容電流，從而抑制過電壓的產生。系統正常運行時，消弧線圈經阻尼電阻接地，防止系統諧振的發生，系統發生單相接地故障時，阻尼電阻的分壓使壓敏電阻動作并通過自觸發方式將其旁路晶閘管觸發導通，使得消弧線圈直接接地，起到補償作用，可見旁路晶閘管是否可靠動作直接決定了消弧線圈的補償作用。
10kV或者35kV系統發生單相接地故障時，消弧線圈能否起到補償作用，直接決定于旁路晶閘管能否可靠觸發導通，同時消弧線圈控制器計算精度及發出調檔指令正確與否也直接決定了消弧線圈的補償性能。
目前消弧線圈在出廠、安裝及投運后都缺乏對整個消弧線圈成套裝置綜合性能評估的技術手段。針對上述現狀，中試控股在充分研究消弧線圈運行原理及控制器工作原理的基礎上并結合大量實驗數據據及現場經驗總結研發了集晶閘管動作特性測試及消弧線圈裝置特性測試等多種功能于一體的多功能高精度測試儀器—ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀，儀器為一體化結構，操作簡單，便于攜帶。

ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀特點
1、全觸摸超大8寸彩色液晶顯示
操作簡單，儀器配備了高端全觸控式8寸彩色液晶顯示屏，超大顯示界面所有操作步驟中文菜單顯示，每一步都非常清晰明了，操作人員不需要額外的專業培訓就能使用，是目前非常理想的智能型測量設備。
2、實時顯示電壓波形
晶閘管動作特性測試時，中試控股儀器能夠實時顯示儀器輸出和晶閘管上的電壓波形。試驗人員從波形圖上就能夠非常清楚的判斷出晶閘管的動作。
3、自動手動兩種測試模式
晶閘管動作特性測試時，儀器能夠提供自動和手動兩種測試模式。自動模式能夠快速準確找到晶閘管的動作閾值。手動模式方便試驗人員仔細觀察晶閘管動作時的電壓波形變化。
4、3C0調節范圍大
消諧裝置特性試驗時，3C0電容的調節范圍非常廣，可以從10uF到100uF，足以滿足絕大部分試驗現場的需求。
5、一體化結構，體積小、重量輕
儀器內部高度集成化，中試控股為試驗提供了一種最為簡單便捷的試驗手段。

ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀技術參數
1、使用條件 -20℃ ~ 50℃ RH＜80%
2、工作電源 AC 220V±10%
3、晶閘管測試電壓范圍 0-800V
分辨率 0.1V
精度 ±（1%讀數+0.5V）
4、晶閘管動特性測試能夠實時顯示電壓波形
5、晶閘管動特性測試能夠提供自動和手動兩種模式
6、消諧裝置測試電壓范圍 40V
分辨率 0.1V
精度 ±（1%讀數+0.5V）
7、消諧裝置測試電流范圍 0-2000mA
電容電流范圍：200A，級差20A
分辨率 0.1mA
精度 ±（1%讀數+0.2mA）
8、3C0電容調節范圍 10uF-100uF
9、主機外型尺寸 320（L）×270（W）×140（H）
10、主機重量 6kg（不含測試線/中試控股）

ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀（圖片）

在電力系統中，變壓器的繞組的連接方式有星形和三角形兩種，其中三角形連接方式有中性點，如果中性點接地的話，當電力系統發生短路的時候會構成短路回路，使得短路電流很大，從而破壞電力設備。
所以在中壓電力系統（10KV）中，多采用中性點不接地方式或者經消弧線圈接地方式，這兩種方式都屬于小電流接地系統。你說的非直接接地經過消弧線圈接地方式，指的是變壓器的中性點沒有直接接地，而是經過消弧線圈，這是因為消弧線圈就是個電感，而短路電流呈容性（因為電線和地面之間就好像是一個大電容，相當于電容上下兩邊的導體，中間是空氣為介質，所以當電力系統發生短路的時候，短路電流是容性的。）電感電流和電容電流相抵消（因為向量方向相反），使短路電流變小。
經小阻抗接地，小阻抗就是小電阻，中試控股該電阻與系統對地電容構成并聯回路，電阻會耗能，也是電容電荷釋放元件和諧振的阻壓元件，主要的作用是防止諧振過電壓，有一定優越性。
如果是中性點直接接地的系統多用在高壓或者低壓配電系統中，主要是從經濟方面考慮。
具體這幾種方式的特點，比如為什么不接地系統會使故障相電壓為0，非故障相電壓上升為線電壓，這些都需要畫圖分析的，你可以參考電力系統暫態分析，里面有詳細的說明。
為什么在中性點直接接地系統中，發生單相接地時，非故障相的相電壓不變?
中性點直接接地以后，該電力系統的中性點電位就被固定在零電位上，即便發生單相接地故障，由于大地對于電荷的容量為無窮大，所以大地的電位（即中心點的電位）仍然為零，所以不故障相對地的相電壓不會變動。
三相交流電力系統中性點與大地之間的電氣連接方式，稱為電網中性點接地方式。中性點接地方式涉及電網的安全可靠性、經濟性。
同時直接影響系統設備絕緣水平的選擇、過電壓水平及繼電保護方式、通訊干擾等。一般來說，電網中性點接地方式也就是變電所中變壓器的各級電壓中性點接地方式。

接地方式
中性點有效接地
我國110kV及以上電網一般采用大電流接地方式，即中性點有效接地方式（在實際運行中，為降低單相接地電流，可使部分變壓器采用不接地方式），這樣中性點電位固定為地電位，發生單相接地故障時，非故障相電壓升高不會超過1.4倍運行相電壓。
暫態過電壓水平也較低；故障電流很大，漏電保護能迅速動作于跳閘，切除故障，系統設備承受過電壓時間較短。因此，大電流接地系統可使整個系統設備絕緣要求水平降低，從而大幅降低造價。
中性點非有效接地
6～35kV配電網一般采用小電流接地方式，即中性點非有效接地方式。近幾年來兩網改造，使中、小城市6～35kV配電網電容電流有很大的增加，如不采取有效措施，將危及配電網的安全運行。
中性點非有效接地方式主要可分為以下三種：不接地、經消弧線圈接地及經電阻接地。

為什么經消弧線圈接地系統發生單相接地故障時只能繼續供電2小時？
國10KV的三相供電系統是不接地的，為了防止發生單相接地故障時間歇電容電流引起電弧在線路中引起振蕩，造成事故的擴大，就采用接地變壓器給系統造一個人為的中性點，接地變壓器一般采用Z接法，接地變壓器的中性點連接消弧線圈，消弧線圈接地，發生單相接地時，利用消弧線圈的感性電流抵消線路的電容電流，這樣系統就可以帶故障運行2小時，以便查找并消除故障。
所以接地變壓器與消弧線圈是兩個不同的設備，消弧線圈實際上就是一個大電感，它一端接在接地變壓器的后面，一端接地，兩者配合使用。

