消弧线圈顾名思意就是灭弧的 ,是一种带铁芯的电感线圈。它接于变压器的中性点与大地之间,构成消弧线圈接地系统。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。

1.消弧线圈是什么

消弧线圈是一个具有铁心的电感线圈,线圈的电阻很小,电抗很大。线圈具有抽头,电抗值可用改变线圈的匝数来调节,铁心具有较大的空气歇,它使电抗值稳定,从而使电压与电流成正比。消弧线圈早期采用人工调匝式固定补偿的消弧线圈,称为固定补偿系统。

消弧线圈是什么

2.消弧线圈的工作原理

消弧线圈是一个具有铁芯的可调电感线圈,一般接在变压器或发电机的中性点与大地之间。当系统发生单相接地故障时,可形成一个与接地电容电流方向相反的电感电流,电感电流对接地的电容电流起补偿作用,使其减少或接近于零,从而,消除了接地点的电弧,避免了危险。

四种消弧线圈的工作原理

1、调匝式消弧线圈

通过有载开关调节电抗器的分接抽头来改变电感。属于预调式补偿系统,采用有载开关改变工作绕组的匝数,达到调节电感的目的。它可以在电网正常运行时,通过实时测量流过消弧线圈电流的幅值和相位变化,计算出电网当前方式下的对地电容电流,根据预先设定的最小残流值或失谐度,由控制器调节有载调压分接头,使之调节到所需要的补偿档位,在发生接地故障后,故障点的残流可以被限制在设定的范围之内。

2、调容式消弧线圈

是消弧线圈的二次侧增设电容负荷绕组,在二次侧并联若干组用可控硅(或真空开关)通断的电容器,用来调节二次侧电容的容抗值。根据阻抗折算原理,调节二次侧容抗值,即可以达到改变一次侧电感电流的要求。电容值的大小及组数有多种不同排列组合,以满足调节范围和精度的要求。

3、相控式消弧线圈

相控式消弧线圈一次绕组接入电网,二次绕组用晶闸管短路,通过调节晶闸管的触发角来控制二次绕组的电流,实现输出电流的可控调节,三次绕组连接的是滤波器电路,用来平衡二次绕组产生的谐波电流,从而使一次绕组的总谐波电流畸变率得到一定的控制。当晶闸管关断时,二次绕组没有电流通过,三次绕组中的滤波电路在基频下呈容性;当晶闸管导通时,由于二次绕组漏抗的作用,等效电路呈感性。通过调节晶闸管的触发控制角可以改变二次绕组导通与关断的比例,以实现消弧线圈电感电流连续调节。

4、直流偏磁式消弧线圈

通过改变附加的直流励磁磁化铁心的磁导率,实现电感量连续变化,从而实现工作绕组电感的调节;利用施加直流励磁电流,改变铁芯的磁阻,从而达到实现电抗器值无级连续可调的目的。

消弧线圈的工作原理

3.消弧线圈的作用

消弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障后,故障点流过电容电流,消弧线圈提供电感电流进行补偿,使故障点电流降至10A以下,有利于防止弧光过零后重燃,达到灭弧的目的,降低高幅值过电压出现的几率,防止事故进一步扩大。当消弧线圈正确调谐时,不仅可以有效的减少产生弧光接地过电压的机率,还可以有效的抑制过电压的辐值,同时也最大限度的减小了故障点热破坏作用及接地网的电压等。所谓正确调谐,即电感电流接地或等于电容电流,工程上用脱谐度V来描述调谐程度:

V=(IC-IL)/IC

当V=0时,称为全补偿,当V>0时为欠补偿,V<0时为过补偿。从发挥消弧线圈的作用上来看,脱谐度的绝对值越小越好,最好是处于全补偿状态,即调至谐振点上。但是在电网正常运行时,小脱谐度的消弧线圈将产生各种谐振过电压。如煤矿6KV电网,当消弧线圈处于全补偿状态时,电网正常稳态运行情况下其中性点位移电压是未补偿电网的10~25倍,这就是通常所说的串联谐振过电压。除此之外,电网的各种操作(如大电机的投入,断路器的非同期合闸等)都可能产生危险的过电压,所以电网正常运行时,或发生单相接地故障以外的其它故障时,小脱谐度的消弧线圈给电网带来的不是安全因素而是危害。综上所述,当电网未发生单相接地故障时,希望消弧线圈运行在远离谐振点。运行在完全状态下的消弧线圈一般都会投入阻尼电阻来抑制谐振过电压,实际运行经验表明,有良好的收效。

消弧线圈的作用