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【摘 要】消弧线圈广泛应用于110kV及以上的中性点非直接接地的电力系统中，本文简单介绍了消弧线圈的装设目的、补偿方式、基本结构、安装位置、启运验收、运维操作、故障异常处理等内容。
【关键词】消弧线圈；补偿方式；运行维护；故障异常处理
1 关于消弧线圈的基本知识
1.1 消弧线圈的装设目的
电力系统发生单相接地故障时，中性点装设的消弧线圈会产生电感电流，该电流与流经接地点的电容电流在相位上相差180°，两者相互作用，使电容电流减小。可以防止接地故障电流过大，在接地点产生间歇性电弧，引起高频振荡过电压。防止过电压造成PT烧坏、避雷器爆炸、损坏电缆绝缘引起相间短路事故，影响电网安全运行。所以在我国当35kV、10kV电网发生单相接地故障时，接地电容电流超过10A，3～6kV电网超过30A时，就在系统中性点装设消弧线圈，补偿接地故障时的容性电流，使接地时故障电流减小，减少弧光接地的几率，保证电网安全可靠运行。
1.2 消弧线圈的补偿类别
消弧线圈一般有欠补偿、全补偿和过补偿三种不同的补偿方式。
（1）欠补偿：当消弧线圈的感抗大于线路容抗时，接地点的电感电流小于电容电流，补偿后的剩余电流中含有有功分量，也含有容性无功电流分量，剩余电流相位超前中性点零序位移电压，一旦电网发生因故障或改变运行方式，一部分线路退出运行后，系统中电容电流就会减少，就可能形成全补偿或接近全补偿的情况，使电网处于串联谐振状态，不能正常运行，因此电网通常不采用这种补偿方式。
（2） 全补偿：当消弧线圈的感抗等于线路容抗时，接地点的电感电流等于电容电流，并且方向相反，两者完全抵消，剩余电流中仅剩数值很小的有功分量，并且相位与中性点的零序位移电压同相，此时电网处于谐振状态，不能正常运行，因此也不采用这种补偿方式。
（3）过补偿：当消弧线圈的感抗小于线路容抗时，接地点的电感电流大于电容电流，此时剩余电流中主要含有感性无功电流分量，它的相位滞后于中性点的零序性位移电压，流过故障点的电流减小，故障相接地电弧两端电压恢复速度变慢，使接地电弧易于熄灭。所以，电力系统中性点经消弧线圈接地时一般采用过补偿的运行方式。
1.3 消弧线圈的基本结构
消弧线圈的结构和单相变压器的结构相似，一般是油浸自冷式，具有油枕、玻璃管油位计，信号温度计，容量较大的还装有冷却管、呼吸器和气体继电器。内部结构是一个具有多间隙铁心的可调线圈，电阻很小，感抗很大，铁心间隙用绝缘纸板填充。消弧线圈的铁心和线圈，采用带间隙的铁心，是为了避免磁饱和，减少高次谐波分量。可以通过调整消弧线圈的分接开关，改变线圈匝数，调节补偿电流。
1.4 安装消弧线圈的位置
安装消弧线圈时，应注意几个问题：
（1）电网不论的什么方式下运行，消弧线圈都应能补偿电网的大部分。消弧线圈不能集中安装在一个位置，并且避免在电网中只安装一台消弧线圈。
（2）消弧线圈一般装在电源变压器的中性点上，如果该变压器没有中性点或中性点未引出，消弧线圈不能直接接在中性点上，则应装设专用的接地变压器，并且容量应和消弧线圈的容量相配合。
电厂中，当变压器与发电机不是单元接线时，消弧线圈可装设在发电机中性点上，也可装在厂用变压器的中性点上，否则应装在发电机的中性点上。6～10kV的消弧线圈也可以装在调相机的中性点上。
2 消弧线圈投运前设备的验收内容
消弧线圈在投入运行前，要按照规定进行设备验收，验收合格后方可向调度提出启运申请。主要验收以下内容：
（1）验收时应移交详细的技术资料和规范文件。
