變電站消弧裝置作用

A. 10kv電抗器和10kv消弧裝置的作用分別是

電抗器是安裝在迴路中，當迴路發生短路故障時呈現出一個較大的阻抗，從內而將短路電容流限制在一個能夠接受的范圍內，正常運行時也有一點電壓損失。而消弧線圈安裝在10KV設備中心點上，或者是人工中心點上，利用電感電流與電容電流相位上相反的特性，來對消迴路中的電容電流。使得在迴路對地故障時，接地電流基本為零。

B. 請用白話說明一下消弧櫃的作用! 還有小電流接地的作用！謝謝！

在中性點非直接接地電網中發生單相接地故障 時．由於故障電流相對較小．且三相相問電壓仍保持 對稱．不會影響對負荷的正常供電．因而發生單相接 地故障後允許繼續運行一段時間【11 因此。我國6～ 35 kV電網多採用中性點非直接接地運行方式 ．以 提高供電可靠性 6～35 kV電網採用中性點不接地運行方式時． 若發生單相金屬性接地故障．非故障相對地電壓會 升高到正常相電壓的＼／ 倍．不會危害正常電氣設 備的絕緣。但是。如果發生間歇性單相弧光接地．則會 產生很高的弧光過電壓．非故障相的過電壓幅值可高達正常相電壓的3．5倍．嚴重威脅電氣設備的絕緣． 甚至造成絕緣擊穿。進而發展成相間短路故障【2． 。 為了限制弧光過電壓．傳統上6～35 kV電網多 採用中性點經消弧線圈接地的運行方式。消弧線圈 可以補償單相接地故障時的電容電流．從而減小單 相接地電流．進而促使電弧自行熄滅，因而可以消除 弧光過電壓 為此．很多研究人員在改進消弧線圈方 面作了大量的工作．提出了消弧線圈自動跟蹤補償 和自動調諧的方法I4' 。但是．隨著電網規模的擴大 及電纜線路的增多．發生單相接地故障時的電容電 流很大．用消弧線圈補償電容電流的方法已不能有 效消除弧光接地過電壓[6_ 1 近年來．我國6～35 kV電網開始大量使用消弧櫃來解決弧光接地過電壓問題。取得了理想的效 果【8]。但是，作為新生事物．目前大多數消弧櫃都存 在著設計缺陷。而且，消弧櫃在電網中的配置、選型 以及運行方面也都存在誤區 這些問題的存在將嚴 重影響電網的安全運行及供電可靠性．因而有必要 作進一步的研究，以避免由於消弧櫃的使用而帶來 的隱患。

1 消弧櫃工作原理

消弧櫃實質上是一種具有消弧、消諧及過電壓 保護功能的電壓互感器櫃(PT櫃)，其消弧工作原理 見圖 l。使用了消弧櫃的6～35 kV電網採用中性點不 接地運行方式 電網正常運行時．消弧櫃中的3個分 相控制的高壓真空接觸器(KM)都處於分斷狀態．電 壓互感器(PT)二次側輸出的三相電壓正常．零序電 壓值幾乎為零．微機智能控制器負責對電網的零序 電壓和三相電壓進行實時監測 電網出現單相接地 故障時，故障相電壓上升，非故障相電壓下降．零序 電壓大大增加。當零序電壓達到一定值時，控制器即 判定系統發生了單相接地故障．並通過對各相電壓 的計算分析，判斷出接地故障的相別．向對應相的高 壓真空接觸器發出合閘命令．把故障相直接在裝置 內實現金屬性接地．同時向中央控制室發出報警信 號．以便通知運行人員及時處理電網故障。無論單 相接地故障是間歇性弧光接地還是穩定的電弧接 地 ．由於消弧櫃直接把故障相在裝置內變成了金屬 性接地．故障相的對地電壓降為零。原來故障點的電 弧必然熄滅．避免了弧光過電壓的產生，而其他兩相 的對地電壓則限制在線電壓的水平上。

