110KV變電站消弧線圈改造應用及分析摘要：隨著國家一帶一路建設倡議實施，帶動港口裝卸量增長迅速，不斷有更多變電站投運，使集控站系統電容電流迅速增加，單套消弧線圈設備補償容量也存在一些局限性。為保障供電的安全、可靠和持續性，港口一般采用中性點經消弧線圈接地系統來降低故障點電容電流、熄滅電弧。關鍵詞：消弧線圈、港口、中性點接地方式、并運引言：日照港集團某110KV變電站是該生產區域的電力供應樞紐，由于新增用電設備和電纜較多，使系統電容電流增長迅猛，如何有效保障供電安全、可靠是港口供電的頭等大事。本文就110KV變電站供電系統電容電流實際情況，分析了接地方式選擇依據、調節方式選擇依據、消弧線圈并運協調等實際問題及解決方法。一、 接地方式根據國家電網QGDW10370-2016配電網技術導則，其中5.8中性點接地方式中5.8.4描述：按單相接地故障電容電流考慮，10kV配電網中性點接地方式選擇應符合以下原則：1、 單相接地故障電容電流在10A及以下，宜采用中性點不接地方式；2、 單相接地故障電容電流超過10A且小于100A~150A，宜采用中性點經消弧線圈接地方式；3、 單相接地故障電容電流超過100A~150A以上，或以電纜網為主時，宜采用中性點經低電阻接地方式；4、 同一規劃區域內宜采用相同的中性點接地方式，以利于負荷轉供。二、 接地方式的選擇1、 不接地系統，適用于電容電流小于10A，港區內很多開關站電容電流均大于10A，整個供電所容量遠超10A，這種情況下出現接地不能有效降低接地點電容電流而導致拉弧和過電壓，從而擴大事故，排除這種接地方式。2、 經低電阻接地，其工作機理是，當出現接地時迅速投入低電阻，從而產生大電流，使接地線路過電流保護動作切除故障線路，現實港口變電站很多線路饋出線負荷均為一個開關站，這樣容易整個開關站的某條線路出現接地而導致整個開關站供區均停電，從而事故擴大降低了供電可靠的保障。3、 經消弧線圈接地：當發生單相接地時，消弧線圈能夠及時、有效的產生電感電流補償系統電容電流，抑制電弧接地的過電壓，從而讓電網安全運行，使電網運行時間延遲，便于相關工作人員反應時間和實施解決方案，最大優點是接地后在滿足規程時間要求下能持續為用戶供電。綜上結合港口變電站實際電容電流情況及供電可靠性要求，只能選擇消弧線圈接地方式。三、 調節方式選擇消弧線圈有調匝、調容、偏磁、相控四種調節方式，其中每種方式的工作原理和優缺點不一樣。【調容】調節原理:通過控制二次繞組投入電容器組數量，達到改變電感電流輸出的目的。優點:檔位多，可達64檔,補償范圍較大，滅弧效果較好。缺點：1、 電容器處在電流沖擊狀態下，容易損壞，同時自愈式電容值也隨著時間的推移而衰減，導致電容電流測量精度和補償效果變差。2、 諧波較大。【偏磁】調節原理:在交流工作線圈內布置一段鐵芯磁化段，通過改變鐵芯磁化段磁路上的直流助磁磁通的大小來改變鐵芯的飽和程度，從而實現電感連續調節。優點:電感量連續可調、補償范圍較大，一般可從10A起調。缺點:響應速度較慢，諧波大，補償電流輸出精度難保證，滅弧效果一般。響應速度一般在50~100ms及以上。主流廠家的偏磁消弧響應速度在70ms左右。【相控】調節原理:控制回路:晶閘管控制導通角，改變感應到一次側的感抗大小;濾波回路:進行（3次、5次）諧波的吸收過濾。優點:可在0~100%IN間連續無級調節。缺點:應用電壓等級受限（一般10kV以下），諧波大，接地瞬間主要為暫態過程，無穩定過零點，會造成瞬間的過壓和過流現象。滅弧時間較長，滅弧效果差。響應速度方面，由于在暫態過程無法提供有效補償，響應速度在40ms以上。