（2）构架等基建设施符合相关要求。
（3）瓷件和绝缘件等设备外观清洁、无裂纹和缺损。
（4）设备的一、二次接线连接应牢固可靠，符合要求。
（5）消弧线圈装置本体及附件油位指示正常，外观清洁，没有渗油和漏油的现象。
（6）各电器、端子牌相序色标正确，不易脱落，编号应正确完备、字迹清楚。
（7）接地部位应牢固良好，可靠连接。
（8）开关柜及手车开关安装符合规定。
（9）电器元件安装应符合规范要求。
（10）产品说明书、试验报告、合格证及安装图纸等技术文件应齐全。
（11）电气装置和附件安装、检查记录、交接记录、及消缺记录齐全。
（12）竣工图纸齐全。
（13）试验项目合格，试验报告齐全。
3 运维和操作管理
（1）运行中的消弧线圈需要切换操作时，必须先断开再从一台变压器的中性点切换到另一台。并且一台消弧线圈不能同时接到两台变压器的中性点上。
（2）主变、消弧线圈同时停电操作时，应先拉开消弧线圈的刀闸，再停主变，送电的顺序与此相反。
（3）单相接地时，严禁操作或手动调节消弧线圈，有人值守时应严密监视消弧线圈、阻尼电阻箱及接地变压器的运行情况。并记录微机调谐器的电容电流、残流、脱谐度、分接开关位置和动作次数等显示参数。记录接地线路的双重编号、接地开始、消失的时间，接地原因及接地时的天气情况。
（4）装置参数改变后记录设定时间、设定值等，便于以后查询。
（5）正常运行时消弧线圈、接地变压器、阻尼电阻箱的声响突然异常，过补偿的消弧线圈调到最高档位时脱谐度大于5%，中性点位移电压大于15%的相电压。若巡视发现上述任何一种情况发生时，应立即汇报当值调度和上级主管部门。
（6）消弧线圈分接开关的手动切换操作规定：
首先，当值调度员下令时才能调整。一般调整顺序：第一，在过补偿的情况下，增加线路的长度，应先改变分接头然后投入线路；减少线路长度，应先停线路，后改变分接头。第二，在欠补偿的情况下，增加线路长度，应先投入线路再改变分接头；减少线路长度，应先改变分接头，后停线路。
其次，分接开关操作前，先确认电网中没有接地故障，再断开消弧线圈，做好接地措施后，才能切换分接开关，并测量其直流电阻。
最后，分接开关切换后，应检查消弧线圈导通良好后才能将消弧线圈投入运行。
4 异常运行时的应急规定
（1）中性点位移电压如超过15%～30%的额定相电压，则继续运行的时间最长不得超过1小时。
（2）中性点位移电压如不超过30%～100%的额定相电压，可以在规定时间内继续运行。
（3）单相接地故障必须及时处理，接地一般不超过2小时。
（4）发生下列任何一种情况时应立即退出运行：
正常运行时，声响发生异常，内部并有爆：裂声；严重漏油或喷油，油面迅速降至油位计的指示限度以下；套管严重破损，并伴有放电声；有冒烟、着火现象；附近发生严重威胁装置情况时，如设备着火、爆炸等；有关保护装置拒动时；
（5）系统发生单相接地故障时，消弧线圈发出嗡嗡声或中性点位移电压大于相电压的15%禁止操作中性点和消弧线圈之间的单相刀闸。
5 结束语
消弧线圈广泛应用于110kV及以上的中性点非直接接地的电力系统中，避免单相接地时产生的过电压，危及人身及设备安全。熟练掌握消弧线圈的基本知识对电网的安全运行具有重要作用，本文对消弧线圈的原理、应用、故障及处理进行综合探讨。希望对调度、变电运维、生技人员有一定帮助。
参考文献：
[1]国家电力调度通信中心编.电网调度运行实用技术问答.中国电力出版社出版，2000.1.
[2]国家电网公司编.10kV～66kV消弧线圈装置运行规范.国家电网公司.2005.3.
