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消弧线圈调试仪

时间：2022-09-18

中试控股技术研究院鲁工为您讲解：消弧线圈调试仪

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30多年专业制造：ZSXH-V消弧线圈成套装置综合测试仪

消弧线圈成套装置目前已经普遍应用于各大变电站、电厂等配电现场。消弧线圈的作用就是在系统发生单相接地故障时，补偿系统电容电流，从而抑制过电压的产生。系统正常运行时，消弧线圈经阻尼电阻接地，防止系统谐振的发生，系统发生单相接地故障时，阻尼电阻的分压使压敏电阻动作并通过自触发方式将其旁路晶闸管触发导通，使得消弧线圈直接接地，起到补偿作用，可见旁路晶闸管是否可靠动作直接决定了消弧线圈的补偿作用。
10kV或者35kV系统发生单相接地故障时，消弧线圈能否起到补偿作用，直接决定于旁路晶闸管能否可靠触发导通，同时消弧线圈控制器计算精度及发出调档指令正确与否也直接决定了消弧线圈的补偿性能。
目前消弧线圈在出厂、安装及投运后都缺乏对整个消弧线圈成套装置综合性能评估的技术手段。针对上述现状，中试控股在充分研究消弧线圈运行原理及控制器工作原理的基础上并结合大量实验数据据及现场经验总结研发了集晶闸管动作特性测试及消弧线圈装置特性测试等多种功能于一体的多功能高精度测试仪器—ZSXH-V消弧线圈成套装置综合测试仪，仪器为一体化结构，操作简单，便于携带。

ZSXH-V消弧线圈成套装置综合测试仪简介
消弧线圈成套装置目前已经普遍应用于各大变电站、电厂等配电现场。消弧线圈的作用就是在系统发生单相接地故障时，补偿系统电容电流，从而抑制过电压的产生。系统正常运行时，消弧线圈经阻尼电阻接地，防止系统谐振的发生，系统发生单相接地故障时，阻尼电阻的分压使压敏电阻动作并通过自触发方式将其旁路晶闸管触发导通，使得消弧线圈直接接地，起到补偿作用，可见旁路晶闸管是否可靠动作直接决定了消弧线圈的补偿作用。
10kV或者35kV系统发生单相接地故障时，消弧线圈能否起到补偿作用，直接决定于旁路晶闸管能否可靠触发导通，同时消弧线圈控制器计算精度及发出调档指令正确与否也直接决定了消弧线圈的补偿性能。
目前消弧线圈在出厂、安装及投运后都缺乏对整个消弧线圈成套装置综合性能评估的技术手段。针对上述现状，中试控股在充分研究消弧线圈运行原理及控制器工作原理的基础上并结合大量实验数据据及现场经验总结研发了集晶闸管动作特性测试及消弧线圈装置特性测试等多种功能于一体的多功能高精度测试仪器—ZSXH-V消弧线圈成套装置综合测试仪，仪器为一体化结构，操作简单，便于携带。

ZSXH-V消弧线圈成套装置综合测试仪特点
1、全触摸超大8寸彩色液晶显示
操作简单，仪器配备了高端全触控式8寸彩色液晶显示屏，超大显示界面所有操作步骤中文菜单显示，每一步都非常清晰明了，操作人员不需要额外的专业培训就能使用，是目前非常理想的智能型测量设备。
2、实时显示电压波形
晶闸管动作特性测试时，中试控股仪器能够实时显示仪器输出和晶闸管上的电压波形。试验人员从波形图上就能够非常清楚的判断出晶闸管的动作。
3、自动手动两种测试模式
晶闸管动作特性测试时，仪器能够提供自动和手动两种测试模式。自动模式能够快速准确找到晶闸管的动作阈值。手动模式方便试验人员仔细观察晶闸管动作时的电压波形变化。
4、3C0调节范围大
消谐装置特性试验时，3C0电容的调节范围非常广，可以从10uF到100uF，足以满足绝大部分试验现场的需求。
5、一体化结构，体积小、重量轻
仪器内部高度集成化，中试控股为试验提供了一种最为简单便捷的试验手段。

