消弧线圈中性点电压分析仪-中试控股

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消弧线圈中性点电压分析仪

时间：2022-09-18

中试控股技术研究院鲁工为您讲解：消弧线圈中性点电压分析仪

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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）

消弧线圈成套装置内部结构的构成及作用
消弧线圈是用于小电流接地系统的一种补偿装置。当系统发生单相接地故障时，消弧线圈成套装置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。对于20KV及以上的电网，当接地点电流超过10A以后，接地点就容易出现间歇性电弧，间歇性电弧所引起的过电压，对电器的绝缘程度有很大的危害。对于3~10KV电网，由于绝缘有一定的裕度，间歇电弧所引起的过电压对电器绝缘危害性不大。
但当接地电流大于30A时，会产生不易熄灭的稳定电弧，可能烧坏电器或引发相间短路。所以对于20KV及以上的电网，接地电流超过10A，或3~10KV的电网，接地电流超过30A时，应安装消弧线圈来进行补偿。
消弧线圈的结构与单相变压器的结构相似，一般为油浸自冷式，具有油枕、玻璃管油位计，信号温度计，容量较大的还装有冷却管、呼吸器和气体继电器。内部结构是一个具有多间隙铁心得可调线圈，它的电阻值很小，感抗值很大，铁心间隙用绝缘纸板填充。
消弧线圈的铁心和线圈，采用带间隙的铁心，是为了避免磁饱和，使补偿电流与电压成线性关系，减少高次谐波分量。消弧线圈的补偿电流可以通过分接开关，改变线圈匝数进行调节。在任何运行方式下，大部分电网不得失去消弧线圈的补偿
应将多台消弧线圈集中安装在一处，并应避免电网仅装一台消弧线圈。在发电厂中，发电机电压消弧线圈可装在发电机中性点上，也可装在厂用变压器中性点上。当发电机与变压器为单元连接时，消弧线圈应装在发电机中性点上。
具备哪些条件可以使用消弧线圈成套装置
消弧线圈成套装置是一个具有铁芯的可调电感线圈，装设在变压器或发电机的中性点。当发生单相接地故障时，可形成一个与接地电容电流大小接近相等而方向相反的电缆电流，这个滞后电压90度的电感电流与超前电压90度的电容电流相互补偿，后使流经接地处的电流变得很小
以至于等于零，从而消除了接地处的电弧以及由他所产生的危害。消弧线圈成套装置的名称就是这样得来的，其主要作用是提高供电可靠性，该电力系统必须是中性点不接地的架空线路的绝缘是采用绝缘子与空气混合绝缘。空气间隙击穿后，由于游离扩散能自动恢复绝缘性能；绝缘子沿面闪络后，许多情况下绝缘子也能恢复绝缘性能。这就是消弧线圈消弧的一个前提条件。
另一个前提条件是单相接地后，带单相接地故障运行不跳开关（短路器不跳闸），也就是线路的继电保护采用相间短路才跳开关（断路器不跳闸），也就是线路的继电保护采用相间短路才跳开关的过电流保护和速断保护，不能采用单相接地时开关就跳闸的零序保护。这就是消弧线圈提高供电可靠性的另一个前提条件。
我国6~35kv系统绝大多数采用中性点不接地的架空线路。运行经验表明，当接地电流大于30A时加装消弧线圈，对提高供电可靠性有良好的效果。如果没有上述两个前提条件，如6~35kv系统采用电缆线路，受雷击或外力影响引起单相接地的机会极少；发生单相击穿后，电缆绝缘纸会被烧毁、浸渍剂会分解，造成久性保障，不可能像架空线那样容易消弧和自行恢复绝缘；再加上采用单相接地后就跳闸的保护。因此在这种系统中，不宜采用消弧线圈。