請問中性點不接地系統中選擇中試控股采用消弧線圈接地還是高阻接地的依據是什么？兩者有什么不同?電力
電力系統中性點的運行方式有兩種：直接接地和不接地。
對于中性點不接地系統，通常中性點是選用消弧線圈接地，而不用高阻接地。
由于輸電線路的導線對地有電容，在中性點不接地系統中，如果發生了一相接地故障，接地相故障點的電流呈容性。故障接地電流的回路是：故障相接地點-兩正常相對地電容-導線-變壓器-大地-故障相接地點。線路俞長，電容俞大，容抗俞小，故障電流也就俞大。接地點電流引發的電弧不易熄滅就可能引起弧光過電壓，過電壓有可能引發相間短路，這樣事故會擴大，甚至會引起系統瓦解。在中性點接入消弧線圈后，故障電流除了上面的途徑外，又增加了故障點-大地-消弧線圈-變壓器-導線-故障點這一個岔路。由于消弧線圈是感性的，所以回路中的電流是感性電流，它正好中和了一部分線路的容性故障電流，也就減少了故障點的電流，使接地弧光很容易熄滅。這不僅有利于故障的處理，也提高了系統的可靠性。
如果中性點通過高阻接地，當一相接地時，也會形成如上面所說的兩個回路，只不過此時的岔路中的電流不是感性的，它不能中和線路的容性電流，反而會增加故障點的電流，使弧光更難熄滅，不利于故障處理。同時，中性點經高阻接地，也就類同于中性點不接地系統。中試控股中性點不接地系統供電可靠性雖高，可它最大的特點是，當一相接地故障時，接地電流雖不大，但其它正常相對地電壓會升高√3倍，這就要求系統設備的絕緣水平很高。在高等級電壓系統中，設備的絕緣費用在設備總費用中占有很大的比重，適當降低絕緣水平可以帶來很大的經濟效益。為此在高電壓系統中都采用中性點直接接地。而在電壓等級較低的系統中，中性點采用經消弧線圈接地。這不僅經濟，也提高了系統的供電可靠性。通常，在3－60千伏的系統中，容性電流超過以下值時應裝消弧線圈：
3－6KV　　　　30A
10KV　　　　　20A
35KV－60KV 　10A

中性點就是變壓器Y中心點，直接接地就是直接由線路引到地下，地下埋有接地體。經小阻抗接地就是在接地線路中加一個阻抗再接到地下。經消弧線圈就是在接地線路中加一個電感器然后再接到地下。TN系統中，從電源端中性線（就是變壓器中性線）引出兩種性質的線，它們是PE線，起保護作用相當于地線；另一個是N線，就是零線，工作用。TN-S系統中這兩個線是分開的。你說的表明的電源端接地點就是變壓器的中性點了。

中性點直接接地就是：中性點經過專用的接地線連接至接地裝置，一般接地阻值≤10Ω；
中性點非直接接地就是：中性點經過專用的接地線中間串接線圈至接地裝置，一般接地阻值≤10Ω；
在TN-S系統中變壓器低壓側電源的中性線和接地線是連接的可以認為是一個點兩條線，只是在輸出后各自定義不同而已，一旦定義就不能改變（簡單說就是一個點接出兩條線，隨意一根就可以作為PE或者N線，但是定以后一直作為定義的作用使用）。

消弧線圈的檔位為什么會自動變換
因為現在的消弧線圈一般都是微機自動跟蹤補償運行的。在系統未發生接地故障時，消弧線圈成套裝置的微機控制器會根據自身設定好的程序及自身的算法計算出系統時時的電容電流。當供電系統的負荷發生變化時，根據系統中饋電線路投入的變化其系統對地的容抗也隨之變化，所以相應的消弧線圈投入的感抗也應隨之變化以達到自動跟蹤補償的效果。所以消弧線圈的檔位會自動變化。

6kV中性點經消弧線圈接地系統間歇接地的處理？
6KV是小電流接地系統，你單位如果裝有消弧線圈，中試控股說明6KV系統相當龐大。其實6KV系統單相接地是常見故障，一般發生在電纜，電纜頭和母線上，（6KV高壓電動機帶有零序保護，接地即跳閘），起因通常是漏水，鼠害，外力破壞等。大部分是瞬間故障，出現間隙性接地可能與裝了消弧線圈有關，間隙性接地有可能引起過電壓，所以必須盡快消除。其實6KV接地選切沒有什么好辦法，就是把你懷疑的母線進行電源倒換，能停電的直接停電，看看接地信號是否消失或更換了位置。沒有母線接地信號時只能依靠監視相電壓，沒有分相表只能用高壓驗電筆。具體步驟沒法說，要根據你的系統接線和現場規程而定。

