消弧线圈接地技术的发展和市场形势

1消弧线圈接地技术的发展和市场形势一、概述：消弧线圈地工作原理是利用流经故障点的电感电流和电容电流相位相差1800的原理实现补偿的作用，补偿后使流经故障点的故障电流小于10A，从而达到容易熄弧，减少电力系统因单相间歇性弧光接地过电压的目的。消弧线圈的应用已有悠久的历史，随着配电网的规模、容量的发展和电网结构的改变，传统的消弧线圈接地方式已不能适应电网安全运行的需要。近几年随着微电子技术和数字技术的高速发展，为了适应电网发展的需要，也为了抢占迅速扩大的消弧线圈市场，各家厂商八仙过海，各显神通，各种形式的消弧线圈、自动跟踪调谐装置，各种原理的小电流系统接地自动选线装置不断涌现出来，在激烈的竞争中，消弧线圈接地技术也取得了长足的发展。二、消弧线圈调谐方式简介自动跟踪调谐装置的核心是消弧线圈，其传统的手动调节方式目前已基本不用或作为自动装置故障时故障后备操作方式。目前的产品全部都采用自动跟踪调谐技术。消弧线圈的调协方式相对故障前的调协状态可分为；预调试――在接地故障发生前，调整消弧线圈到靠近最佳补偿位置运行；保证单相接地时故障电流小于预计值。该种调协方式一般都需要装设串连阻尼电阻，以防止系2统谐振并防止中性点电位升高到U015Un%。随调式――正常运行时消弧线圈远离谐振点运行，实时计算补偿度（或失谐度），在接地故障发生后，迅即调整到位。因正常运行时远离谐振点，中性点电压偏移小，不需串联阻尼电阻。消弧线圈按调谐方式分类：（一）、多级调节：用有载分接开关调节。电动机驱动。目前采用有载分接开关消弧线圈的厂商有；上海思源电气；河北恒山通用电气；长沙华源电器自动化厂；河北保定天泰电力设备有限公司；唐山爱特自动化设备有限公司；广东增城特种变压器公司；北京电力设备总厂；北京六所和瑞科技发展公司；长沙华源电器自动化设备厂；河北邯郸旭辉电力自动化公司；南京伏安电气有限公司等。调容式；消弧线圈有副绕组，副边接电容负荷，通过调节电容负荷改变原边电感电流。采用晶闸管投或真空接触器投切电容器。3采用调容式的厂商有：顺特电气；采用随调式。河北恒山通用电气；唐山爱特自动化设备有限公司；河北邯郸旭辉电力自动化公司；广东增城特种变压器公司；保定博为电气设备有限公司等。（二）无级连续调节；1、动铁式；通过调节铁心的气隙，改变磁路磁阻大小，实现补偿电流的连续调节。噪音大。电动机驱动。调节范围受到限制。采用调气隙方式的厂商有：河南信阳电业局利安电气有限公司；云南电力实业总公司昆明维峰电控设备厂；2、动圈式：通过调节活动线圈对固定线圈的相对位置而调节两者之间的电感。调节范围较窄.现在没了解到应用厂家。3、直流助磁式：（偏磁式）在交流绕组内设置一个铁心磁化段，通过改变变直流助磁的大小调节铁心磁阻，从而连续调节线圈的电感。可以实现随调。采用可控整流电路输出电流的闭环调节，响应速度快（小于20ms）,4噪音及振动小。采用偏磁式消弧线圈的厂商有：唐山安特电气有限公司；保定浪拜迪电气有限公司。4、磁閥式消弧线圈：利用自耦直流励磁控制铁心的饱和程度，实现对补偿电流地连续调节。因受电容电流测量方法的限制，并联运行困难。磁閥式组合型自动补偿装置；利用三相五柱式地铁心将“Z”接地变和磁閥式可控消弧线圈组合唯一的自动补偿装置。调节范围50％～100％。采用磁閥式消弧线圈的厂商有：湖北省电力局咸宁电力设备厂；5、高短路阻抗变压器式可控消弧线圈：消弧线圈一次绕组接地，二次绕组由两个响并接的可控硅短路可控硅的导通角由触发控制器控制，变压器的短路阻抗达100％。调节可控硅的导通角在0～180度之间变化，使可控硅地等效阻抗在无穷大至零之间变化。输出电流即可在零至额定电流之间得到连续无级调解。