2 消弧櫃的選型

目前．絕大多數消弧櫃沒有設置圖 l中的切換 開關(SW)，姑且把沒有設置切換開關的消弧櫃稱為 A型櫃，而把設置了切換開關的消弧櫃稱為B型櫃。雖然 A型櫃只是比 B型櫃少了一個切換開關 ． 但這一問題將是A型櫃的致命缺陷 應該說．對於 單母線系統而言．由於只需使用一台消弧櫃．這時選 用 A型櫃是沒有問題的 但對於需要使用多台消弧 櫃的多母線系統來說．選用 A型櫃將嚴重影響電網 的供電可靠性 l：L~n．在母線制為單母線分段的雙電 源 6～35 kV電網中．通常兩段母線並列運行 (即母 聯開關閉合)。如果兩段母線上各安裝一台A型櫃． 當電網發生單相接地故障時．兩台 A型消弧櫃都會 動作，從而把兩段母線的同一相分別接地。然而．當 電網單相接地故障消除後．系統中仍然存在著兩個 分別由兩台消弧櫃造成的接地點．這會使兩台消弧 櫃相互形成閉鎖而無法復歸．必然對電網的供電可 靠性造成嚴重影響 對 B型消弧櫃而言．如果把裝置中的切換開關 合上，則其功能與A型消弧櫃完全相同 如果把切換 開關打開，當控制器檢測到單相接地故障時僅僅會 發出報警信號而不再使高壓真空接觸器動作合閘． 這時 B型消弧櫃不再具備消弧功能．而只相當於一 台智能 Prr櫃 顯然 ．B型消弧櫃可靈活應用於所有 6～35 kV電網中 只要使用得當．就不會象 A型消 弧櫃那樣出現各消弧櫃相互閉鎖而不能復歸的情 況。仍以母線制為單母線分段的雙電源 6～35 kV電 網為例．兩段母線上各安裝一台B型櫃 兩段母線 並列運行時．可把其中一台作為消弧裝置使用(消弧 櫃的切換開關合上)．而把另一台作為智能 PT櫃使 用(消弧櫃的切換開關打開)。當電網發生單相接地 故障時．作為消弧裝置用的 B型櫃動作 ．把一段母 線的故障相接地．而作為智能 櫃用的 B型櫃僅 發報警信號 當電網單相接地故障消除後．系統中 只存在一個接地點．因而消弧櫃能夠實現復歸 如 果母聯開關打開 ．則可把兩台 B型櫃都作為消弧裝 置使用 這時．兩段母線分別代表兩個獨立的系統． 不會出現兩台消弧櫃相互閉鎖的情況 總之．在作6～35 kV電網設計時．如果使用消 弧櫃來抑制弧光過電壓．消弧櫃的正確選型非常重 要 ．不當的選型會嚴重危害電網的安全運行及供電 可靠性 在需要使用多台消弧櫃的多母線系統中． 不能選用 A型櫃 ．而應選用 B型櫃 。

3 消弧櫃的配置

3．1 單母線制主接線 對於主接線為單電源、單母線制的電網，消弧櫃 可參照圖2進行配置。應在變電所母線處安裝一台B 型消弧櫃(B)。如果電網中還存在配電所(虛線框部分)．則應在其中一個配電所的母線處再配置一台 B 型消弧櫃．而其它配電所只需安裝智能 Prr櫃(P)即 可 變電所處的消弧櫃應作為電網的主消弧設備，而 配電所處的消弧櫃則作為備用消弧設備。通常情況 下．只有主消弧設備才用作消弧裝置，而備用消弧設 備僅當作智能 櫃來使用。只有在主消弧設備出現 故障的情況下．才能把備用消弧設備用作消弧裝置。
3．2 單母線分段主接線 對於主接線為雙電源、單母線分段制的電網，消 弧櫃可參照圖3進行配置 應在變電所每一段母線 處各安裝一台B型消弧櫃(B)．兩台消弧櫃互為備 用。如果在電網運行中兩段母線並列運行 (母聯開 關 M閉合)．就把其中一台消弧櫃用作消弧設備，而 另一台消弧櫃則用作智能 櫃 如果兩段母線各自 獨立運行(母聯開關M打開)．則把兩台消弧櫃同時 用作消弧設備 電網中的各配電所無需選用消弧櫃而 只需分別配備一台智能Frr櫃即可(圖中未畫出)。
3．3 消弧櫃的配置原則 在中性點不接地的 6～35 kV電網中．要使用消 弧櫃來抑制弧光過電壓．就必須保證消弧櫃的正確 配置。只有正確地配置了消弧櫃．才能有效地抑制弧 光過電壓，保證電網的安全運行及供電可靠性．同時 又能節省設備投資 在作 6""35 kV電網設計時．消弧櫃的選用不宜 過多，否則不僅增加設備投資．還會給電網運行帶來 不必要的麻煩 通常每個系統可設置兩台B型消弧 櫃，配電所母線可選用智能 櫃。兩台消弧櫃互為 備用。在電網運行中同一時刻只能有一台用作消弧 設備，另一台可用作智能Prr櫃 。

