浅析经消弧线圈接地系统的特点

浅析经消弧线圈接地系统的特点

邱香丽

（云南电网有限责任公司玉溪供电局云南玉溪653100）

摘要：电力系统输电线路经消弧线圈接地，为小电流接地系统的一种，中性点经过消弧线圈接地的系统，也称为谐振接地系统。系统中性点与大地之间接入消弧线圈后，当发生单相接地故障时，接地处的接地电流就可以减少。消弧线圈是一个具有铁芯的电感线圈，线圈的电阻很小，电抗很大。

关键词：消弧线圈；接地；电力系统

引言

随着电力系统的发展，配电网采用的电缆线路越来越多，电缆线路的增加导致系统电容电流急剧增加，在中性点不接地的运行方式下电容电流的不断增加对设备绝缘的安全和保护设备的配备带来了严重影响，所以从提高供电可靠性、电气设备和线路的绝缘水平等方面综合分析考虑，正确的选择中性点接地方式对确保配电网的安全运行十分必要。

1电力系统中中性点的接地方式

电力系统中的接地系统可以分为中性点直接接地系统和中性点不接地系统。中性点直接接地系统（包括中性点静小电阻接地系统），发生单相接地故障是，接地电流很大，故这种接地系统也称为大电流接地系统；中性点不直接接地系统（包括中性点经消弧线圈接地系统），发生单相接地故障时，由于不直接构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，故也称其为小电流接地系统。大电流接地系统一般用于110kV及以上的高电压等级系统，小电流接地系统一般用于3—66kV电压等级的系统。

2消弧线圈的作用及补偿方式

消弧线圈是用于小电流接地系统的一种补偿装置。当电网发生单相接地故障时，消弧线圈产生感性电流补偿接地电容电流，使通过接地点的电流低于产生间歇电弧或维持稳定的电弧所需要的电流值，起到消除接地点电弧的作用。当电网发生单相接地故障后，提供一电感电流，补偿接地电容电流，使得接地电流减小，也使得故障相接地电弧两端的恢复电压速度降低，达到熄灭电弧的目的，有效减少弧光接地过电压的几率，抑制过电压的幅值，最大限度减小故障点热破坏作用及接地网的电压。

在单相接地故障时，根据消弧线圈产生的电感电流对容性的接地故障电流补偿的程度，可将消弧线圈的补偿方式分为三种：完全补偿、欠补偿和过补偿。完全补偿（IL=IC）就是消弧线圈产生的电感电流刚好等于容性的接地电容电流，在接地故障处的电流等于零，不会产生电弧。欠补偿（IL<IC）就是由消弧线圈产生的电感电流略小于接地故障处流过的容性接地故障电流，在接地处仍有未补偿完的的容性接地故障电流IC—IL流过。产生电弧的情况由电流I=IC—IL的大小决定。电流I较小就不会产生稳定电弧，一般要求补偿到不会产生电弧为止。过补偿（IL>IC）就是由消弧线圈产生的电感电流略大于接地故障处流过的容性接地故障电流，在发生完全接地故障时，接地处有大小为IL>IC的感性电流流过，过补偿时，流过接地故障处的电流也不大，一般也要求补偿到不会产生电弧为止。中性点经消弧线圈接地的系统在运行时，实际上都不采用完全补偿的方式，也不采用欠补偿的方式，而采用过补偿的方式。若采用完全补偿的方式运行，在发生单相接地故障时，是一个谐振的系统，完好相的电容与消弧线圈的电感形成串联谐振回路，串联谐振也是电压谐振，谐振过电压不但危及系统的对地绝缘，也对消弧线圈形成威胁。因此一般谐振系统都不采用完全补偿的运行方式。

3经消弧线圈接地系统的优点

中性点经消弧线圈接地的系统在正常工作时，中性点的电位为零，消弧线圈两端没有电压，所以没有电流通过消弧线圈。当某一相发生金属性接地时，消弧线圈中就会有电感电流流过，补偿了单相接地电流，如果适当选择消弧线圈的匝数，就使消弧线圈的电感电流和接地的对地电容电流大致的相等，就可使流过接地故障电流变得很小，从而减轻了电弧的危害。所以在小电流接地系统中经消弧线圈接地系统具有以下优点。

