科学论坛 ｌ■ 关于高压供电网络的消弧问题 崔全胜 （中冶东方工程技术有限公司自动化所山东青岛２６６５５５） ［摘要］随着社会市场经济的发展，社会对于城市照明的需求不断增加，城市路灯电力的铺设规模及结构越来越复杂，这直接导致了万伏路灯高压供电网 络规模的增大，在高压供电网络的实际运行过程中，为了有效的提升城市照明系统的稳定性，对高压供电网络的消弧问题予以研究是非常必要的，本文就主要针对 此予以简单分析。 ［关键词】高压供电网络；消弧问题 中图分类号：Ｕ２２３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１５）０３—０ｌ１８—０１ 随着各项技术的发展，电缆网络的规模逐渐增大，在万伏路灯的高压电网 中，单相接地电容电流值不断增长，在实际运行过程中，如果万伏高压系统中的 单相接地电流值超出ｌＯ安培，很容易导致出现电弧不灭的情况．这就有可能引 发相问短路，一旦单相接地问出现间接性弧光，很容易导致极高幅值的过电压 现象，容易引起完好相之间出现三到四倍间的过电压，很容易导致永久性的接 地，对于这种过电压，虽然对于变压器、断路器、电器线路等设备没有太大的危 害，一旦遇到绝缘保护中存在相关缺陷，很容易导致完好相被过电压击穿，导致 出现多点接地短路，最终引发电器设备烧毁或者是电器跳闸，导致出现较大的 损失，对供电的稳定性造成威胁。 中性点接地方式的选择 依据我国电力企业及电网的实际情况，其中性点接地方式有三种：经过消 弧线圈接地、经过小电阻接地、不接地，对各种接地方式进行简单分析，主要表 现为：（１）不接地，在这种接地方式中，其运行与维护都比较简单，常用于电力系 统投入使用初期，对于提升系统试运行效率具有积极作用，但是这种运行方式 中，单相接地的情况出现时，容易产生弧光接地现象，在实际的操作过程中，很 有可能导致电压互感器出现电磁谐振的过电压，所以在实际运行过程中，并不 能将这种运行方式作为电力系统中的长期运行方式；（２）经过小电阻接地，该种 接地方式中，能够对过电压的幅值进行限制，并降低了设备对绝缘的要求，能够 有效的阻止单相接地情况进一步影响到其他正常相的工作，而在单相接地的情 况出现后，它还可以利用零序电流，启动保护程序，立即断开单接地的线路，保 证其它线路的正常运行，然而，此方式增大了因为单相接地而跳闸的几率，对断 路器的损耗非常严重，影响系统的电磁环境从而干扰通信等，（３）经过消弧圈接 地的方式，此种接地方式能够对接地的电容电流进行自动的补偿，起到延长再 起弧产生时间的作用，大大降低了建弧的几率。此方法还因为限制了过电压的 幅值，也可以对弧光接地的过电压现象起到一个良好的抑制作用，同时，也有效 避免因为单相出现永久性的接地情况，而导致电压互感器发生电磁谐振的现 象。不过这一系统需要投入大量资金，但其好处明显，所以本文也推荐使用这种 一进行适当选择；（３）选购跟踪消弧线圈，在选购消弧线圈时，需要根据当地路灯 ，高压供电网络的实际情况，选择原理先进、稳定性好且是由大厂家生产的产品。 而且还要对系统的未来发展情况有一个预估，以便选购能满足长期的需求，从 而避免因为消弧线圈的频繁更替，而徒耗了资金，加大了成本。而且消弧线圈还 应该同时具备有人工和自动调谐的功能，而自动调谐还需要拥有其内部的通信 接口，以便进行遥测遥控；（４）补偿装置的具体设备参数选择，为了保证补偿装 置的高效运行以及其经济稳定性，对于正确选择消弧线圈、有载调节开关、接地 变压器、阻尼电阻等设备的参数，就显得非常重要，消弧线圈容量的选择，其容 量计算公式为：，上式中，表示的含义是：电网的相额定电压；嗾示的含义是： 电网接地的电容电流；Ｓ表示的含义是：消弧线圈的容量，电流的具体大小应该 综合的考虑电网未来的发展，以便于选择合适的数值。分接头的选择。在单相接 地的状况中，脱谐度的大小会直接影响到弧道的残流 及电压恢复的速度，想 要解决消弧问题，就不得不考虑到脱谐度的问题。而分接头的头数多少则决定 了消弧装置的脱谐度最小值的大小，然而，消弧线圈分接头的数量太多，虽然调 节的精度更加准确，却又会导致更加复杂的操作，所以，就以一般情况而言，本 文选择的是过补偿的一般方式，即选择具备５个以上的分接头消弧线圈。 