一、概 述
傳統(tǒng)消弧技術(shù)概述
長期以來，我國3～66KV的電網(wǎng)大多采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，這類電網(wǎng)在發(fā)生單相接地故障后允許短時(shí)間帶故障運(yùn)行。此類電網(wǎng)中的內(nèi)部過電壓絕對值不高，所以危及電網(wǎng)絕緣安全水平的主要因素不是內(nèi)部過電壓，而是大氣過電壓（即雷電過電壓），因而長期以來采取的過電壓保護(hù)措施僅是以防止大氣過電壓對設(shè)備的侵害。主要技術(shù)措施僅限于裝設(shè)各類避雷器，按躲過內(nèi)部過電壓設(shè)計(jì)，因而僅對保護(hù)雷電侵害有效，對于內(nèi)部過電壓不起任何保護(hù)作用。
然而，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)這類電網(wǎng)發(fā)展到一定規(guī)模時(shí)，內(nèi)部過電壓，特別是電網(wǎng)發(fā)生單相間歇性孤光接地時(shí)產(chǎn)生的孤光接地過電壓，及特殊條件下產(chǎn)生的鐵磁諧振過電壓已成為這類電網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行的一大威脅；其中單相弧光接地過電壓及特殊條件下產(chǎn)生的鐵磁諧振過電壓已成為這類電網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行的一大威脅，其中以單相弧光接地過電壓最為嚴(yán)重。
隨著我國對城市及農(nóng)村電網(wǎng)的大規(guī)模技術(shù)改造，城市、農(nóng)村的配電網(wǎng)必定向電纜化發(fā)展，系統(tǒng)對電容電流在逐漸增大，弧光接地過電壓問題也日益嚴(yán)重起來。為了解決上述問題，不少電網(wǎng)在電網(wǎng)中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線圈，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相弧光接地時(shí)，利用消弧線圈產(chǎn)生的感性電流對故障點(diǎn)電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，使流經(jīng)故障點(diǎn)殘留減小，從而達(dá)到自然熄弧的目的。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，雖然消弧線圈對抑制間歇性弧光接地過電壓有一定作用，但在使用中也發(fā)現(xiàn)消弧線圈存在的一些問題。
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1、由于電網(wǎng)運(yùn)行方式的多樣化及弧光接地點(diǎn)的隨機(jī)性，消弧線圈要對電容電流進(jìn)行有效補(bǔ)償卻有難度，且消弧線圈僅僅補(bǔ)償了工頻電容電流，而實(shí)際通過接地點(diǎn)的電流不僅有工頻電容電流，而且包含大量的高頻電流及阻性電流，嚴(yán)重時(shí)僅高頻電流及阻性電流就可以維持電弧的持續(xù)燃燒。
2、當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生斷線、非全向、同桿線路的電容耦合等非接地故障，使電網(wǎng)的不對稱電壓升高，可能導(dǎo)致消弧線圈的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器誤判電網(wǎng)發(fā)生接地而動(dòng)作，這時(shí)將會(huì)在電網(wǎng)中產(chǎn)生很高的中性點(diǎn)位移電壓，造成系統(tǒng)中一相或兩相電壓升高很多，以致?lián)p壞電網(wǎng)中的其它設(shè)備。
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3、消弧線圈體積大，組件多，成本高，安裝所占場地較大，運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜，而且隨著電網(wǎng)的擴(kuò)大，消弧線圈也要隨之更換，不利于電網(wǎng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃。
目前國內(nèi)電網(wǎng)采取經(jīng)小電阻接地的方式，雖然抑制了弧光接地過電壓，克服了消弧線圈存在的問題，但卻犧牲了對用戶供電的可靠性，一律切除故障線路而且也不能分辨出金屬性或弧光接地；使并不存在弧光接地過電壓危害的金屬性接地故障線路也被切除，擴(kuò)大了停電范圍和時(shí)間。由于加大了故障電流，對于弧光接地則加劇了故障點(diǎn)的燒損。
為此，我公司研制出了XHZ消弧線圈及過電壓保護(hù)裝置，能將中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的相間、相地過電壓限制在電網(wǎng)安全范圍內(nèi)，徹底解決了各種過電壓設(shè)備對電網(wǎng)的威脅，提高了電網(wǎng)安全供電的可靠性。
二、各部件的功能如下
大容量ZnO非線性元件組成的組合式過電壓保護(hù)器（TBP）
本裝置第一保護(hù)元件，本元件與現(xiàn)有的各種過電壓保護(hù)器相比，其保護(hù)值較低，有較高的承受暫態(tài)過電壓的能力，能在后續(xù)保護(hù)裝置動(dòng)作前，對系統(tǒng)出現(xiàn)的高幅值弧光過電壓進(jìn)行有效的限制，主要用來限制大氣過電壓和操作過電壓。
2、多功能微機(jī)控制器（ZK）
本裝置的技術(shù)核心元件采用美國Microchip公司新一代的PIC系列單片機(jī)，工作穩(wěn)定可靠；采用先進(jìn)的開關(guān)電源供電，抗干擾能力強(qiáng)；具有測量、顯示、運(yùn)算、通訊和控制功能。它根據(jù)電壓互感器PT提供的三相電壓信號Ua、Ub、Uc和開口三角電壓Uo瞬時(shí)的變化，判定接地的性能和接地相別，發(fā)出相應(yīng)的指令控制高壓真空接觸器的接通和開斷。
3、高壓限流熔斷器
整個(gè)裝置的后備保護(hù)器件，用來防止短路事故，具有開斷迅速、開斷容量大的特點(diǎn)。
4、阻容式過電壓保護(hù)器（ZR）
阻容式過電壓保護(hù)器是由三相電阻電容串聯(lián)組成的R—C吸收裝置，限制、吸收系統(tǒng)出現(xiàn)的高頻過電壓。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生間歇性弧光接地時(shí)，在消弧接觸器動(dòng)作前將過電壓限制在安全范圍內(nèi)；在消弧接觸器分閘退出時(shí)，限制故障相恢復(fù)電壓幅值及上升速度，使故障點(diǎn)不會(huì)因操作真空接觸器引起過電壓重燃，從而保障裝置消除弧光故障的成功率。
5、分相控制的高壓真空接觸器
分相控制的高壓真空接觸器是由三只操作回路相互閉鎖的單相真空交流接觸器組成，分別接于系統(tǒng)三相母線和地之間。在系統(tǒng)正常時(shí)，高壓真空接觸器處于開斷狀態(tài)，不會(huì)對系統(tǒng)正常運(yùn)行產(chǎn)生影響；系統(tǒng)發(fā)生單相弧光時(shí)，真空接觸器根據(jù)微機(jī)控制器的指令分合，將故障母線直接接地，完成對弧光接地過電壓的限制。
6、電壓互感器（PT）
用于將系統(tǒng)的一次電壓轉(zhuǎn)換為微機(jī)控制可處理的二次電壓，供檢測及采樣。
7、高壓隔離開關(guān)（QS）
用于安裝和維護(hù)時(shí)的投切。