ZSXH-V消弧线圈成套装置综合测试仪技术参数
1、使用条件 -20℃ ~ 50℃ RH＜80%
2、工作电源 AC 220V±10%
3、晶闸管测试电压范围 0-800V
分辨率 0.1V
精度 ±（1%读数+0.5V）
4、晶闸管动特性测试能够实时显示电压波形
5、晶闸管动特性测试能够提供自动和手动两种模式
6、消谐装置测试电压范围 40V
分辨率 0.1V
精度 ±（1%读数+0.5V）
7、消谐装置测试电流范围 0-2000mA
电容电流范围：200A，级差20A
分辨率 0.1mA
精度 ±（1%读数+0.2mA）
8、3C0电容调节范围 10uF-100uF
9、主机外型尺寸 320（L）×270（W）×140（H）
10、主机重量 6kg（不含测试线/中试控股）

ZSXH-V消弧线圈成套装置综合测试仪（图片）

在电力系统中，变压器的绕组的连接方式有星形和三角形两种，其中三角形连接方式有中性点，如果中性点接地的话，当电力系统发生短路的时候会构成短路回路，使得短路电流很大，从而破坏电力设备。
所以在中压电力系统（10KV）中，多采用中性点不接地方式或者经消弧线圈接地方式，这两种方式都属于小电流接地系统。你说的非直接接地经过消弧线圈接地方式，指的是变压器的中性点没有直接接地，而是经过消弧线圈，这是因为消弧线圈就是个电感，而短路电流呈容性（因为电线和地面之间就好像是一个大电容，相当于电容上下两边的导体，中间是空气为介质，所以当电力系统发生短路的时候，短路电流是容性的。）电感电流和电容电流相抵消（因为向量方向相反），使短路电流变小。
经小阻抗接地，小阻抗就是小电阻，中试控股该电阻与系统对地电容构成并联回路，电阻会耗能，也是电容电荷释放元件和谐振的阻压元件，主要的作用是防止谐振过电压，有一定优越性。
如果是中性点直接接地的系统多用在高压或者低压配电系统中，主要是从经济方面考虑。
具体这几种方式的特点，比如为什么不接地系统会使故障相电压为0，非故障相电压上升为线电压，这些都需要画图分析的，你可以参考电力系统暂态分析，里面有详细的说明。
为什么在中性点直接接地系统中，发生单相接地时，非故障相的相电压不变?
中性点直接接地以后，该电力系统的中性点电位就被固定在零电位上，即便发生单相接地故障，由于大地对于电荷的容量为无穷大，所以大地的电位（即中心点的电位）仍然为零，所以不故障相对地的相电压不会变动。
三相交流电力系统中性点与大地之间的电气连接方式，称为电网中性点接地方式。中性点接地方式涉及电网的安全可靠性、经济性。
同时直接影响系统设备绝缘水平的选择、过电压水平及继电保护方式、通讯干扰等。一般来说，电网中性点接地方式也就是变电所中变压器的各级电压中性点接地方式。

接地方式
中性点有效接地
我国110kV及以上电网一般采用大电流接地方式，即中性点有效接地方式（在实际运行中，为降低单相接地电流，可使部分变压器采用不接地方式），这样中性点电位固定为地电位，发生单相接地故障时，非故障相电压升高不会超过1.4倍运行相电压。
暂态过电压水平也较低；故障电流很大，漏电保护能迅速动作于跳闸，切除故障，系统设备承受过电压时间较短。因此，大电流接地系统可使整个系统设备绝缘要求水平降低，从而大幅降低造价。
中性点非有效接地
6～35kV配电网一般采用小电流接地方式，即中性点非有效接地方式。近几年来两网改造，使中、小城市6～35kV配电网电容电流有很大的增加，如不采取有效措施，将危及配电网的安全运行。
中性点非有效接地方式主要可分为以下三种：不接地、经消弧线圈接地及经电阻接地。