3.1提高电力系统的供电可靠性

首先系统发生瞬间单相接地故障时不断电。消弧线圈是一个具有铁心的可调电感线圈，当由于电气设备绝缘不良、外力破坏、运行人员误操作、内部过电压等任何原因引起的电网瞬间单相接地故障时，接地电流通过消弧线圈呈电感电流，与电容电流的方向相反，可以使接地处的电流变得很小或等于零，从而消除了接地处的电弧以及由此引起的各种危害，自动消除故障，不会引起继电保护和断路器动作，大大提高了电力系统的供电可靠性。

3.2对电力设备具有保护作用

中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时，接地电流与故障点的位置无关。由于残流很小，接地电弧可瞬间熄灭，有力地限制了电弧过电压的危害作用。继电保护和自动装置、避雷器、避雷针等，只能保护具体的设备、厂所和线路，而消弧线圈却能使绝大多数的单相接地故障不发展为相间短路，发电机可免供短路电流，变压器等设备可免受短路电流的冲击，继电保护和自动装置不必动作，断路器不必动作，从而对所在系统中的全部电力设备均有保护作用。

3.3当发生永久性故障时不被动

由于消弧线圈能够有力地限制单相接地故障电流，虽然非故障相对地电压升高倍，三相导线之间线电压仍然平衡，发电机可以免供不对称负荷，电力系统可以继续运行。特别是在电源紧张或停电后果严重时，有足够的时间启动备用电源或转移负荷，避免突然中断对用户的供电而陷入被动局面。

4经消弧线圈接地系统运行中的注意事项

（1）消弧线圈装置运行中从一台变压器的中性点切换到另一台时，必须先将消弧线圈断开后再切换。不得将两台变压器的中性点同时接到一台消弧线圈上。

（2）系统中发生单相接地时，禁止操作或者手动调节该段母线上的消弧线圈。

（3）主变压器和消弧线圈装置一起停电时，应先拉开消弧线圈的隔离开关，再停主变，送电时以此相反。

（4）中性点经消弧线圈接地系统发生接地时，接地相电压为零，非接地相电压升高为√3倍相电压，线电压保持不变，允许继续运行2h。

（5）消弧线圈既不接在高压侧，也不接在低压侧，应该说是接在“本级电压侧”，也就是说，35KV的消弧线圈就接在35KV侧，10KV的消弧线圈就接在10KV侧，6KV的消弧线圈就接在6KV侧；35KV的消弧线圈解决不了10KV侧的问题，同样的10kv的消弧线圈也不能安装在35kv侧。

5结语

不同的接地方式各有优缺点，应该根据配电网的发展水平、电网结构，电容电流水平、负荷重要程度等实际情况进行综合比较后正确选择接地方式。当系统发生瞬间单相接地故障时不断电，消弧线圈又是一个具有铁心的可调电感线圈，当由于电气设备绝缘不良、外力破坏、运行人员误操作、内部过电压等任何原因引起的电网瞬间单相接地故障时，接地电流通过消弧线圈呈电感电流，与电容电流的方向相反，可以使接地处的电流变得很小或等于零，从而消除了接地处的电弧以及由此引起的各种危害，自动消除故障，不会引起继电保护和断路器动作，大大提高了电力系统的供电可靠性。

参考文献：

[1]国家电网，《10～66kV消弧线圈管理规范》，中国电力出版社，2006，1，ISBN：155083.1313

[2]赵智大，《高电压技术》，中国电力出版社，2013，5ISBN978-7-5123-4229-3

[3]杜松平，《电力系统接地技术》，中国电力出版社，2011，6，1ISBN：9787512317680

[4]平绍勋，《电力系统中性点接地方式及运行分析》中国电力出版社，2010，3.ISBN：978-7-5083-9926-3