1、自動跟蹤補償消弧線圈脫諧度問題的探討陳 銳（廣東省電力試驗研究所，廣東 廣州 510600）Discussion on Off-resonance Degree in Arc-suppressing Coil with Automatic Tracking and CompensationCHEN Rui(Guangdong Power Test & Research Institute. Guangzhou 510600, China)ABSTRACT: This paper explained the concept of off-resonance degree and the

2、requirements in correlative standard. It was not suitable for the arc-suppressing coil with automatic tracking and compensation that it should be over-compensation, witch was origin from the tradition arc-suppressing coil. The authors also analyzed the influence of off-resonance degree in the preset

3、 and the post-set arc-suppressing coil, and bring suggestion on the operation mode of difference type of arc-suppressing coil.KEY WORDS: arc-suppression coil; off-resonance degree; neutral grounding; preset arc-suppressing coil; post-set arc-suppressing coil;摘要：本文解釋了脫諧度的概念，介紹了相關標準中對脫諧度的要求，提出不能以傳統的無自

4、動跟蹤補償的消弧線圈必須過補償來要求自動跟蹤補償消弧線圈。作者同時分析了脫諧度對預調式與隨調式消弧線圈的影響，并提出不同類型的消弧線圈在各種狀態下的運行建議。關鍵詞：消弧線圈；脫諧度；中性點接地；預調式；隨調式0 引言近年來配電網中性點接地技術在國內有著較廣泛的發展，以原有無自動跟蹤補償功能的消弧線圈為基礎發展的自動跟蹤補償消弧線圈成套裝置有效地改進了消弧線圈，更好地體現了諧振接地方式的優點，在我國配網中應用越來越廣泛。同時，出現的各種類型的自動跟蹤補償消弧線圈也有著完全不同的原理及控制方式。可是目前有些教材、運行規程和思維還停留在對傳統無自動跟蹤補償的消弧線圈的認識上，如必須采用過補償方式，

5、這對自動跟蹤補償的消弧線圈是否還適用？特別突出的問題是隨著線路的加長，電容電流的增加，容量不足的情況越來越多，能否讓消弧線圈繼續欠補償運行，以及不同類型的消弧線圈在脫諧度的設置及特點有何不同？都給運行維護人員帶來了許多困擾。本文對這些問題做了一些探討。1 脫諧度的概念脫諧度定義為，式中：為系統單相接地電容電流；為消弧線圈輸出的補償電流。當時，為過補償；當時，為全補償；當時，為欠補償。其中是構成殘流的主要部分，殘流是指諧振接地系統發生單相接地時，經消弧線圈補償后流過接地點的全電流，是影響消弧補償效果的重要指標。由于消弧線圈能補償系統單相接地電容電流的工頻分量，并降低故障點熄弧后恢復電壓上升的速度

6、，所以有利于接地電弧的熄滅，并降低高幅值間歇性電弧接地過電壓出現的概率。其中脫諧度越小，恢復電壓上升越緩慢。因此就減少殘流、避免恢復電壓上升過快來講，越小越好。但是，由于老式不可自動調節的消弧線圈無防止諧振的措施，則不宜工作在全補償狀態，因為在此狀態運行時，電網不對稱電壓很有可能會在中性點造成較大的位移電壓，甚至造成串聯諧振，影響電網正常運行。因此，又必須綜合考慮確定適當的脫諧度。所以對于消弧線圈的脫諧度必須有以下兩點原則：一方面需滿足殘流對消弧效果的影響，另一方面脫諧度又必須滿足要避免消弧線圈在各種情況下不能發生串聯諧振危害系統安全。2 標準對脫諧度設定的要求按照最新頒布的DL/T10572

7、007自動跟蹤補償消弧線圈成套裝置技術條件中對脫諧度設定的規定如下：“裝置應能設定脫諧度（或補償狀態及最大殘流），在保證不引起系統串聯諧振和滿足殘流要求的情況下，裝置應能實現系統需要的各種補償運行方式。一般以過補償為宜?！备鶕陨系囊幎?，有以下幾點：a. 裝置應能設定脫諧度；此條規定裝置能設定脫諧度、最大殘流，以適應不同運行要求的需要。由于自動跟蹤補償的消弧線圈都有控制消弧線圈行為的控制器，此部分可在控制器中進行該項設定。b. 在保證不引起系統串聯諧振和滿足殘流要求的情況下，裝置應能實現系統需要的各種補償運行方式；從此點已經可以看出，自動跟蹤調節的消弧線圈應具有可以運行在各種補償方式下的能力，

8、特別是在容量不足時，但前提是必須滿足前文的兩點原則。c.一般以過補償為宜雖然可以運行在各種補償狀態下，但還是建議在容量滿足的情況下采用過補償。在此需注意的是，對于傳統無自動跟蹤補償的消弧線圈，過補償是其防諧振所采取的必要措施，欠補償時須退出運行。綜合標準對自動跟蹤補償消弧線圈的脫諧度的要求，已經比傳統無自動跟蹤補償的消弧線圈的要求要高，特別是能設定脫諧度和能運行在各種補償運行方式下。3 脫諧度對不同類型消弧線圈的影響按照分類，目前普遍使用的自動跟蹤調節消弧線圈可分為預調式和隨調式兩種，預調式包括如調匝式、調容式等，其主要特點為消弧線圈使用檔位結構，利用機械機構進行調節，速度較慢，需預先調節與系

