消弧线圈投入后引起系统电压不平衡原因分析及解决办法李嗣明1，何婧1，张熙军1，陈飞1，骆云峰2，王磊3（1、海南电网三亚供电公司，海南三亚5720002、广东电网惠州供电局，广东惠州5160013、广东电网广州供电局广东广州510627）摘要：本文通过三亚电网110kV鹿回头变电站10kV消弧线圈投入后母线电压不平衡加剧实例，从理论上分析不平衡加剧产生原因，并结合运行实际提出了相应的解决办法，取得了明显的效果关键词：消弧线圈不平衡残流脱谐度改进措施0.引言目前，我国的城市配电网的中低压供电系统大部分为中性点不接地即小电流接地系统，近些年来随着经济的发展，6-35kV配电网不断发展，电缆线路占配电线路的比例日益增大，系统电容电流显著增加，因此普遍配备安装了消弧线圈装置。但由于消弧线圈投入后会对系统中性点不平衡电压放大，从而造成母线电压不平衡或不平衡度加剧成为一个较普遍的问题。本文结合三亚鹿回头变消弧线圈投运出现的此种问题，进行分析，根据现场提出解决方案，供大家参考。1.消弧线圈工作原理及作用1.1消弧线圈作用小电流接地系统在发生单相接地时，电网仍可带故障运行，避免开断线路，提高了供电系统的可靠性，但当单相接地电流较大时，接地电弧不能最终自熄，产生弧光接地过电压和相间短路，给供用电设备造成极大的危害。防止这种危害的方法之一就是在变压器中性点和地之间串接一个消弧线圈，利用它产生的感性电流补偿接地故障时的容性电流，有效的减少接地点电容电流，使故障相电压恢复的速度大大下降，从而达到自动熄弧的目的，保证供电安全。自从1917年世界上第一台消弧线圈在德国投运以来，随着科技的进步，消弧线圈也的到了长足的发展，目前消弧线圈大致分为以下几种：1）调匝式；（人工、自动）2）调容式；3）调气隙式；4）直流偏磁式；5）磁阀式；1.2消弧线圈工作原理在中性点绝缘系统中，如果三相对地电容平衡，即线路换位很好，则各相对地电压相等，中性点的对地电压为零。在此情况下，各相对地电容产生的电容电流，且超前电压90°。当发生单相接地故障时，如A相接地，则A相对地电压=0，；中性点的对地电压UN由零升高为相电压(-)，B相和C相的对地电压分别为：（1-1）（1-2）即非接地相电压比正常电压升高倍。于是B相和C相的对地电容电流值增大了倍，其有效值为：IB=IC=ωC0Uφ（1-3）式中，C0为一相对地电容；Uφ为相电压。其方向分别领先于UBA和UCA90°。接地点电容电流为ICA=3ωC0Uφ（1-4）它的大小等于正常时一相对地充电电流的3倍，方向滞后于A相正常时电压90°，如图1所示。由于接地电流ICA和接地相正常时的相电压相差90°当接地电流过零时，加在弧隙两端的电源电压为最大值，因此故障点的电弧不易熄灭。当线路较长时，容易形成间隙性的弧光接地或电弧稳定接地。间隙性的弧光接地能导致危险的过电压，稳定性的弧光接地能发展成多相短路，它们都能造成设备损坏和停电事故。图1单相接地及向量图Fig.1phasordiagramofsingle-phaseearthing将消弧线圈接在变压器或发电机绕组的中性点上，形成消弧线圈接地系统。当系统单相，例如A相接地时，中性点的电压UO将由零升高到相电压，假设消弧线圈的电感为L，消弧线圈中将产生电感电流IL，其大小IL=＝，滞后中性点的电压90°，即领先A相正常时的相电压90°。因此，由故障点流回系统的消弧线圈的电感电流和接地电容电流的方向恰恰相反。如果适当地选择消弧线圈L的大小，使ωL=，那么通过故障点的电流将等于零，即接地电容电流ICA全部被消弧线圈的电感电流IL所补偿，从而使得电弧自动熄灭，达到了熄灭电弧的目的。2.消弧线圈投入不平衡电压产生原因消弧线圈接地系统在正常运行时的等值电路如图2所示。Ca、Cb、Cc为三相对地电容，L为消弧线圈的等值电感，RL表示消弧线圈有功损耗的等值电阻。Ra、Rb、Rc为各相泄漏电阻；假设三相电源电势对称，且各相泄漏电阻相等为R，则以UA为参考相量，中性点位移电压为（1-5）其中，式中——电网不对称度（也称导线对地电容的不对称系数）；——电网阻尼率；——电网脱谐度。其位移电压大小为（1-6）式中UN——消弧线圈未投入时中性点不平衡电压值图2消弧线圈接地系统正...