消弧線圈接地系統，發生諧振時是并聯諧振還是串聯諧振
諧振接地系統的過電壓及防止措施諧振接地系統中的許多過電壓現象，歸根結底是各種原因引起中性點的位移電壓升高造成的。
下面從基本概念和實際應用兩個方面予以簡介。一、欠補償斷線過電壓在諧振接地電網中，消弧線圈以過補償為基本運行狀態，主要目的是為了防止斷線過電壓等事故。欠補償狀態下斷線后的中性點位移度，遠遠大于過補償時的位移度。在補償電網欠補償運行的情況下發生單相斷線和兩相斷線故障時，如果不考慮消弧線圈的鐵心飽和現象，中性點位移度可分別高達相電壓的8.6倍和6.74倍，而相對地的最高過電壓可達相電壓的9.6倍和7.74倍?？紤]鐵心飽和后，過電壓會顯著降低，但依然需要限制中性點的位移度。由斷線引起的諧振過電壓，只有在單側電源供電的條件下，線路斷線才有可能發生，而雙側電源供電的線路斷線時則不會發生。

防止措施：
1、人工調節的消弧線圈，采用過補償方式運行。
2、自動跟蹤消弧線圈，由于有限壓阻尼電阻，所以不論補償狀態如何，均可防止此種斷線過電壓事故的發生。
二、地網電位升高過電壓當電力變壓器高壓側的中性點直接接地運行時，任何形式的接地短路故障引起的地網電位升高，在中壓或低壓側的補償電網中，均可能產生過電壓。
1、35KV補償電網：接地故障電流和地網接地電阻越大，中試控股中性點位移電壓越高，但過電壓的增幅受到回路時間常數的限制，同時35KV的絕緣水平相對較高，因此除消弧線圈會異常動作一次外，一般不會發生其它問題。
2、6KV發電機回路：若發電機中性點不接地運行，其接地信號的動作電壓定值較低，故障點離發電機的地中電氣距離較遠，地網電位升高會明顯衰減，應能啟動接地信號，但一般不會危及發電機等設備的絕緣。若發電機中性點采用諧振接地方式，因發電機為6KV級電壓，絕緣水平較低過電壓似乎比較危險。但由于此情況下地網電位升高在發電機引起的過電壓是振蕩性的，它由兩個不同角頻率（工頻角頻率和自振頻率）的振蕩電壓分量組成，其合成的過電壓達到幅值所需時間與發電機中性點消弧線圈的失諧度有關。失諧度減小，過電壓升高，達到幅值所需時間較長；失諧度增大，過電壓降低，達到幅值所需時間會縮短。對于110KV及以上的發電廠或變電站，在母線或線路出口發生接地短路故障時，因母線的差動保護、中試控股高頻保護或距離保護切除故障的時間較短，均不超過0.2秒。因此，在失諧度較小和過電壓較高的情況下，振蕩過程不可能得到完全發展。隨著接地故障的迅速清除，過電壓的幅值受到很大的限制。另外，高壓線路接地短路電流注入地網時，以故障點為中心，此點的電位升高最大，在其四周則按指數函數快速遞減，地中電氣距離越大，衰減越顯著。由于發電機一般距高壓較遠，所以一般無危險。若是大型發電機，因為額定電壓和相應的絕緣水平較高，就更沒危險。
三、定相過電壓電力系統中檢修后的設備或新設備投入運行前，有時需要核查相位，在利用電壓互感器（或電力變壓器）直接在變電站、線路或發電廠的中壓側進行定相時，有時會發生過電壓事故。 1、過電壓的起因：利用電壓互感器或電力變壓器直接在中壓電網進行定相時，電網示意接線圖如1：在進行定相操作時，如果定相電壓互感器或配電變壓器的兩端，分別跨接在圖1中兩部分電網的同名相上，不論中性點接地方式如何以及回路參數匹配的如何，均不會產生鐵磁諧振過電壓。