9、統電容對應的電感，同時為防止產生串聯諧振，一般配置有阻尼電阻。在接地發生時需要短接阻尼電阻。隨調式主要以高短路阻抗變壓器式為主，其特點為使用可控硅等電力電子器件，無級調節，速度較快，在發生接地時才立即調整至對應的電感，無需使用阻尼電阻。這兩種類別的消弧線圈的工作特點差異較大，脫諧度對其影響也不相同，分析如下：3.1、脫諧度設定的含義不同由于預調式普遍存在檔位的特點，對應的檔位即對應著固定的補償電流，隨著電容電流的變化，其脫諧度是與其所在的檔位有關的。在設定時通常只能要求脫諧度的絕對值范圍或只能選擇過補償或欠補償。如此時系統電容電流為30A，設定的脫諧度范圍為10以內，此時所在的檔位對應的補償電

10、流為32A，則此時的脫諧度為：預調式在保證過補償的情況下，通常選擇是測量電容電流的高一檔的檔位，但如果高一檔的檔位令殘流增大過多，則有可能選擇欠補償的低一擋檔位。隨調式的特點是可輸出無檔位和無級差的電流，所以其脫諧度的值是可以直接設定的，消弧線圈將按照設定的脫諧度進行補償。如設置脫諧度為過補償5%時，此時電容電流為30A，則在發生單相金屬性接地時消弧線圈將補償。3.2防止諧振措施與脫諧度的關系不同預調式由于采用預調節的方式，所以其防止諧振措施是配置阻尼電阻，阻尼電阻值的選擇是影響中性點位移電壓避免超標的重要因素。從公式可以看出，要使中性點位移電壓不超標（一般要求在額定相電壓的15以內），在系統

11、不平衡度和系統額定相電壓不變的情況下，只能增大脫諧度和增大阻尼率，其中消弧線圈的檔位位置會影響脫諧度，阻尼電阻值會影響阻尼率。一般的重點是放在了阻尼電阻的計算上，其值需結合脫諧度的設定及不同系統中的各種狀態的數據進行分析計算，而且隨著變電站的變化，電容電流的增大，該電阻值也需經常進行計算校核。只有準確合適的值才能令預調式消弧線圈工作在欠補償、全補償、過補償的三種狀態下。隨調式在系統正常時為關斷可控硅，其狀態是遠離諧振點的，只有發生故障時才令可控硅導通，所以其無需配置阻尼電阻，相對來說簡單許多。3.3對判斷接地結束措施的影響不同諧振系統中，系統單相接地消失后，消弧線圈必須立刻退出補償狀態，否則，

12、系統從接地故障時的消弧線圈與系統對地電容的并聯諧振狀態轉變到消弧線圈與系統對地電容的串聯諧振狀態，會產生危險的諧振過電壓。所以任何自動跟蹤補償消弧線圈都需采取判斷接地結束的措施，這是往往給忽略的重要問題。預調式的措施為在中性點電壓下降后判斷為接地結束再重新投入阻尼電阻，但往往出現中性點電壓不能快速衰減降低至返回電壓以下時，阻尼電阻不能投入，從而造成“虛幻接地”現象。簡單說這種依靠自發方式的調匝式消弧線圈的接地退出判斷措施，是一種“被動式”判斷，無法可靠地避免串聯諧振。所以預調式不能設置太低的脫諧度，以防止在接地結束后且阻尼電阻未投入前無法正常退出補償的情況。隨調式消弧線圈接地退出的判斷措施一般

13、通過此種消弧線圈的靈活控制、動態調節、可帶負荷調節的特點來設計，通常為在判斷中性點電壓變化后會主動施加判據來驗證，簡單來說即可以實現“主動式”判斷，基本與消弧線圈的脫諧度是無關的，可以有效地避免串聯諧振現象。綜合以上三點，列表于表1，并結合分析，提出了對不同類型的消弧線圈在各種狀態下的運行建議，見表2。表1 脫諧度對預調式與隨調式消弧線圈影響的比較表項目預調式隨調式設定的含義無法對脫諧度設定固定值，只能約束范圍可以設定固定值防止串聯諧振措施與脫諧度有關，需計算阻尼電阻值與脫諧度無關，無需阻尼電阻對判斷接地結束的措施與脫諧度有關，被動式與脫諧度無關，主動式表2 不同類型的消弧線圈在各種狀態下的運

14、行建議項目固定式預調式隨調式欠補償不可需校核可全補償不可需校核可過補償可可可4 結論a. 隨著技術進步及發展，目前自動跟蹤補償消弧線圈都應能滿足各種補償方式的需求而不會對系統造成危害，不宜再用傳統無自動跟蹤補償的消弧線圈的過補償進行約束，特別對于容量不足的情況下，也可以投入欠補償運行。b. 預調式消弧線圈需對能否在欠補償及全補償的情況下運行進行校核，相比下隨調式可以更簡單地實現對脫諧度的控制，雖說以過補償為宜，但其防止諧振的措施和判斷退出的措施完善，甚至可以考慮實現全補償。參考文獻1. DL/T 620-1997, 交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合S.2. DL/T 1057-2007, 自動跟蹤補償消