周一峰

（江蘇省電力公司生產(chǎn)技能培訓(xùn)中心，江蘇蘇州215004）

消弧線圈是電力系統(tǒng)重要的電氣設(shè)備，系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)它能產(chǎn)生電感電流，補(bǔ)償因單相接地而形成的電容電流，使故障相恢復(fù)電壓速度減小。對(duì)于消弧線圈，要正確操作，還要在平時(shí)的運(yùn)行工作中加強(qiáng)管理與維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)處理，才能保證電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。

1事故經(jīng)過(guò)

2007年2月8日某變35 kV系統(tǒng)單相接地時(shí)，消弧線圈動(dòng)作，接地持續(xù)30 min左右，阻尼箱開(kāi)始冒煙。打開(kāi)阻尼箱門(mén)后，發(fā)現(xiàn)壓敏電阻已經(jīng)燒化脫落，環(huán)氧板上燒出一個(gè)洞。見(jiàn)圖1。

圖1單相接地引起消弧線圈事故

2原因分析

由于消弧線圈是串聯(lián)在系統(tǒng)的零序回路中，在系統(tǒng)未發(fā)生單相接地的情況下，和系統(tǒng)的三相對(duì)地電容組成串聯(lián)回路，當(dāng)容抗和感抗相等或接近時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生串聯(lián)諧振，將中性點(diǎn)電壓放大，越接近諧振點(diǎn)，電壓被放大得越高。這就是預(yù)調(diào)式消弧線圈在回路中要串聯(lián)阻尼電阻的原因。由于阻尼電阻的存在，抑制了中性點(diǎn)電壓的放大，防止系統(tǒng)不對(duì)稱電壓太高，根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)定，中性點(diǎn)電壓被限制在15%相電壓以下[1]。

消弧線圈的串聯(lián)電阻接地方式在正常運(yùn)行情況下，忽略線路對(duì)地的泄漏電阻、消弧線圈有功損耗和接地變壓器零序阻抗，零序等值電路如圖2所示，電網(wǎng)的不對(duì)稱電壓 Um、線路對(duì)地總電容3Co、消弧線圈的電感L和串聯(lián)電阻Rd組成了電壓諧振回路。

圖2正常運(yùn)行時(shí)零序等值電路

由電路分析可知，中性點(diǎn)位移電壓（Uo）的計(jì)算公式為：

式中：Uφ為相電壓；ω為角頻率；KoC為線電壓變相電壓的系數(shù)。當(dāng)全補(bǔ)償ωL=時(shí)，U出現(xiàn)最大o值（Uomax），方程兩邊同時(shí)除以Uφ，并簡(jiǎn)化得：

解方程得：

由方程可見(jiàn)，串聯(lián)電阻值的取選與電網(wǎng)對(duì)地電容電流和電網(wǎng)的不對(duì)稱度有關(guān)，其中Uomax按照規(guī)程為 15%Uφ。

在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，流入大地的電流若過(guò)大，就會(huì)在接地故障點(diǎn)出現(xiàn)斷續(xù)電弧而引起過(guò)電壓。因此，在單相接地電流大于一定值，如3～10 kV系統(tǒng)中接地電流大于30 A，20 kV及20 kV以上系統(tǒng)接地電流大于10 A時(shí)，電源中性點(diǎn)就必須采用經(jīng)消弧線圈接地方式，如圖3所示。電源中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式，其目的是減小接地電流[2]。

圖3中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)

消弧線圈實(shí)際就是一個(gè)鐵芯線圈，其電阻很小，電抗很大。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，流過(guò)接地點(diǎn)的電流等于接地電容電流I˙C與消弧線圈的電流I˙L之和。

由于I˙C與I˙L相位相差 180°，即方向相反。 因此在接地點(diǎn)相互補(bǔ)償，使接地電流減小，如果消弧線圈選擇得當(dāng)，可使接地點(diǎn)電流小于生弧電流，而不會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)電弧和過(guò)電壓現(xiàn)象。

在該起消弧線圈單相接地時(shí)壓敏電阻發(fā)熱燒毀事故實(shí)例中，C相負(fù)載偏大，當(dāng)發(fā)生接地時(shí)，由于阻尼電阻選型不恰當(dāng)，達(dá)350 Ω，致使壓敏電阻頻繁動(dòng)作，持續(xù)承受24.1 A的電流，發(fā)熱燒毀。

3改進(jìn)措施

（1）盡量保證裝有消弧線圈的系統(tǒng)中各相負(fù)荷的平衡，必要時(shí)進(jìn)行負(fù)荷實(shí)測(cè)。

（2）對(duì)10 kV電網(wǎng)，阻尼電阻建議選擇40 Ω；對(duì)35kV電網(wǎng)，阻尼電阻建議選擇160～320 Ω。大量運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，這種選擇基本上能夠滿足要求。

4結(jié)束語(yǔ)

實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，文中提出的改進(jìn)措施為解決單相接地引起消弧線圈事故的處理提供了良好的解決辦法，可供廣大電力工作者借鑒選用。

［1］陸國(guó)慶，姜新宇，歐陽(yáng)旭東，等.高短路阻抗變壓器式自動(dòng)快速消弧系統(tǒng)——配電網(wǎng)中性點(diǎn)新型接地方式的實(shí)現(xiàn)［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2000，24（7）：25-28.

［2］姜新宇，陸國(guó)慶，周良才.對(duì)消弧線圈若干問(wèn)題的探討［J］.電力設(shè)備，2000，1（3）：18-20.