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(国网浙江省电力公司嘉兴供电公司，浙江 嘉兴 314000)

1 引言

对于不同电压等级的电力系统，其中性点的接地方式是不同的，根据我国国情，我国6～66kV配电系统中主要采用小电流接地运行方式。为了有效防止系统弧光接地，消除接地故障，提高供电质量，按照国家对过电压保护设计规范新规程规定，电网电容电流超过10A时，均应安装消弧线圈装置[1-2]。

调容式消弧线圈装置凭借其调节范围宽、残流小、调节速度快的优点，在众多类型的消弧线圈中得到了最广泛的应用。调容式过消弧线圈的二次绕组上并联若干组，一般为四至五组低压电容器，通过控制器控制真空开关或反并联晶闸管的通断组合来控制二次电容器投入的数量，来调节消弧线圈二次容抗的大小，从而改变消弧线圈一次侧电感电流的大小，其工作原理结构如图1所示。

图1 调容式消弧线圈原理结构图

2 调容式消弧线圈工作原理

国内的10kV配电网大多采用中性点不接地的运行方式，10kV侧的变压器一般为三角形接线方式，故系统没有中性点。为接入消弧线圈，必须引出系统中性点，接地变压器可以提供一个中性点[3]。因此，调容式消弧线圈成套装置由接地变压器、调容式消弧线圈、电容调节柜、微机控制器、阻尼电阻箱等构成，具体结构如图2所示。

图2 调容式消弧线圈成套装置总体构成图

接地变压器除可以带消弧线圈外，也可带二次负载，代替站用变。在带二次负载时，接地变压器的一次容量应为消弧线圈与二次负载容量之和；接地变压器不带二次负荷时，接地变压器容量等于消弧线圈容量[4]。

调容式消弧线圈的电感量是通过改变并联于其两端的电容来改变其等效电感量的，即：

(1)

式中：n为消弧线圈初、次级绕组的变比；Cx为投入运行时的电容器容量；L为消弧线圈的电感。由式(1)可知，改变Cx即可改变Leq[5]。

3 消弧线圈容量不适配情况

110kV文昌变电所10kV#2接地变为广州智光电气产品，型号：DKSC-900/100/10.5，第一期安装，额定容量为900kVA，因其兼做所用变，容量为100kVA，因此，允许配的消弧线圈最大允许为800kVA。

10kV#2消弧线圈为上海思源电气产品，型号：XHDCR-1000/10，为第二期安装，采用调容式来实现档位切换，额定容量为1000Kvar。现场两组抽头，对应有两档补偿电流可选择，分别是A1-A2补偿电流为88～160A，对应容量约为555～1000Kvar；A3-A4补偿电流为15～95A，对应容量约为93～593Kvar。

接地变与消弧线圈配合使用时，当接地变压器兼做所用变使用时，接地变的额定容量等于所带消弧线圈的额定容量加上所用变的容量；独立使用时，接地变的额定容量大于等于消弧线圈的额定容量，显然上述A1-A2、A3-A4两档位都不符合要求。

4 解决方案

从上面我们可以知道，A1-A2、A3-A4两档最大容量分别为1000Kvar及593Kvar，显然593Kvar容量不够，因此，本文决定对A1-A2档提出了两种改造方案。

4.1 加装电容器

在消弧线圈的一次回路中，并接加装额定电压6.062kV，额定电流33A电容器，并联的电容器与消弧线圈电流方向相反，自动抵消33A电感电流，相当于200Kvar的电感容量，从而保证消弧成套系统的最大容量从原来的1000Kvar降为800Kvar，如图3所示。

图3 并联方案方案系统图

图中实线为已有回路，虚线为改造部分；该方案改造简单，只要柜体有安装电容器的空间就可以实现；且无需维护。

4.2 设计二次限制回路

消弧线圈在A1-A2档位时，其最大容量为1000Kvar，可以进行1～32档进行有载调节，具体每档的电流和容量如表1所示。

表1 补偿档位与容量

从表1中发现，800Kvarr对应在18档附近，因此，当控制器退出时，需将消弧线圈限定在18档附近运行。

采用如图4原理图进行改造：

图4 改造方案原理图

其中：实线为已有回路，虚线为改造部分：即在消弧线圈控制屏上，增加继电器及开关，用于电容器组的额外控制。

动作逻辑说明：

当QF上电，控制器得电，由软件完成系统的保护，即系统最大在18档位运行，投入不超过800Kvarr；同时，KM11、KM12、KM13失电，不对电容进行额外控制；

当QF失电，控制器失电；QF闭合，KM11、KM12、KM13闭合，则KM2、KM3、KM4闭合，系统自动切换投入到18档运行。

通过上述措施，无论在控制器得电还是失电等任何状态，保证系统最大在18档位置运行，投入不超过800Kvarr。

5 总结

本文介绍了调容式消弧线圈的工作原理，并对实际电力生产中碰到的当接地变与消弧线圈配合使用时，接地变的额定容量小于所带消弧线圈的额定容量加上所用变的容量时，产生的调容式消弧线圈装置容量不适配的难题进行了研究和讨论，提出了加装调容式消弧线圈电容器和设计其二次限制回路两种措施，有效解决了上述难题。