国内外消弧线圈成套装置的发展概况
消弧线圈是一种铁心带有空气隙的可调电感线圈。消弧线圈是由德国人Petersen在1916年提出的。消弧线圈成套装置的补偿电流有分级（阶段）调节和无级（连续）调节之分，调节方式又有手动和自动之别，而自动调节的又有在发生接地故障前预先调节的预调式和出现接地故障后的迅速调节的随调式两种。
二十世纪九十年代初期，我国现场采用的消弧线圈成套装置调谐方法是根据己设的方案，对不同的运行方式人工调节消弧线圈的分接头，使电网的脱谐度、残流和中性点位移电压在规定的范围内。这种方法需将消弧线圈从电网上脱离，手动操作调整消弧线圈的分接头，对于复杂的电网，确定调谐方案相当费时。
这种调节方式因不能自动跟踪系统参数的变化，调节和运行极为不便，由于无法保证合理的脱谐度，因而造成安装了消弧线圈后仍然发生过电压事故，致使使用单位就运行方式及消弧线圈调节补偿度编制了复杂的运行操作规程，增加了运行人员的负担。另外规程要求每年对电网电容电流实测一次，重新设定补偿方案，工作量很大。目前这种调匝式消弧线圈逐渐退出配电网。
自动跟踪补偿消弧装置是靠自动装置按电网电容电流的变化来改变消弧线圈的电感，使单相接地电容电流得到来自消弧线圈的电感电流的有效补偿。自动装置的工作原理是根据在线实时测量的电网中性点的电压、电流信号，依据电网脱谐度和信号相位角之间的关系，利用微机或单片机计算电网的脱谐度并控制有载调压式消弧线圈的档位进行自动跟踪调谐，使系统始终运行在设定的脱谐度范围内。
国内对配电网采用消弧线圈接地方式进行了理论分析及应用技术研究，根据目前可控电抗器的发展，相应推出了几种自动跟踪补偿消弧限压成套装置。有调节铁芯气隙式消弧线圈、有载调匝式消弧线圈、晶闸管投切电容式消弧线圈的、高短路阻抗变压器式消弧线圈、直流助磁式消弧线圈(或偏磁式消弧线圈)、磁阀式消弧线圈、三相五柱式消弧线圈等等。
消弧线圈整定时主要考虑哪些原则
1、故障点流过的残余电流应该尽量的小。因为残流越小，接地电弧的危害也越小，电弧的Z后熄灭也越容易。消弧线圈成套装置介绍有的要求60kV及以下的电力网，故障点的残余电流不超过10A。要使残流小，则应将消弧线圈调整到谐振补偿附近。此时如果系统三相电容不对称，在正常运行情况下，就可能发生串联谐振，使中性点具有较高的电压，这是不允许的。
2、在正常和事故情况下，中性点对地电压应不致危害网络的正常绝缘。有的要求系统在正常运行时，中性点的位移电压应不超过相电压的15%，发生事故时应不超过相电压的100%。因此为避免产生较大的谐振过电压，消弧线圈不宜整定在谐振补偿，而须整定在过补偿或欠补偿的位置。