采用高短路阻抗变压器式可控消弧线圈的厂商有：广州智光电气有限公司；河北恒山通用电气设备有限公司6、电流注入式消弧线圈：由消弧线圈的固定分接头加入电流，5在零序电压作用下可以产生数个按几何级数增长的补偿电流值，他可以将故障电流限制在一定范围，同时保证故障电流中有功分量达到一定的数值，便于故障检测。目前还没了解到国内有采用这种装置的信息。是消弧线圈。研究发展的方向三、自动跟踪消弧线圈存在的问题（一）消弧线圈本身完善的问题：1、消弧线圈本身结构应向能够适应快速响应和调解精度地需要；2、消弧线圈的可调范围应满足0～100%额定容量，节约实际选择容量。3消弧线圈的伏安特性应尽量达到线性；要提供实伏安特性曲线；4接地变的零序阻抗要匹配5消弧线圈运行应远离谐振点，适用随调式；6应能够补偿谐波电流；7预调式消弧线圈为防止引起系统谐振，一般需要串联阻尼电阻。阻尼电阻投切的问题；包括投切的判据，投切的时机，响应速度。非线性电阻可以解决响应速度问题。8不能限制间歇性弧光接地过暫态电压。69接地故障消除后消弧线圈从补偿状态退出的问题。四、自动跟踪装置需要解决改进问题自动跟踪补偿装置的应用是非消弧线圈接地方式的重要进步。自动跟踪补偿装置随可以随时检测系统的电容电流及中性点位移电压，并计算调节消弧线圈到最佳补偿状态。当发生单相接地故障时快速投入补偿。自动跟踪装置生产厂商众多，采用的测量信息量和自动控制系统各有千秋，功能也有差别。自动跟踪装置需要提高以下几方面的性能：1、信息量的测量精度；2、跟踪补偿的响应速度要快；3、灵敏度要高；对系统参数的少量改变，能及时反应；4、事故时必须以极快的响应速度投入补偿；事故后又能正确判断并退出补偿；5、准确识别单相接地故障和其它不正常运行状态；6、控制开关应采用快速开关、晶闸管、可控硅；元件要高可靠性，高寿命。整套装置质量可靠，运行、动作可靠。7、工作方式灵活；可自动也可手动、可独立也可并列运行、可就地控制也可远方控制；8、实现自动跟踪、接地故障选线功能一体化。五、小电流接地自动选线装置随着小电流接地自动选线不断研究和改进，微机技术和数字7技术的应用，其性能在逐步提高，在不接地及消弧线圈接地系统已广泛应用。其选线的正确率有了很大的提高。目前了解到的选线方法压有：1、零序电压、零序电流突变量和功率方向法；（广州智光）2、残流增量及有功功率法；（北京电力设备总厂、邯郸旭辉自动化设备公司）3、并联电组法（上海思源、邯郸旭辉）4、五次谐波窄带选频，同时提取基波成分、利用相位关系判断故障线路；所有线路同时采样。（北京新民科技发展有限公司）5、利用暂态小波分析、稳态过程谐波分析及能量分析等综合判断故障线路。（甘肃明珠电力科技园有限公司）从上述选线方法可以看出，目前的选线装置多个判量综合分析的方法，所以使其选线正确明显提高。小电流接地自动选线装置存在的问题：1、作为判据的信号量小，相对测量误差偏大；2、零序PT、CT的误差及长距离二次电缆引起测量误差；3、干扰大、信噪比小；一是电磁干扰，二是系统负荷不平衡造成的零序电流和谐波电流较大；4、随机因素影响的不确定运行方式改变、电压水平、负荷电流的变化、接地故障形式和接地点过度电组的千变万化；85、小电流接地自动选线装置本身的性能不够完善。六、市场形势随着国家对电网建设的高度重视，每年对电网建设都有大规模的投资，近几年，我国电网的建设速度和电网的容量、规模迅速发展。配电网结构更加强大、可靠，电缆线路比例升高、系统对地电容电流迅速增加。从而为中性点接地装置创造了庞大的市场。估计时常规模达10亿元左右。我国电力系统应用消弧线圈接地方式历史悠久，电力系统供电单位的领导和各级技术负责人都熟悉消弧线圈接地方式，比较容易接受，因此，消弧线圈接地方式在我国中西部地区市场目前还占有优势。