[3]技术资料.消弧线圈运行中发生的问题及处理.华强电子网.2013.2.
【关键词】消弧线圈；补偿方式；运行维护；故障异常处理
1 关于消弧线圈的基本知识
1.1 消弧线圈的装设目的
电力系统发生单相接地故障时，中性点装设的消弧线圈会产生电感电流，该电流与流经接地点的电容电流在相位上相差180°，两者相互作用，使电容电流减小。可以防止接地故障电流过大，在接地点产生间歇性电弧，引起高频振荡过电压。防止过电压造成PT烧坏、避雷器爆炸、损坏电缆绝缘引起相间短路事故，影响电网安全运行。所以在我国当35kV、10kV电网发生单相接地故障时，接地电容电流超过10A，3～6kV电网超过30A时，就在系统中性点装设消弧线圈，补偿接地故障时的容性电流，使接地时故障电流减小，减少弧光接地的几率，保证电网安全可靠运行。
1.2 消弧线圈的补偿类别
消弧线圈一般有欠补偿、全补偿和过补偿三种不同的补偿方式。
（1）欠补偿：当消弧线圈的感抗大于线路容抗时，接地点的电感电流小于电容电流，补偿后的剩余电流中含有有功分量，也含有容性无功电流分量，剩余电流相位超前中性点零序位移电压，一旦电网发生因故障或改变运行方式，一部分线路退出运行后，系统中电容电流就会减少，就可能形成全补偿或接近全补偿的情况，使电网处于串联谐振状态，不能正常运行，因此电网通常不采用这种补偿方式。
（2） 全补偿：当消弧线圈的感抗等于线路容抗时，接地点的电感电流等于电容电流，并且方向相反，两者完全抵消，剩余电流中仅剩数值很小的有功分量，并且相位与中性点的零序位移电压同相，此时电网处于谐振状态，不能正常运行，因此也不采用这种补偿方式。
（3）过补偿：当消弧线圈的感抗小于线路容抗时，接地点的电感电流大于电容电流，此时剩余电流中主要含有感性无功电流分量，它的相位滞后于中性点的零序性位移电压，流过故障点的电流减小，故障相接地电弧两端电压恢复速度变慢，使接地电弧易于熄灭。所以，电力系统中性点经消弧线圈接地时一般采用过补偿的运行方式。
1.3 消弧线圈的基本结构
消弧线圈的结构和单相变压器的结构相似，一般是油浸自冷式，具有油枕、玻璃管油位计，信号温度计，容量较大的还装有冷却管、呼吸器和气体继电器。内部结构是一个具有多间隙铁心的可调线圈，电阻很小，感抗很大，铁心间隙用绝缘纸板填充。消弧线圈的铁心和线圈，采用带间隙的铁心，是为了避免磁饱和，减少高次谐波分量。可以通过调整消弧线圈的分接开关，改变线圈匝数，调节补偿电流。
1.4 安装消弧线圈的位置
安装消弧线圈时，应注意几个问题：
（1）电网不论的什么方式下运行，消弧线圈都应能补偿电网的大部分。消弧线圈不能集中安装在一个位置，并且避免在电网中只安装一台消弧线圈。
（2）消弧线圈一般装在电源变压器的中性点上，如果该变压器没有中性点或中性点未引出，消弧线圈不能直接接在中性点上，则应装设专用的接地变压器，并且容量应和消弧线圈的容量相配合。
电厂中，当变压器与发电机不是单元接线时，消弧线圈可装设在发电机中性点上，也可装在厂用变压器的中性点上，否则应装在发电机的中性点上。6～10kV的消弧线圈也可以装在调相机的中性点上。
2 消弧线圈投运前设备的验收内容
消弧线圈在投入运行前，要按照规定进行设备验收，验收合格后方可向调度提出启运申请。主要验收以下内容：
（1）验收时应移交详细的技术资料和规范文件。
（2）构架等基建设施符合相关要求。
（3）瓷件和绝缘件等设备外观清洁、无裂纹和缺损。
（4）设备的一、二次接线连接应牢固可靠，符合要求。