为什么经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时只能继续供电2小时？
国10KV的三相供电系统是不接地的，为了防止发生单相接地故障时间歇电容电流引起电弧在线路中引起振荡，造成事故的扩大，就采用接地变压器给系统造一个人为的中性点，接地变压器一般采用Z接法，接地变压器的中性点连接消弧线圈，消弧线圈接地，发生单相接地时，利用消弧线圈的感性电流抵消线路的电容电流，这样系统就可以带故障运行2小时，以便查找并消除故障。
所以接地变压器与消弧线圈是两个不同的设备，消弧线圈实际上就是一个大电感，它一端接在接地变压器的后面，一端接地，两者配合使用。

请问中性点不接地系统中选择中试控股采用消弧线圈接地还是高阻接地的依据是什么？两者有什么不同?电力
电力系统中性点的运行方式有两种：直接接地和不接地。
对于中性点不接地系统，通常中性点是选用消弧线圈接地，而不用高阻接地。
由于输电线路的导线对地有电容，在中性点不接地系统中，如果发生了一相接地故障，接地相故障点的电流呈容性。故障接地电流的回路是：故障相接地点-两正常相对地电容-导线-变压器-大地-故障相接地点。线路俞长，电容俞大，容抗俞小，故障电流也就俞大。接地点电流引发的电弧不易熄灭就可能引起弧光过电压，过电压有可能引发相间短路，这样事故会扩大，甚至会引起系统瓦解。在中性点接入消弧线圈后，故障电流除了上面的途径外，又增加了故障点-大地-消弧线圈-变压器-导线-故障点这一个岔路。由于消弧线圈是感性的，所以回路中的电流是感性电流，它正好中和了一部分线路的容性故障电流，也就减少了故障点的电流，使接地弧光很容易熄灭。这不仅有利于故障的处理，也提高了系统的可靠性。
如果中性点通过高阻接地，当一相接地时，也会形成如上面所说的两个回路，只不过此时的岔路中的电流不是感性的，它不能中和线路的容性电流，反而会增加故障点的电流，使弧光更难熄灭，不利于故障处理。同时，中性点经高阻接地，也就类同于中性点不接地系统。中试控股中性点不接地系统供电可靠性虽高，可它最大的特点是，当一相接地故障时，接地电流虽不大，但其它正常相对地电压会升高√3倍，这就要求系统设备的绝缘水平很高。在高等级电压系统中，设备的绝缘费用在设备总费用中占有很大的比重，适当降低绝缘水平可以带来很大的经济效益。为此在高电压系统中都采用中性点直接接地。而在电压等级较低的系统中，中性点采用经消弧线圈接地。这不仅经济，也提高了系统的供电可靠性。通常，在3－60千伏的系统中，容性电流超过以下值时应装消弧线圈：
3－6KV　　　　30A
10KV　　　　　20A
35KV－60KV 　10A

中性点就是变压器Y中心点，直接接地就是直接由线路引到地下，地下埋有接地体。经小阻抗接地就是在接地线路中加一个阻抗再接到地下。经消弧线圈就是在接地线路中加一个电感器然后再接到地下。TN系统中，从电源端中性线（就是变压器中性线）引出两种性质的线，它们是PE线，起保护作用相当于地线；另一个是N线，就是零线，工作用。TN-S系统中这两个线是分开的。你说的表明的电源端接地点就是变压器的中性点了。

中性点直接接地就是：中性点经过专用的接地线连接至接地装置，一般接地阻值≤10Ω；
中性点非直接接地就是：中性点经过专用的接地线中间串接线圈至接地装置，一般接地阻值≤10Ω；
在TN-S系统中变压器低压侧电源的中性线和接地线是连接的可以认为是一个点两条线，只是在输出后各自定义不同而已，一旦定义就不能改变（简单说就是一个点接出两条线，随意一根就可以作为PE或者N线，但是定以后一直作为定义的作用使用）。

消弧线圈的档位为什么会自动变换
因为现在的消弧线圈一般都是微机自动跟踪补偿运行的。在系统未发生接地故障时，消弧线圈成套装置的微机控制器会根据自身设定好的程序及自身的算法计算出系统时时的电容电流。当供电系统的负荷发生变化时，根据系统中馈电线路投入的变化其系统对地的容抗也随之变化，所以相应的消弧线圈投入的感抗也应随之变化以达到自动跟踪补偿的效果。所以消弧线圈的档位会自动变化。