【調匝】調節原理:通過有載分接開關改變主繞組的匝數來實現。優點:采用機械結構調檔，保證了消弧線圈是一個特性穩定的真實電抗器，而其他技術（相控、偏磁、調容等）往往是在模擬電抗器的特性，調匝結構簡單、響應速度快、滅弧效果好，電容電流測量精度高，運行直觀可靠、諧波小。因為是預調式，響應速度快，一般40ms實現全補償。國家電網主要采用調匝式消弧線圈，綜合港口實際現狀最優選擇調匝式消弧線圈。四、 110KV變電站現狀日照港集團某110KV變電站現在兩母段，長期處于并列運行情況，每一段帶一套補償容量150A的調匝式消弧線圈，其中控制器為同一家，在運行中長期顯示欠補償，最高時欠補償100A以上，后通過專業機構和人員運用注入法電容電流測試儀，選取一個上午和下午，分母線和時段分別進行了20組采樣數據，取各次測量的平均值。各母線測試結果如下：1#母線的電容電流為：169.1A；2#母線的電容電流為：160.1A。由于電容電流測試儀本身有10%左右的誤差，建議考慮實際電容電流值比測量值大10%。測試結果與運行消弧線圈監測結果一致。五、 解決方案考慮到測試誤差某110KV變電站現在長期電容電流應該在360A左右，考慮到后期東煤南移工程的實施，新增電纜線路的電容電流40A左右，以及新增10KV開關站，預估電容電流在2年到450A左右。由于消弧線圈的補償方式均為過補償，國網要求消弧線圈設計容量為實際的1.35倍，則總補償607A，需要新增307A，考慮到分列運行、標準化、補償級差滿足國標（低于5A）等關系，選擇每一段補加一套同廠家調匝式165A（1000KVA）消弧線圈成套裝置，通過他們的技術實現一控四，最大化調節補償區間和最佳補償效果。原有一段1#、二段2#消弧線圈補償容量50A~150A；補增一段3#、二段4#消弧線圈補償容量50A~165A獨立運行時：母段一為1#和3#消弧線圈，系統設定3#號為主控制器；母段二為：2#、4#消弧線圈，系統設定4#號為主控制器；并列運行時：四臺控制器全部設置為自動工作的狀態，以母聯信號接入到那一段，對應段上的主控制器為整體運行的主控制器，進行動態補償，余下的3臺均為固定補償，當首選主控制器壞掉后，另一段主控制為整體主控制。并運后主控制器動態補償出現容量不夠的情況，則會通過監控單元（上位機）進行控制其它并運固定補償模式的控制器進行調檔，進行統一的協助補償其中一臺控制器如果設置為手動工作狀態時，則這臺控制器不會自動做出任何控制動作。六、補償容量說明：原有一段1#、二段2#消弧線圈補償容量50A~150A；補增一段3#、二段4#消弧線圈補償容量50A~165A分列運行時，一段1#和3#消弧線圈、二段2#和4#消弧線圈的補償容量與各自的補償上下限相同，補償容量315A，補償范圍為：100A~315A；當兩臺消弧線圈運行時，他們共同的補償下限則等于兩臺消弧線圈各自補償下限的和，即50A+50A=100A，補償上限同理，艮口165A+150A=315A。并列運行時，一二段的1#2#3#4#消弧線圈的補償容量為：630A，補償范圍為:200A~630A。故采用同一系列型號的消弧線圈，比不同廠家的消弧線圈調節范圍更廣、自動化程度更高、更能適應現在的運行條件和環境。結束語：110KV的中性點經消弧線圈接地可以有效降低故障點電容電流、熄滅電弧，當現有線圈容量不足以補償10KV系統電流時，可以在母線上并聯消弧線圈成套裝置，通過總控制器優化消弧線圈的調節方式，迅速的補償故障電流，確保供電系統穩定運行。參考文獻：羅奮康.配電網中性點接地方式淺析[J].通訊世