（5）消弧线圈装置本体及附件油位指示正常，外观清洁，没有渗油和漏油的现象。
（6）各电器、端子牌相序色标正确，不易脱落，编号应正确完备、字迹清楚。
（7）接地部位应牢固良好，可靠连接。
（8）开关柜及手车开关安装符合规定。
（9）电器元件安装应符合规范要求。
（10）产品说明书、试验报告、合格证及安装图纸等技术文件应齐全。
（11）电气装置和附件安装、检查记录、交接记录、及消缺记录齐全。
（12）竣工图纸齐全。
（13）试验项目合格，试验报告齐全。
3 运维和操作管理
（1）运行中的消弧线圈需要切换操作时，必须先断开再从一台变压器的中性点切换到另一台。并且一台消弧线圈不能同时接到两台变压器的中性点上。
（2）主变、消弧线圈同时停电操作时，应先拉开消弧线圈的刀闸，再停主变，送电的顺序与此相反。
（3）单相接地时，严禁操作或手动调节消弧线圈，有人值守时应严密监视消弧线圈、阻尼电阻箱及接地变压器的运行情况。并记录微机调谐器的电容电流、残流、脱谐度、分接开关位置和动作次数等显示参数。记录接地线路的双重编号、接地开始、消失的时间，接地原因及接地时的天气情况。
（4）装置参数改变后记录设定时间、设定值等，便于以后查询。
（5）正常运行时消弧线圈、接地变压器、阻尼电阻箱的声响突然异常，过补偿的消弧线圈调到最高档位时脱谐度大于5%，中性点位移电压大于15%的相电压。若巡视发现上述任何一种情况发生时，应立即汇报当值调度和上级主管部门。
（6）消弧线圈分接开关的手动切换操作规定：
首先，当值调度员下令时才能调整。一般调整顺序：第一，在过补偿的情况下，增加线路的长度，应先改变分接头然后投入线路；减少线路长度，应先停线路，后改变分接头。第二，在欠补偿的情况下，增加线路长度，应先投入线路再改变分接头；减少线路长度，应先改变分接头，后停线路。
其次，分接开关操作前，先确认电网中没有接地故障，再断开消弧线圈，做好接地措施后，才能切换分接开关，并测量其直流电阻。
最后，分接开关切换后，应检查消弧线圈导通良好后才能将消弧线圈投入运行。
4 异常运行时的应急规定
（1）中性点位移电压如超过15%～30%的额定相电压，则继续运行的时间最长不得超过1小时。
（2）中性点位移电压如不超过30%～100%的额定相电压，可以在规定时间内继续运行。
（3）单相接地故障必须及时处理，接地一般不超过2小时。
（4）发生下列任何一种情况时应立即退出运行：
正常运行时，声响发生异常，内部并有爆：裂声；严重漏油或喷油，油面迅速降至油位计的指示限度以下；套管严重破损，并伴有放电声；有冒烟、着火现象；附近发生严重威胁装置情况时，如设备着火、爆炸等；有关保护装置拒动时；
（5）系统发生单相接地故障时，消弧线圈发出嗡嗡声或中性点位移电压大于相电压的15%禁止操作中性点和消弧线圈之间的单相刀闸。
5 结束语
消弧线圈广泛应用于110kV及以上的中性点非直接接地的电力系统中，避免单相接地时产生的过电压，危及人身及设备安全。熟练掌握消弧线圈的基本知识对电网的安全运行具有重要作用，本文对消弧线圈的原理、应用、故障及处理进行综合探讨。希望对调度、变电运维、生技人员有一定帮助。
参考文献：
[1]国家电力调度通信中心编.电网调度运行实用技术问答.中国电力出版社出版，2000.1.
[2]国家电网公司编.10kV～66kV消弧线圈装置运行规范.国家电网公司.2005.3.
[3]技术资料.消弧线圈运行中发生的问题及处理.华强电子网.2013.2.