6kV中性点经消弧线圈接地系统间歇接地的处理？
6KV是小电流接地系统，你单位如果装有消弧线圈，中试控股说明6KV系统相当庞大。其实6KV系统单相接地是常见故障，一般发生在电缆，电缆头和母线上，（6KV高压电动机带有零序保护，接地即跳闸），起因通常是漏水，鼠害，外力破坏等。大部分是瞬间故障，出现间隙性接地可能与装了消弧线圈有关，间隙性接地有可能引起过电压，所以必须尽快消除。其实6KV接地选切没有什么好办法，就是把你怀疑的母线进行电源倒换，能停电的直接停电，看看接地信号是否消失或更换了位置。没有母线接地信号时只能依靠监视相电压，没有分相表只能用高压验电笔。具体步骤没法说，要根据你的系统接线和现场规程而定。

消弧线圈接地系统，发生谐振时是并联谐振还是串联谐振
谐振接地系统的过电压及防止措施谐振接地系统中的许多过电压现象，归根结底是各种原因引起中性点的位移电压升高造成的。
下面从基本概念和实际应用两个方面予以简介。一、欠补偿断线过电压在谐振接地电网中，消弧线圈以过补偿为基本运行状态，主要目的是为了防止断线过电压等事故。欠补偿状态下断线后的中性点位移度，远远大于过补偿时的位移度。在补偿电网欠补偿运行的情况下发生单相断线和两相断线故障时，如果不考虑消弧线圈的铁心饱和现象，中性点位移度可分别高达相电压的8.6倍和6.74倍，而相对地的最高过电压可达相电压的9.6倍和7.74倍。考虑铁心饱和后，过电压会显著降低，但依然需要限制中性点的位移度。由断线引起的谐振过电压，只有在单侧电源供电的条件下，线路断线才有可能发生，而双侧电源供电的线路断线时则不会发生。