3、实际证明，在同时满足故障点残流和中性点位移电压规定的条件下，过补偿和欠补偿对灭弧的影响是差不多的。但在欠补偿运行时，当网络因故障或其它原因，使某些线路断开后，可能构成串联谐振，产生危险的过电压。所以正常情况下，不宜采用欠补偿的运行方式，而应采用过补偿的运行方式。
4、如果消弧线圈容量不足，可以允许在一定的时间内采用欠补偿的方式允许，但要对可能产生的过电压进行校验。消弧线圈的安装地点，应根据实际电网的具体情况来决定，但要保证电网在任何运行方式下，断开一、两条线路时，大部分电网不致失去补偿，所以不应将多台消弧线圈集中安装在电网的一处，且尽量避免电网只安装一台消弧线圈。
消弧线圈通常装在电网的各枢纽变电所内，有时也装在某些发电厂内。并不是任何一台变压器的中性点都能接消弧线圈，在选择装设消弧线圈的变压器时，一方面要考虑和消弧线圈串联的变压器的阻抗，另一方面还要考虑因接入消弧线圈而使变压器过负荷的条件。
投运与停运在消弧线圈使用时应注意什么
1、消弧线圈虽然是通过变压器或发电机中性点接人系统的，但在正常运行中，中性点电压不一定是零，这是由于电网三相电容电流不完全相同，而在中性点产生电压漂移；另外，如果在调整分接开关过程中，电网发生接地故障，这时分接开关将会受到电弧烧伤，或因接地不良而造成高压伤人，所以为了保证人身及设备安全，消弧线圈调整分接开关前必须脱离系统。
2、消弧线圈分接开关调整完毕后，应用万用表测量消弧线圈导通良好，然后才可以投入消弧线圈运行，使用有载调节分接开关的消弧线圈可以不用测量接触电阻；当电网采用过补偿运行方式时，线路送电前，应先调整分接开关位置，使之适合线路增加后的过补偿度，然后在投入线路运行；停电与送电顺序相反；当电网采用欠补偿运行方式时，应先将线路送电，再调整分接开关位置；停电与送电顺序相反。
3、当系统发生单相接地、线路通过的地区有雷雨、中性点位移电压超过50%的额定相电压、接地电流极限值超过表4-3中规定数值时，严禁用隔离开关投入或停运消弧线圈；在正常运行中的变压器与它所带的消弧线圈一同停电时，应先拉开消弧线圈的隔离开关，后拉开变压器的断路器及隔离开关，送电时与停电顺序相反。
4、严禁将消弧线圈同时接在两台运行中变压器的中性点上，当消弧线圈需要由一台变压器切换到另一台变压器的中性点上时，应采用先拉开、后合上的操作方法进行。这主要是因为两个补偿系统的参数不同，并接在两台变压器的中性点时可能形成一定的环流。
5、35kV系统的电容电流大于或等于IOA时，应将消弧线圈投运，消弧线圈宜采用过补偿方式运行，补偿度以10%～15%为宜。变压器中性点位移电压不超过相电压的15%可以连续运行；消弧线圈分接开关调整后，必须要保证接触良好。
6、35kV系统发生单相接地时，要加强对消弧线圈的温度、允许时间、本体声音的检查监视。消弧线圈厂家介绍如发生异音、放电声、冒烟、着火等内部故障现象时，应立即通知调度，请求将消弧线圈退出运行。
消弧线圈的维护操作有哪些规定
1、消弧线圈成套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；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，送电时相反；装置参数设定后应作记录，记录设定时间、设定值等，以便分析、查询。
2、系统中发生单相接地时，禁止操作或手动调节该段母线上的消弧线圈，有人值守变电站应监视并记录：接地变压器和消弧线圈运行情况，阻尼电阻箱运行情况；微机调谐器显示参数：电容电流、残流、脱谐度、中性点电压和电流、分接开关档位和分接开关动作次数等，单相接地开始时间和结束时间，单相接地线路及单相接地原因，天气状况。
3、若巡视中发现这些情况之一时，应向调度和上级主管部门汇报，消弧线圈在高档位运行，过补偿情况下，说明消弧线圈总容量裕度很小或没有裕度。消弧线圈、阻尼电阻箱、接地变压器有异常响声；新设备冲击次数规定：变压器、消弧线圈、电抗器5次；大修后设备冲击次数规定：更换了线圈的电力变压器3次。
4、手动调匝消弧线圈切换分接头的操作规定，按当值调度员下达的分接头位置切换消弧线圈分接头，切换分接头前，应确认系统中没有接地故障，再用隔离开关断开消弧线圈，装设好接地线后，才可切换分接头，并测量直流电阻；切换分接头后，应检查消弧线圈导通情况合格后方可将消弧线圈投入运行。
消弧线圈的选择、配置与运行
消弧线圏的容量应选择合适的，因为如果选得太大，消弧线圈的容量将得不到充分的利用，并给调谐带来困难；如果选得太小，则当电网分解成儿部分运行或儿个地区的电网幷列运行时，可能出现欠补镗的情况。消弧线圈的容量、台数和配置地点，应该根据实际电网的具体情况来决定，应使电网中每一独立部分都具有足够的补偿容量。

