自动补偿的消弧线圈国内主要有四种产品,分别是调气隙式、调匝式、偏磁式、调可控硅式。调气隙式 调气隙式属于随动式补偿系统。其消弧线圈属于动芯式结构,通过移动铁芯改变磁路磁阻达到连续调节电感的目的。然而其调整只能在低电压或无电压情况下进行,其电感调整范围上下限之比为2.5倍。控制系统的电网正常运行情况下将消弧线圈调整至全补偿附近,将约100欧电阻串联在消弧线圈上。用来限制串联谐振过电压,使稳态过电压数值在允许范围内(中性点电位升高小于15%的相电压)。当发生单相接地后,必须在0.2S内将电阻短接实现补偿,否则电阻有爆炸的危险。 调匝式 该装置属于随动式补偿系统,它同调气隙式的区别是动芯式消弧线圈用有载调匝式消弧线圈取代,这种消弧线圈是用原先的人工调匝消弧线圈改造而成,即采用有载调节开关改变工作绕组的匝数,达到调节电感的目的。其工作方式同调气隙式完全相同,也是采用串联电阻限制谐振过电压。该装置同调气隙式相比,消除了消弧线圈的高噪音,但是却牺牲了补偿效果,消弧线圈不能连续调节,只能离散的分档调节,补偿效果差,并且同样具有过电压水平高,电网中原有方向型接地选线装置不能使用及串联的电阻存在爆炸的危险等缺点,另外该装置比较零乱,它由四部分设备组成(接地变压器,消弧线圈、电阻箱、控制柜),安装施工比较复杂。 偏磁式 消弧线圈结构的特点 电控无级连续可调消弧线圈,全静态结构,内部无任何运动部件,无触点,调节范围大,可靠性高,调节速度快。这种线圈的基本工作原理是利用施加直流励磁电流,改变铁芯的磁阻,从而改变消弧线圈电抗值的目的,它可以带高压以毫秒级的速度调节电感值。 控制方式的特点 采用动态补偿方式,从根本上解决了补偿系统串联谐振过电压与补偿之间相互矛盾的问题。众所周知,消弧线圈在高压电网正常运行时无任何好处,如果这时调谐到全补偿或接近全补偿状态,会出现串联谐振过电压使中性点电压升高,电网中各种正常操作及单相接地以外的各种故障的发生都可能产生危险的过电压。所以电网正常运行时,调节消弧线圈使其跟踪电网电容电流的变化有害无利,这也就是电力部门规定“固定式消弧线圈不能工作在全补偿或接近全补偿状态”的原因。国内同类自动补偿装置均是随动系统,都是在电网尚未发生接地故障前即将消弧线圈调节到全补偿状态等待接地故障的发生,这了避免出现过高的串联谐振过电压而在消弧线圈上串联一阻尼电阻,将稳态谐振过电压限制到容许的范围内,并不能解决暂态谐振过电压的问题,另外由于电阻的功率限制,在出现接地故障后必须迅速的切除,这无疑给电网增加了一个不安全因素。偏磁式消弧线圈不是采用限制串联谐振过电压的方法,而是采用避开谐振点的动态补偿方法,根本不让串联谐振出现,即在电网正常运行时,不施加励磁电流,将消弧线圈调谐到远离谐振点的状态,但实时检测电网电容电流的大小,当电网发生单相接地后,瞬时(约20ms)调节消弧线圈实施补偿。 调可控硅式 调可控硅式消弧线圈是把高短路阻抗变压器的一次绕组作为工作绕组接入配电网中性点,二次绕组作为控制绕组由2个反向连接的可控硅短接,调节可控硅的导通角由0~180°之间变化,使可控硅的等效阻抗在无穷大至零之间变化,输出的补偿电流就可在零至额定值之间得到连续无极调节。可控硅工作在与电感串联的无电容电路中,其工况既无反峰电压的威胁,又无电流突变的冲击,因此可靠性得到保障。其特点如下: (1)、利用可控硅技术,补偿电流在0~100%额定电流范围内连续无级调节,实现大范围补偿,还适应了配电网不同发展时期对其容量的不同需要。 (2)、利用短路阻抗作为工作阻抗,伏安特性在0~110%UN范围内保持的线性度,因而可以实现补偿。 (3)、该消弧线圈属于随调式,不需要装设阻尼电阻,也不会出现串联谐振,既提高了运行的可靠性,又简化了设备。 (4)发生单相接地故障后该消弧线圈最快5ms内输出补偿电流,从而抑制弧光,防止因弧光引起空气电离而造成相间短路;同时它能有效消除相隔时间很短的连续多次的单相接地故障。 (5)、成套装置无传动、转动机构,可靠性高,噪音低,运行维护简单。
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