基于分类法的自动跟踪补偿消弧线圈调谐方法

王晨麟

根据自动跟踪补偿消弧线圈控制调谐方法的不同，将自动跟踪补偿消弧线圈的调解控制方法分成了预调式和随调试两大类。对预调式自动跟踪补偿消弧线圈的零序电压极大值法、阻抗三角形法，随调试自动跟踪补偿消弧线圈的相位调谐方法和两点解析法进行的分析研究。

【关键词】自动跟踪补偿 消弧线圈 预调式 随调试 调谐方式

配电网谐振接地一直是中压电网的接地方式研究的一个热点。而如何更精确更快速地测出对地电容电流，已经成了问题的关键所在。

早期测量电容电流的方法一般都是直接测量法，常见的有单相金属接地法、人工中性点法和偏置电容法都是直接在带电的一次设备上外接测试设备，这些不仅操作复杂，而且在中高压系统中带电操作对电力从业人员的人身安全也是一个威胁。同时在接地时，非接地相电压上升到线电压，对系统的绝缘薄弱点同样也是一个不小的威胁。因此直接测量不建议使用。

间接测量法主要包括了中性点位移极大值法、两点分析法、实时测量法、单频率注入信号法、附加频率注入信号法、负序电流极大值法。这些方法与直接测量相比，操作更加简单，安全性更高，但同时也存在一定的限制条件和适用范围。

1 自动跟踪补偿消弧线圈的测量补偿方法分类

为让消弧线圈达到最有的运行效果，我国目前的消弧线圈大都采用自动跟踪补偿的控制方式。而根据调节方式的不同，消弧线圈可分为预调式和随调式两大类。

预调式消弧线圈是在系统正常时利用消弧线圈的自动控制部分使得消弧线圈补偿的电感电流能够最大限度的补偿电网对地的电容电流。当系统发生单相接地故障时，消弧线圈可以在没有延时地情况下进行最佳补偿。但是，由于正常运行的时候处于谐振点附近，其中性点位移电压较大，为了避免发生谐振过电压，一般该方式需要并联或串联一个阻尼电阻来避免发生谐振。当系统发生单相接地故障时，自动短接或者断开阻尼电阻以避免输出阻性电流并保护电阻本身，待故障解除后需要再接入阻尼电阻。

随调式消弧线圈是在系统正常运行时通过消弧线圈的自动测量装置不断测量系统的对地电容电流，并确定故障后消弧线圈的最优补偿状态和档位。在电网正常运行的时候，消弧线圈的补偿电感远离谐振点运行，因此其中性点电压很小，无需再串联或并接阻尼电阻。当发生单相接地故障后，消弧线圈自动控制装置再检测到发生接地故障后迅速将消弧线圈感抗值调整到最佳补偿档位，实现最优补偿。

2 自动跟踪补偿消弧线圈调谐方法

2.1 零序电压极大值法

零序电压极大值法也称谐振法、中性点位移电压极大值法。该自动调谐原理是当消弧线圈的电感和三相对地电容之和发生串联谐振的时候，其中性点位移电压达到最大。通过不断调整消弧线圈的电感值和测量中性点位移电压的大小，当零序电压达到最大的时，电感电流就正好等于电容电流。通过测量此时消弧线圈的电感电流即可得出电网的对地电容电流。

2.2 阻抗三角形法

阻抗三角形法适用于消弧线圈并联或串联电阻的接地方式。常应用在带有载开关调匝式消弧线圈的自动跟踪补偿装置中，无法连续调节电感量，只能将装置调整到离谐振点最近的分接头处，调整精度受到影响。这种调谐控制方法一般只能用于预调式控制的消弧线圈。该调谐控制方法是在串联电阻R和消弧线圈各档位的电抗值已知的前提下推得的。因此，这种调谐控制方法最适用于具有固定档位调感并且各档位电感值已知的消弧线圈控制，如调匝式消弧线圈、调容式消弧线圈。测量脱谐度ν时，在消弧线圈调档前后，电网必须处在过补偿或欠补偿的同一侧，否则计算无效。为了保证消弧线圈调档的准确性，需要对消弧线圈进行反复试调档。

2.3 相位调谐方法

相位调谐方法是在三相电网的某一相附加一小电容，通过测量电网零序电压和附加电容相电压之间的相差来判断系统的补偿状态，进而寻找电网的谐振点。该方法适合于随调试消弧线圈。

2.4 两点解析法

该方法是忽略线路和消弧线圈的电导的影响，通过测量两个不同补偿状态下电网中性点电压和补偿电流，直接计算出电网的三相总分布电容，比起零序电压幅值极大值法和阻抗三角形法，可大大降低调感的盲目性，对机械式消弧线圈控制比较有益。但选择该方法时要注意，为提高调谐测量精度，这两个状态最好要选择在消弧线圈补偿谐振点的某一侧（欠补偿侧或过补偿侧），并且最好选择在谐振曲线陡峭的区段。“两点解析法”的调谐原理是以忽略线路和消弧线圈的电导，即电网的阻尼为前提的，也就是说，只有当电网的阻尼很小时，该调谐算法是有效的。因此，一般它只适用于无需阻尼电阻的随调式控制，而不宜用于需阻尼电阻的预调式控制经消弧线圈接地电网。

3 结论

自動跟踪补偿消弧线圈的调谐方式可以分为预调式和随调试两大类。每一类都具有不同的调谐控制方法。且随着自动跟踪补偿消弧线圈应用越来越多，生产和应用人员明确各类消弧线圈的自动跟踪补偿调谐方法、原理，对提高消弧线圈的运行维护具有重要意义。

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作者单位

国网江苏电力公司徐州供电公司 江苏省徐州市 221008