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2、双闸变电站消弧线圈自动调谐装置介绍
220kV双闸变电站10kV系统采用的是上海思源公司生产的XHK-Ⅱ型消弧线圈自动调谐及接地选线成套装置。由于220kV双闸变电站是南京河西奥体地区的一个重要电源点,其10kV出线直供周边的用户。10kV 24面出线柜已全部上满,其中有5条出线是双拼出线,实际出线29回,近期又新增了6回出线柜。所有的10kV线路均是全电缆出线,系统对地电容电流非常大,10kV系统采用经接地变压器中性点消弧线圈接地方式。
220kV双闸变电站消弧线圈成套装置采用的是预先调节式补偿方式,即:系统正常运行时,消弧线圈预先调节,备在补偿位置;单相接地故障时,消弧线圈零延时进行补偿。在回路中增加阻尼电阻可防止系统振荡时谐振过电压产生。而当系统发生单相接地时,中性点流过很大的电流,这时阻尼电阻的保护单元动作,阻尼电阻被短接,流过消弧线圈的电感性电流与流入接地点的电容性电流相位相反,电感性电流对电容性电流进行补偿,从而消除弧光接地过电压。
阻尼电阻的保护投退由一套可控硅设备控制,当阻尼电阻两端电压大于可控硅触发电压时,可控硅触发,迅速将阻尼电阻短接,系统电压恢复正常达到可控硅返回值时,阻尼电阻投入。
3、故障原因分析
3.1根据调谐原理分析故障原因
由阻尼电阻投退原理可知,正常情况下可控硅应不会触发动作,但如果10kV母线三相负荷不平衡较严重,正常运行状态下中性点位移电压就比较大,一旦系统发生变化就会造成阻尼电阻非正常短接,这时由于消弧线圈已处于补偿状态(即XC=XL),系统谐振条件具备,中性点位移电压将急剧升高。同样,如果可控硅返回电压设置不当,会造成可控硅触发后无法返回,阻尼电阻无法再次投入,引发系统谐振。
220kV双闸变电站消弧线圈系统主要配置如表1所示。由表1可知220kV双闸变电站消弧线圈容量配置不足,已接近补偿极限,系统不对称电压正常情况下均在260V左右,可控硅触发电压为270V,系统运行方式改变或三相负荷出现较大变化时均会造成系统不对称电压增大,引起可控硅触发并短接阻尼电阻。系统出现单相接地故障后由于可控硅返回电压偏小,阻尼电阻将无法再次投入,以上两点可以解释线路单相接地、恢复频发现象产生的原因。
3.2补偿容量不足的计算
欠补偿是指运行中线圈电感电流IL小于系统电容电流IC的运行方式。当0空载电缆电容电流的计算方法有以下两种:
1) 根据单相对地电容,计算电容电流:
式中:Up为电网线电压,kV;C为单相对地电容,F,一般电缆的单位电容为200~400 pF/m。
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