张科研

（天津市化工设计院，天津300193）

微机型消弧装置使用中应注意的几个问题

张科研

（天津市化工设计院，天津300193）

化工企业供电系统上过电压现象十分普遍。如果没有防范措施，随时都可能发生，若弧光接地故障扩大可导致化工生产流程遭到破坏带来巨大损失。消弧装置能很好的消除弧光接地和过电压故障，但其使用中有误区，过电压监控抑制装置配合消弧装置的使用能起到更好的作用。

中低压电网；过电压；消弧装置；过电压监控抑制装置

1 微机型消弧、消谐及PT柜的使用

微机型消弧、消谐及PT柜（以下简称消弧柜）广泛使用在石油、化工等行业。使用快速真空接触器将故障相直接接地，即把非金属接地转换为金属接地。由于金属接地，原故障点的弧光电流燃烧的危害不存在了，也无须补偿；由于金属接地，故障相的杂散电容Cc被短路不再充放电，高频电流也不会产生；由于金属接地，故障相电压恒为零，健全相的相电压变为线电压。电力运行规程中允许不接地系统单相接地运行，所有变压器、电动机、开关柜、电缆等电气设备都要求满足在线电压下长期运行，设备绝缘应没有问题，丝毫不影响正常运转。以下是消弧柜在使用过程中存在的几种误区

1.1 厂内拥有独自进线的总降压变

以某化工厂供电系统为例。高压配电所有两条高压的电源进线，分别接在厂总降压站两个主变压器上，某段故障时可以利用分段断路器和分段隔离开关的闭合来恢复对整个配电所（特别是化工生产流程中的重要负荷）供电。

此独立使用的配电所共配备了四台消弧柜：I号消弧柜与III号消弧柜以及II号消弧柜与IV号消弧柜处在同电压等级,同分段的配电系统中。以I段、III段系统为例讨论下消弧柜的使用误区：

1.1.1 往往在设计下一级配电站时也使用消弧柜，以利用其良好的消弧消谐功能来消除弧光过电压对设备和线路的影响。同一电压等级的独立配电系统中拥有了两台消弧柜，有的系统甚至安装了更多。如此之多的消弧柜在运行过程中会造成潜在的危险。

消弧柜通过实时采集PT电压信号来判断系统的三相电压母线是否正常运行。

分列运行时如果在I段电缆绝缘薄弱点有间隙性不稳定弧光接地产生，处在同一系统中III段的电压互感器都会检测出电压的变化，同时消弧消谐控制器同样采集到电压变化，造成各个消弧柜都有动作的可能性；并列运行时如果I段电缆绝缘薄弱点有间隙性不稳定弧光接地产生，处在同一系统中II段、III段和IV段的电压互感器都会检测出电压的变化，同时消弧消谐控制器也同样采集到电压变化，各个消弧柜也都有动作的可能性，即消弧装置动作的随机性、无选择性。

往往一个配电站下的电缆发生弧光接地，别的配电站的消弧柜会先动作。不论离故障点远近的消弧柜，只要有一台消弧柜动作后，运行人员不太方便确定故障点的具体位置，甚至会导致停上一级的电。

如果有的消弧柜判断出错，会造成相间短路，使事故扩大化，造成更大的损失。

1.1.2 虽然安装了小电流选线装置，但是选线装置只有60%～70%的选择正确率，这样给系统留下了一个潜在的危险。

1.2 多个用户单位共用同一总降压变电站

以供电局变电所同一主降变压器给多个用电单位供电为例，各用电单位在自己厂内变电所都安装了消弧柜。

如果线路出现间隙性弧光接地时，其他厂内的消弧柜可能动作，各站内的消弧柜都有可能动作，都会使不稳定的弧光过接地变成稳定的金属接地，出现了一个人为的直接接地点。这样会使供电的可靠性大大降低。

同时也不排除消弧柜之间误判，造成相间短路，使故障扩大化，甚至整个区域的停电，造成更大的用户生产损失。

综上两点可以发现消弧柜在发生单相弧光接地过电压时动作不具有选择性，而且退出也随机。投入巨大的人力和物力，无法找到故障点的具体位置，消弧柜也失去了其本来的作用。

以上弊端电压监控抑制装置，配合消弧柜的使用而得到改善,使系统的过压保护设备的配备更具合理性。

2 过电压监控抑制装置的使用

当采用电压监控抑制装置后，若系统出现铁磁谐振、单相接地故障消除后三相电压开始恢复平衡时，智能接地开关瞬时动作，有效抑制系统过电压，大大减少系统电容电流对PT的冲击，减少造成PT烧损。以下对两种典型的化工企业用电方式来分别阐述过电压抑制装置的使用：

2.1 厂内拥有独立进线的总降压变

以某大型化工企业供电系统为例。高压配电所有两条高压电源进线，分别接在厂总降压站两个降压变压器上，电能经过高压变压器变压后分别送到各车间变电所。我们在I、II段母线上分别装上一台消弧柜，正常分段运行时两台消弧柜都投入运行。当两段母线需要并列运行时，母联柜断路器合闸后其中一台消弧柜消弧功能自动退出，这样保证两段并列运行时只有一台消弧柜的消弧功能投入运行；当母线分列运行时，退出消弧柜的消弧功能自动投入运行，做到具有自动投切功能。

在下级变电站中分别安装过电压监控抑制装置，该装置正常运行时，实时在线监控A、B、C三相电压、PT开口三角电压，以及各馈出回路零序电流。一旦发生接地（弧光接地、金属接地），该装置能快速准确的判断故障情况，相关装置动作并报警。当系统内发生单相弧光接地故障时，总降压的两台消弧柜有一台动作,弧光消除,当系统恢复时,其厂内过电压监控抑制装置动作，原先串在PT一次中性点接地端中闭合的单相智能瞬时开关动作，经过短暂的动作时间断开了系统电容电流通过PI一次中性点的电流通路。随后单相智能瞬时开关马上恢复，重新投入正常的运行过程中，不影响别的用电车间的正常生产。不但消除了在各个用电车间分别装设消弧柜带来的动作无选择性和退出的不固定性，而且与上级变电站消弧柜在运行中不存在冲突的问题。

2.2 多个用户单位共用同一降压变电站

以典型的通过供电局变电所配电给多个用电单位为例，用电单位有化工厂或者其他用电单位等等，在供电局总降压站中安装了消弧柜，起到检测整个系统的过电压和消除弧光的作用，在下级各个用电单位安装过电压监控抑制装置。

各个用电单位在自己的变电站中分别安装过电压监控抑制装置，该装置正常运行时，实时在线监控A、B、C三相电压、PT开口三角电压，以及各馈出回路零序电流，一旦系统发生PT断线、过电压、低电压、失压、谐振、接地（弧光接地、金属接地），装置能快速准确的判断故障情况，显示故障类别，输出相应的开关量接点信号，相关装置动作并报警。其与总降压站内消弧柜在运行中不存在冲突的问题。当造纸厂内发生单相弧光接地故障时，应该由上一级的消弧柜动作，故障解除后,三台过电压监控抑制装置动作，原先串在PT一次中性点接地端中闭合的单相智能瞬时开关动作，经过短暂的动作时间,断开了系统对地电容电流通过PT一次中性点的电流通路。随后单相智能瞬时开关马上恢复，重新投入正常的运行过程中，不影响化工厂的正常生产。

10.3969/j.issn.1008-1267.2010.06.023

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2010-08-30