三 电弧不能消除的应急措施 电弧不能消除的应急措施主要表现为：（１）速拉灭弧，可以通过在交流电在 零值的刹那，迅速拉开触头的间隔距离，限制触头的电压，避免其击穿触头间 距，成功消除电弧。为了能够及时拉开触头间距，可以在断路器里装备一个跳脱 弹簧，以利于加速触头的分离，快速消弧，（２）吹动灭弧，以利用电磁力、气流等 手段，对电弧进行横吹或纵吹，拉长电弧的同时也冷却电弧，降低场强，快速灭 弧；（３）狭缝灭弧，可以在固体介质的电弧沟内燃烧电弧，冷却电弧的同时，也增 大压力，有效消灭电弧。有一些装置就利用这一灭弧原理，如把石英砂填充在熔 丝的熔管之内，以及陶瓷制的灭弧栅等ｉ（４）其它灭弧方法，通过令电弧的温度 降低，可以达到灭弧效果。还可以利用真空绝缘性高的特性，把触头放在真空容 接地方式。 二、消弧装Ｉ的具体配置 对消弧装置的具体配置进行简单分析，主要表现为：（１）跟踪补偿消弧装置 的采用，以往经过消弧线圈进行接地的方式，其补偿装置的调节极其不便，它不 仅需要工作人员自主判断，进行手动操作，而且过程复杂，需要人工退出，并且 其补偿的程度也不能够达到完美状态，以至于很难对脱谐度实现完美控制，无 法及时根据电网参数而调整至最好的状态。故此，本文根据路灯高压供电网络 的实际情况，选择采用具有自动跟踪补偿功能的消弧装置；（２）对消弧线圈的电 感调节选择，依据电感的可连续调节和不可连续调节，消弧线圈的电感调节方 式可以分为两大类。而本文选用可连续调节的电感调节方式，在电感可连续调 节一类方式中，有可调气隙式和磁饱和电抗器式等，根据实际情况的需要，可以 器之中，电流经过零值时，可以熄灭电弧。另外，还可以通过金属片把长电弧切 成短电弧，提升电弧的电压，当其自身电压超过外界电压时，可以达到灭弧效 果。 结束语 为了解决路灯高压供电网络中存在的消弧问题，本文通过阐述电弧的产生 及影响，推荐使用经过消弧圈的接地方式，并结合具体的装备配置进行分析， 提出了一些应急情况下的灭弧建议，对于实际的高压供电网络的消弧工作具有 定的参考作用。 参考文献 ［１】钱汝江．刍议路灯高压供电网络的消弧问题【Ｊ】．企业技术开发，２０１３ 一（１２）． ［２】梅国强．关于路灯高压供电网络的消弧问题［Ｊ】．河南建材，２０１ ０（１０）． ｇ：２主变差动保护动作的录波数据与＃３主变的相似，通过以上分析得出， 当＃３接地变压器跳闸后，该站变为中性点不接地系统，＃２主变变中区内又发 生啪接地故障，当中性点不接地电网发生单相接地故障时，两个非故障相的 对地电压升高√３倍 ，三个线电压保持不变，而中性点电压升高为相电压，间 隙击穿。同理，＃１主变变中中性点间隙也同时击穿，故障点与两台主变中性点 间隙分别构成零序回路。 通过录波图（图９）得知，＃１、＃２主变变中间隙零序电流分别约为２２Ａ、 ８０Ａ，持续约８０ＭＳ（定值为ｌＡ，１．２ｓ），零序电压分别约为８０Ｖ、１１０Ｖ，持续约 ９５ＭＳ（定值为１６０Ｖ，１．２Ｓ）。零序过流元件动作，但零序过压元件不动作，根据 “零序过压、过流元件动作后相互保持”的原理 （见图８），零序过压元件没动作， 而零序过流元件动作时间不足１．２ｓ，＃２主变差动保护已动作跳闸，因此＃ｌ、 ＃２主变的变中间隙零序过流过压保护均不动作。 可见，该变电站＃ｌ、＃２主变变中的中性点间隙选型正确，运行可靠，且发 挥了应有的作用。 ８结论 通过对该２２０ｋＶ变电站两台主变因恶劣天气先后发生变中区内单相接地 故障而跳闸的事件，结合运行方式对主变保护的影响，充分论证了主变保护的 动作正确性，并通过录波图深度、细致地分析了差动保护原理，以及主变间隙的 作用及其零序保护的原理，为变电运行、继电保护人员提供了对主变保护动作 分析的理论方法及宝贵经验。 参考文献 …１孙成宝，供用电工人技师培训教材．北京：中国电力出版社，２００５． ［２】彭向阳，钟定珠，主变压器中性点间隙保护问题分析与建议【Ｊ］．南方电 网技术研究，２００５，１（２）：３９－４３． ［３】国家电力调度通信中心，电力系统继电保护规定汇编［Ｍ］．第２版．北京： 中国电力出版社，２０００． ｌ１８｝科技博览