防止措施：
1、人工调节的消弧线圈，采用过补偿方式运行。
2、自动跟踪消弧线圈，由于有限压阻尼电阻，所以不论补偿状态如何，均可防止此种断线过电压事故的发生。
二、地网电位升高过电压当电力变压器高压侧的中性点直接接地运行时，任何形式的接地短路故障引起的地网电位升高，在中压或低压侧的补偿电网中，均可能产生过电压。
1、35KV补偿电网：接地故障电流和地网接地电阻越大，中试控股中性点位移电压越高，但过电压的增幅受到回路时间常数的限制，同时35KV的绝缘水平相对较高，因此除消弧线圈会异常动作一次外，一般不会发生其它问题。
2、6KV发电机回路：若发电机中性点不接地运行，其接地信号的动作电压定值较低，故障点离发电机的地中电气距离较远，地网电位升高会明显衰减，应能启动接地信号，但一般不会危及发电机等设备的绝缘。若发电机中性点采用谐振接地方式，因发电机为6KV级电压，绝缘水平较低过电压似乎比较危险。但由于此情况下地网电位升高在发电机引起的过电压是振荡性的，它由两个不同角频率（工频角频率和自振频率）的振荡电压分量组成，其合成的过电压达到幅值所需时间与发电机中性点消弧线圈的失谐度有关。失谐度减小，过电压升高，达到幅值所需时间较长；失谐度增大，过电压降低，达到幅值所需时间会缩短。对于110KV及以上的发电厂或变电站，在母线或线路出口发生接地短路故障时，因母线的差动保护、中试控股高频保护或距离保护切除故障的时间较短，均不超过0.2秒。因此，在失谐度较小和过电压较高的情况下，振荡过程不可能得到完全发展。随着接地故障的迅速清除，过电压的幅值受到很大的限制。另外，高压线路接地短路电流注入地网时，以故障点为中心，此点的电位升高最大，在其四周则按指数函数快速递减，地中电气距离越大，衰减越显著。由于发电机一般距高压较远，所以一般无危险。若是大型发电机，因为额定电压和相应的绝缘水平较高，就更没危险。
三、定相过电压电力系统中检修后的设备或新设备投入运行前，有时需要核查相位，在利用电压互感器（或电力变压器）直接在变电站、线路或发电厂的中压侧进行定相时，有时会发生过电压事故。 1、过电压的起因：利用电压互感器或电力变压器直接在中压电网进行定相时，电网示意接线图如1：在进行定相操作时，如果定相电压互感器或配电变压器的两端，分别跨接在图1中两部分电网的同名相上，不论中性点接地方式如何以及回路参数匹配的如何，均不会产生铁磁谐振过电压。若跨接在中性点不接地的两部分电网的异名两相之间时，线电压便会作用在由电压互感器或配电变压器的非线性电感、两部分电网的三相对地电容经过大地而构成的串联谐振回路上，在参数比较匹配的条件下，因外施电压很高，过电压会十分危险。若跨接在中性点谐振接地的两部分电网的异名两相之间，当两部分电网均为过补偿状态时，线电压虽然同样作用，但回路均由电感构成，只会引起消弧线圈的异常动作，不会发生过电压事故。若两部分电网的三相对地导纳性质不同，即一个为容性。中试控股一个为感性时，在参数匹配的条件下，可能产生过电压。若中性点不接地运行的两部分电网的三相对地电容，与定相配电变压器的电感谐振，可能产生过电压。 2、防止措施： A、利用电阻定相杆进行定相。 B、利用简易的火花定相法。利用一段金属导线取代上述的电压互感器进行定相，同相相碰时，不产生火花；异相相碰时，产生火花，由此判定相别，具体做法可参阅有关资料。（高电压技术、1977、2） C、仍用电压互感器定相，应在其低压侧进行。但当被定相的部分电网三相对地电容较小时，应当避免在类似于空母线的条件下，突然投入中性点接地的三相电压互感器，否则可能产生电压互感器铁心饱和过电压。
四、线路碰线过电压 1、线路碰线过电压是在电网运行过程中产生的，其机理与上述的火花定相法相同。在中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中，由此引起的过电压可能使消弧线圈发生异常动作，但是一般不会造成停电事故。 2、如果两个互相独立的补偿电网，中试控股消弧线圈均处于过补偿状态，此时碰线在等值回路上外施的电源为线电压，可是回路中仅有两个串联的残余电感，所以不会产生铁磁谐振过电压。 3、环流、中性点位移电压的计算：两个独立电网在故障时若在额定电压下计算，两个电网的中性点位移电压之和应当等于线电压，但实际运行电压会有偏差，即略小于额定值66KV。如果两个独立电网中，其中一个电网的消弧线圈为欠补偿运行状态，当异相导线发生碰线时，等值回路中的残余电容与残余电感发生谐振，不仅可能产生过电压，同时环流会增大，自动熄弧有困难，有相间短路的可能。 4、为了防止碰线过电压事故发生，应增大不同线路之间的距离，还必须保持补偿电网中的消弧线圈运行在过补偿状态。
五、电容耦合过电压 1、电容耦合过电压可以通过变压器高、低压绕组之间的电容耦合产生，也可以通过同杆架设的线路之间的电容耦合出现，即传递过电压。一般情况会引起消弧线圈异常动作，严重时可导致设备损坏事故。 2、单元接线的发电机-变压器组，此种过电压会引起发电机中性点消弧线圈的异常动作。这是当高压补偿电网发生单相永久接地故障时，中型点出现位移电压经过主变压器高、低压绕组间的电容，与发电机电压回路的对地参数耦合谐振，使发电机的中性点产生位移电压所致。 3、当消弧线圈运行在过补偿，变压器高、低压绕组间的电容与发电机中性点消弧线圈的残余电感发生谐振，过电压值较高，危险性大。中试控股若消弧线圈运行在欠补偿，则可以防止此过电压。 4、单元接线发电机中性点消弧线圈应采用欠补偿运行方式，并适当远离谐振点运行。当消弧线圈运行在过补偿，则必须远离谐振点，但又受到安全接地电流的限制。 5、同杆架设线路之间的电容耦合其过电压机理与单元接线的发电机-变压器组的相同。近几年，电网发展迅速，为了节省土地资源，同杆架设的线路很多，在进行架空线路设计时，只要注意减小不同电压等级的同杆架设线路之间的电容，则可以防止此种过电压的发生。