若跨接在中性點不接地的兩部分電網的異名兩相之間時，線電壓便會作用在由電壓互感器或配電變壓器的非線性電感、兩部分電網的三相對地電容經過大地而構成的串聯諧振回路上，在參數比較匹配的條件下，因外施電壓很高，過電壓會十分危險。若跨接在中性點諧振接地的兩部分電網的異名兩相之間，當兩部分電網均為過補償狀態時，線電壓雖然同樣作用，但回路均由電感構成，只會引起消弧線圈的異常動作，不會發生過電壓事故。若兩部分電網的三相對地導納性質不同，即一個為容性。中試控股一個為感性時，在參數匹配的條件下，可能產生過電壓。若中性點不接地運行的兩部分電網的三相對地電容，與定相配電變壓器的電感諧振，可能產生過電壓。 2、防止措施： A、利用電阻定相桿進行定相。 B、利用簡易的火花定相法。利用一段金屬導線取代上述的電壓互感器進行定相，同相相碰時，不產生火花；異相相碰時，產生火花，由此判定相別，具體做法可參閱有關資料。（高電壓技術、1977、2） C、仍用電壓互感器定相，應在其低壓側進行。但當被定相的部分電網三相對地電容較小時，應當避免在類似于空母線的條件下，突然投入中性點接地的三相電壓互感器，否則可能產生電壓互感器鐵心飽和過電壓。
四、線路碰線過電壓 1、線路碰線過電壓是在電網運行過程中產生的，其機理與上述的火花定相法相同。在中性點不接地或經消弧線圈接地的電網中，由此引起的過電壓可能使消弧線圈發生異常動作，但是一般不會造成停電事故。 2、如果兩個互相獨立的補償電網，中試控股消弧線圈均處于過補償狀態，此時碰線在等值回路上外施的電源為線電壓，可是回路中僅有兩個串聯的殘余電感，所以不會產生鐵磁諧振過電壓。 3、環流、中性點位移電壓的計算：兩個獨立電網在故障時若在額定電壓下計算，兩個電網的中性點位移電壓之和應當等于線電壓，但實際運行電壓會有偏差，即略小于額定值66KV。如果兩個獨立電網中，其中一個電網的消弧線圈為欠補償運行狀態，當異相導線發生碰線時，等值回路中的殘余電容與殘余電感發生諧振，不僅可能產生過電壓，同時環流會增大，自動熄弧有困難，有相間短路的可能。 4、為了防止碰線過電壓事故發生，應增大不同線路之間的距離，還必須保持補償電網中的消弧線圈運行在過補償狀態。
五、電容耦合過電壓 1、電容耦合過電壓可以通過變壓器高、低壓繞組之間的電容耦合產生，也可以通過同桿架設的線路之間的電容耦合出現，即傳遞過電壓。一般情況會引起消弧線圈異常動作，嚴重時可導致設備損壞事故。 2、單元接線的發電機-變壓器組，此種過電壓會引起發電機中性點消弧線圈的異常動作。這是當高壓補償電網發生單相永久接地故障時，中型點出現位移電壓經過主變壓器高、低壓繞組間的電容，與發電機電壓回路的對地參數耦合諧振，使發電機的中性點產生位移電壓所致。 3、當消弧線圈運行在過補償，變壓器高、低壓繞組間的電容與發電機中性點消弧線圈的殘余電感發生諧振，過電壓值較高，危險性大。中試控股若消弧線圈運行在欠補償，則可以防止此過電壓。 4、單元接線發電機中性點消弧線圈應采用欠補償運行方式，并適當遠離諧振點運行。當消弧線圈運行在過補償，則必須遠離諧振點，但又受到安全接地電流的限制。 5、同桿架設線路之間的電容耦合其過電壓機理與單元接線的發電機-變壓器組的相同。近幾年，電網發展迅速，為了節省土地資源，同桿架設的線路很多，在進行架空線路設計時，只要注意減小不同電壓等級的同桿架設線路之間的電容，則可以防止此種過電壓的發生。