一起消弧线圈装置并列运行试验中发生异常的原因分析

一起消弧线圈装置并列运行试验中发生异常的原因分析

叶霄霄徐翔

（南京供电公司江苏南京210002）

摘要：中性点经消弧线圈接地系统对提高系统供电可靠性、电气设备和线路的绝缘水平减轻对通信系统的干扰等方面具有很好的保护作用。但其单相接地故障线路的选择以及并列运行也是困扰电力工作者的一个难题。本文针对某变电站一起消弧线圈成套装置试验中的并列及接地选线故障，详细分析了消弧线圈装置并列运行的条件及自动选线的原理，初步推断了异常发生的真正原因，即消弧线圈装置后台程序配置错误，并提出了运维人员、检修人员在验收、试验中需注意的一些事项，继而为同类异常问题的发生提供了一种解决思路。

关键词：消弧线圈装置并列运行接地选线

一、消弧线圈成套装置的原理与功能

谐振接地方式，即在中性点装设消弧线圈。当发生单相接地时，由于消弧线圈产生的感性电流补偿了故障点的电容电流，因而使故障点的残流变小，从而达到自然熄弧，防止事故扩大甚至消除事故的目的。运行经验表明，消弧线圈对抑制间隙性弧光过电压和铁磁谐振过电压，降低线路的事故跳闸率，减少人身伤亡及设备的损坏都有明显的作用。电力行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中明确规定：3～10kV架空线路构成的系统和所有35、66kV电网，当单相接地故障电流大于10A时，中性点应装设消弧线圈；3～10kV电缆线路构成的系统，当单相接地故障电流大于30A时，中性点应装设消弧线圈。

1、消弧线圈装置的自动选线功能

由于经消弧线圈接地的小电流接地系统单相接地时接地残流较小，使得故障线路的选择成为长期困扰供电系统的一道难题。目前，消弧线圈自动选线的方法主要分为两大类：一是通过计算，国内外研究机构和生产厂家对此都进行了大量的研究并推出了基于不同选线原理的各种小电流接地系统故障装置，基波选线、注入谐波法等；二是通过并联中电阻法，在消弧线圈两端并联中值电阻，当装置确认系统发生永久性单相接地故障时，中值电阻投入，向接地点注入有功电流供选线。使接地线路的电流幅值与相位都有很明显的变化，区别于其它正常线路。经过很短延时后，切除电阻。对高阻接地、金属性接地和母线接地，都可以准确地选出接地线路。为了保证电阻的安全可靠，还配有电阻的保护。

二、消弧线圈成套装置的并列运行

联机运行目前有两种方式：一是两台消弧线圈，其中一台人为固定在某一档位，另一台进行自动计算，根据接入的母联节点判定是否处于联机运行状态。这种方式的优点：方式简单可靠。缺点：需人工干预，特别母联的运行方式对操作人员要求较高，且需要事先确定固定消弧的大致档位，不宜太高也不宜太低，是一个经验值，同时电流估算时间间隔比较复杂。二是采两台消弧分为主从机，主从机之间通过串口通讯来交换当前的运行状态数据，依靠程序流程控制，由主机计算电容电流，并根据当前情况，自动分配两段的补偿电流，并得出主从机各自的档位，从机接收主机发来的命令，进行调档。这种方式属于全自动控制，不需人工干预，能够自动跟踪线路的电容电流。目前多采用方式二。

三、110kV某变电站异常案例

1、异常前运行方式

110kV某变电站为新建变电站，其一次系统接线图如下图1所示。

2、事件过程

在该站的验收过程中进行到消弧线圈成套装置接地选线试验时，发现如下两个问题：

1)仅当母联210开关合上（202A、202B分）时，1号消弧线圈自动控制选线装置显示2台消弧线圈并列运行（1号消弧线圈自动控制选线装置为主机）；同样地，当母联220合上（201A、201B分）时，也出现了同样问题；

2)该变电站1号消弧线圈自动控制选线装置采用计算方法，2号消弧线圈自动控制选线装置采用的是并联中值电阻法进行单相短路故障时的接地选线，试验过程中，在一次联机运行时，当Ⅲ、Ⅳ段母线上的线路模拟线路单相接地故障时，负责Ⅲ、Ⅳ段母线上线路接地告警的2号消弧线圈装置能正确选线，此时1号消弧线圈装置也发出了126线路接地告警信号。

3、异常原因分析

1）检查施工图纸后发现，消弧线圈装置判定并列运行的逻辑条件错误地设置为母联210或220合位，而未判断主变变二侧开关的分合闸位置。

2）该变电站1号消弧线圈自动控制选线装置采用计算方法进行单相短路故障时的接地选线，2号消弧线圈自动控制选线装置采用并联中值电阻法进行单相短路故障时的接地选线。针对联机时Ⅲ、Ⅳ段母线上线路单相接地，1号消弧线圈装置错误发出126线路接地告警信号的问题，厂家查看装置后发现1号消弧线圈成套装置选线逻辑程序设置有误。

3）通过以上问题分析得出，问题①为设计和施工的二次接线错误；问题②为装置逻辑错误，都已通过整改升级完善。

四、建议及预防措施

通过验收发现，在变电站改扩建过程中，对消弧线圈自动控制选线装置验收应验证各种方式下的联机条件及选线正确性，全面了解各种装置及选线方式下的工作情况。另外，对于同一变电站中存在不同选线原理的消弧线圈成套装置这一特殊情况，应验证消弧线圈并列运行时每套装置的选线正确性，确保所有消弧线圈成套装置在并列运行情况下能够正确进行线路接地选线告警。

参考文献

[1]优化多台消弧线圈并列运行方式技术研究[J]2011.

[2]智光电气KD-XH配电网智能化快速消弧系统安装使用说明书.

[3]中性点经消弧线圈接地系统的单相接地故障选线[J]2003.