但是除了要配备那些用来补偿一部分电网，甚至个别线路的消弧线圈以外，消弧线圈厂家介绍还要配备另一种消弧线圈，应有足够的分接头数，以便在整个电网的运行方式改变时，可以很方便地将补偿度调整到所需的数値。消弧线圈通常装在电网中的各枢纽变电所内，有时也装在某些发电厂内
当某一变电所或发电厂内，有两台以上的变压器可接消弧线圈时，比较合适的做法是把消弧线圈，通过两只隔离开关分别接在两台变压器的中性点上，但在运行中有一只隔离开关是打开的。当任何一合变压器从电网切出时，应保证消弧线圈不脱离电网。不应将多台消弧线圈集中安装在电力网中的一处，并应尽量避免电力网中只装设一台消弧线圈。
消弧线圈的工作状态有哪几种
消弧线圈厂家介绍有三种：过补偿、欠补偿和全补偿，过补偿是指消弧线圈提供的感性电流，大于电力系统零序回路的容性电流，欠补偿就是感性电流小于容性电流，全补偿是指提供的感性电流正好等于容性电流。所谓脱谐度是指消弧线圈感性电流有效值，与系统中的容性电流有效值的比值，与其相对的概念是合谐度。
残流就是单相接地点与大地接通点之间流过的电流，其主要成分有：容性电流：容性电流是电力系统中输电线路对大地之间的电容产生的；感性电流：感性电流是消弧线圈提供的；有功电流：有功电流是消弧线圈中线圈绕组电导和输电线路对地电导产生的；谐波电流：谐波电流一半来自于消弧线圈本身，产生的谐波和非线性负载产生的谐波电流。

消弧线圈等效为一个电感值可变的电感，它对于基波电容电流是可以完全补偿的，但对于谐波电流就不能完全补偿了，因此要想实现无残流需要加入有源补偿电路。一般不允许消弧线圈工作在欠补偿和全补偿，这主要是因为欠补偿和全补偿的系统容易引起谐振过电压，因此一般来说调节消弧线圈工作在过补偿状态，脱谐度一般在15%。
为什么说消弧消谐柜是发展趋势
为什么说消弧消谐柜是发展趋势
消弧消谐柜是电力行业中，用于3-35KV中性点不接地、中性点经消弧线圈接地，或中性点经高阻接地的电力系统中，能对系统中的各类过电压加以限制，有效地提高了系统运行安全性及供电可靠性
同时由于弧光接地过电压持续时间长，能量极易超过避雷器的承受能力，导致避雷器爆炸。再就是弧光接地产生的高幅值的过电压，加剧了电缆等固体绝缘的积累性破坏甚至击穿放炮。随着电网的发展，架空线路逐步被固体绝缘的电缆线路所取代是一种必然趋势。
由于固体绝缘击穿的积累效应，其内部过电压，特别是电网发生单相间歇性弧光接地时，产生的弧光接地过电压，及由此激发的铁磁谐振过电压，己成为这类电网安全运行的一大威胁，其中以单相弧光接地过电压Z为严重。消弧消谐柜弧光接地过电压会使电压互感器发生饱和，激发铁磁谐振，导致电压互感器严重过载，造成熔断器熔断或互感器烧毁。
消弧消谐柜装置动作后的处理
消弧消谐柜装置动作后的处理：
1、故障报警后的处理：装置故障报警后，可先按照装置异常运行时的处理方法进行检查，若未发现异常，则与技术人员联系；装置发出PT断线信号时的检查处理：根据装置面板上显示的故障相别，检查PT高压侧熔断器是否熔断，PT一次回路是否良好。
2、装置发出金属接地信号时的检查处理：利用自动选线装置或人工选线，参考消弧消谐柜面板上提示的故障相别，选出故障线路。当故障线路被切除或故障消失后，装置自动恢复到正常工作状态。
3、装置真空接触器动作后的检查处理：当系统发生单相弧光接地时，故障相真空接触器合闸，此时应做的检查处理：读取电流表指示的接地电流值，检查高压限流熔断器FU撞杆是否弹出，调出装置的记录数据。
根据小电流选线装置的选线结果及装置的记录数据进行处理。若故障线路暂时不具备停电条件，则可先进行转移负荷的倒闸操作，此时由于消弧消谐柜处于动作状态，故障点的电弧已经熄灭，非故障相的弧光接地过电压被限制在线电压的水平，不必担心系统运行的安全问题。当故障线路被切除或故障消失后，可通过装置面板上的“复位”按钮将装置复位。