降压站电容电流自动补偿装置的应用

（新汶矿业集团翟镇煤矿，山东 新泰271204）

中图分类号：TD612.2文献标识码：A文章编号：1003-2738（2012）03-0328-01

摘要：运用消弧线圈自动调谐装置，通过消弧线圈产生的感性电流自动补偿电网单相电容电流，使其达到最佳补偿状态，且系统发生故障时能使接地电弧可靠熄灭，供电可靠性和经济性大大提高。

关键词：电容电流；消弧线圈；自动；补偿

一、问题提出

翟镇煤矿在地面设一座35KV降压站，降压站两条35KV电源线路均采用架空线方式供电，降压站6KV配电室共配出25个回路，分别供地面及井下负荷用，矿井主要负荷均为双回路电源。降压站内原安装四台隔离变压器，用于降低电网单相接地电容电流。本矿自备矸石热电厂，其6KV电源通过高压电缆直接进入降压站6KV配电室。

长期以来，降压站一直依靠四台隔离变压器降低电网单相接地电容电流，这种方法存在以下缺点：1、四台隔离变压器总容量11300kva，长期带电运行，年耗电费约18万元。2、隔离变压器为铝芯变压器，维修量大，出现过两次接线柱烧毁现象，不利于安全生产。3、随着矿井采区的不断延伸，供电范围的扩大，电网单相接地电容电流急剧增大，接地电弧不易熄灭，易引起相间短路故障。4、隔离变压器不具有自动补偿井下6kv系统单相接地电容电流。

二、解决方案

目前解决电网或供电系统单相接地电容电流过大的方法主要有中性点经小电阻接地和经消弧线圈接地两种，由于经消弧线圈接地具有减少接地电流、消除弧光接地的功能，有利于供电可靠性和系统安全性的提高。

XHK型消弧线圈自动调谐及接地选线成套装置利用消弧线圈电抗值补偿系统对地电容值，由于它能准确实时跟踪系统对地电容，当发生单相接地故障时，流经故障点的残流可限制在允许范围之内，避免事故扩大；利用此成套装置的接地选线功能可快速将接地故障线路找出，及时隔离故障线路，恢复电网正常运行。同时，采用电容电流自动补偿消弧线圈装置后，6kv电网单相接地电容电流可控制在5A以下，可减少高压电网发生单相接地故障次数，由单相接地故障引起二次接地故障几率降低，能够减少甚至消除单相接地电容电流带来的危害。

三、工作原理及特点

XHK型消弧线圈自动调谐及接地选线成套装置包括七个部分：接地变压器、消弧线圈、自动调谐控制器、阻尼电阻及控制器、中性点电压互感器、隔离开关和控制屏。

消弧线圈是一带铁芯的电感线圈，电感量的大小根据系统可能扩展的最大容量及其发生故障时的最严重情况来确定，即确定补偿电感电流的最大值，并通过实时在线监测，计算系统电容电流的大小，从而改变消弧线圈档位，使其处于最佳补偿状态。系统发生故障时，消弧线圈零延时提供补偿，把脱谐度和残流限制在预定范围内，使接地电弧可靠熄灭，彻底消除弧光过电压。

消弧线圈采用极值法和相位法相结合的调谐原理，无需增加任何措施便可实时在线测量电网对地电容电流值，实现电网正常时的预调节和单相接地故障期间的跟踪调节，计算精确，调节速度快。消弧线圈采用三相五柱干式结构，将消弧线圈和接地变压器合二为一，既有消弧线圈，又有接地变压器作用，消弧线圈无机械传动部分，反应速度快，工作可靠，维修量小，噪音低。

自动调谐控制器调整消弧线圈二次侧电容，由于采用高速、高精度的采样电路，一台控制装置可同时控制两套消弧线圈，还可同时完成48条线路的单相接地故障选线，大大降低了设备投资。采用人工智能、视在功率、零序阻抗变化、谐波变化、五次谐波等多种选线方式，可自动分析比较，对各种选线方案进行优胜劣汰，大大提高了接地选线的准确性。

阻尼电阻用来限制谐振过电压，保护单元采用了可靠性极高的可控硅自触发技术，实现双重短接保护，保证一、二次系统完全隔离，完全避免了一次高压通过阻尼电阻箱串到工作电源造成重大事故的可能性。

由于装置设有PS串行接口，可作为一个子站与各种综和自动化系统连接，实现降压站无人值守和远方控制。

四、项目实施方案

1.撤除降压站内四台隔离变压器。

2.降压站两段6KV母线安装两套XHK-II消弧线圈自动调谐及接地选线电容电流自动补偿装置。

3.消弧线圈在其额定电流范围内，通过可控硅调节电感电流，实现对电网对地电容电流的自动跟踪补偿。

4.自动跟踪补偿装置采用高性能嵌入式结构，消弧线圈电感馈出可控硅调节，线性度好，性能可靠，调节精度高。

5.具有通讯接口，便于接入变电站综合自动化。

五、改造效果

在降压站6kv两段母线安装两套XHK-II消弧线圈自动调谐及接地选线电容电流自动补偿装置，系统电容电流减小，使系统始终运行在最佳状态，当发生接地时，消弧线圈自动调谐装置及时作出反映，防止了事故的扩大，保障了系统运行的可靠性，经济效益和社会效益显著。

1.采用极值法和相位法相结合的调谐原理，计算精确，调节速度快，无需增加任何措施便可实时在线测量电网对地电容电流值，实现了电网正常时的预调节和单相接地故障期间的跟踪调节。

2.消弧线圈采用三相五柱干式结构，将消弧线圈和接地变压器合二为一，既有消弧线圈，又有接地变压器作用，消弧线圈无机械传动部分，反应速度快，工作可靠，维修量小，噪音低。

3.撤除降压站内四台隔离变压强，年节约电费约18万元。

4.安装电容电流自动补偿消弧线圈装置，可以降低电网单相接地电容电流在5A以下，且能够减少甚至消除单相接地电容电流带来的危害，保证供电可靠。

5.对电网电容电流进行补偿后，降低了电缆放炮和电缆接头损坏事故，每年减少因电缆放炮次数和电缆接头损坏造成的设备损失费和维护费约5万元，减少停电次数。

参考文献：

[1]连鸿波,谭伟璞,裴善鹏,杨以涵；谐振接地电网预随调补偿方式及其实现[J]；电力系统自动化；2005年21期

[2]闫兴中,杨学昌,常思哲；新型电容式自动调谐消弧线圈的分析与设计[J]；变压器；2003年10期

[3]王文胜；消弧线圈补偿的探讨与分析[J]；继电器；2001年08期

作者简介：张传明，1971年出生，男，大专学历，现翟镇煤矿机电运输部主任。