4 智能PT櫃

智能Pr櫃是一種具有微機電壓測量、絕緣監視、消諧及過電壓保護功能的新型電壓互感器櫃，既 可以作為消弧櫃的補充而安裝於配電所母線上，又 可以代替傳統的Prr櫃而單獨使用。 智能 櫃的功能如下：①基本功能：普通Frr 櫃的功能：⑦電壓測量功能：實時監測並顯示三相電 壓和零序電壓：③絕緣監視功能：電網單相接地時自 動報警．自動顯示接地相別，自動記錄接地故障時的 電壓參數供查詢．選配小電流接地選線裝置時，自動 指示接地迴路：④Pr斷線檢測：自動檢測 斷線並 報警，自動指示斷線相別；⑤消諧功能：自動消除由 電壓互感器飽和引起的鐵磁諧振：⑥過電壓保護功 能：不僅防止大氣過電壓，而且限制內部過電壓；⑦ 其它功能：遠程監測與計算機組網功能等。

5 結語

要使消弧櫃正常發揮作用．必須保證消弧櫃的 正確選型、配置及使用：①在消弧櫃設計選型中，應 避免使用A型消弧櫃，而應選用B型消弧櫃；②在 消弧櫃的配置方面．對大多數小電流接地系統而言 都可設置兩台B型消弧櫃．作為消弧櫃的補充，配 電所母線可選用智能 櫃：⑧在消弧櫃的使用當 中．必須保證在同一時刻只能有一台B型消弧櫃用 作消弧設備．而另一台B型消弧櫃則用作智能 櫃．兩台B型消弧櫃互為備用 目前．消弧櫃已開始大量應用於 6～35 kV電 網．用以解決弧光接地過電壓問題。實際運行情況 表明，消弧櫃的正確選型、配置與使用是有效抑制弧 光過電壓的前提。在保證選型、配置與使用正確的情 況下．消弧櫃可效地抑制弧光過電壓。而不當的選 型、配置與使用則會嚴重危害電網的安全運行。影響 到電網供電的可靠性 。

我國電力系統中性點的運行方式主要有：中性點不接地，中性點經消弧線圈接地和中性點直接接地三種，前兩種接地系統稱為「小電流接地系統」。在小電流接地系統中單相接地故障是最常見的，約占配電網故障的80%以上。單相接地時，由於故障電流小，使得故障選線較困難。常規變電所是靠絕緣監視裝置發出信號，告知運行人員。然後由運行人員通過接在電壓互感器二次相電壓中表的量值來判斷故障點。由於絕緣監視裝置只能判斷某一電壓等級系統有接地，而不能指出故障點所在的線路，所以為了找出故障點，必須依次短時斷開各條線路開關，再以自動重合閘恢復供電。這樣，嚴重影響了供電的可靠性。
近年來，隨著綜合自動化設備在供電系統中的應用，對小電流接地選線已經能夠做到：單相接地後可直接判斷故障點所在線路。這樣就為我們迅速查找故障點提供了可靠的保證。正確應用綜合自動化設備中小電流接地選線功能，是一個值得研究和重視的問題。�

1單相接地時中性點不接地系統的特點
中性點不接地系統正常運行時，各相對地電壓是對稱的，中性點對地電壓為零，電網中無零序電壓。
可得出如下結論：
a)中性點不接地系統發生單相接地後，電網中會出現零序電流和零序電壓，零序電壓大小等於電網正常工作時的相電壓。
b)故障線路與非故障線路出現零序電流，故障線路零序電流大小等於所有非接地線路零序電流之和，電容性無功功率的方向為線路流向母線；非故障線路零序電流大小等於本線路對地電容電流，其電容性無功功率的方向為母線流向線路。
c)非故障線路零序電流超前零序電壓90°，故障線路的零序電流滯後零序電壓90°，故障線路的零序電流與非故障線路的零序電流方向相反。
d)接地故障處電流的大小等於所有線路(包括故障線路和非故障線路)的接地電容電流的總和，並超前零序電壓90°。

2小電流接地選線的原理
根據單相接地時中性點不接地系統的特點，目前選線裝置主要基於零序功率方向原理，零序電流的幅值原理等。綜合自動化變電所設備中(以四方公司設備為例)，小電流接地選線功能是由接於母線上的配出線保護(CSL216B )裝置、開口三角電壓監測點和主站共同完成的。當系統發生接地後，零序電壓(3U0)抬高，裝置感受到電壓有突變且幅值超過10 V時，由集中測量(CS12A)裝置檢出向主站報送，再由主站向配出線的保護裝置廣播，並計算當前零序電壓3U0及零序電流向量。再根據接在該母線上所有線路的零序電流的方向判斷接地點所在線路，從而使裝置判斷出故障所在，並分別向就地監控計算機及遠方控制中心報告，通知維護人員及時處理故障點。
目前，反零序電流有兩種方法：一種是在配出線的線路安裝用三相電流互感器構成的零序電流濾序器；另一種是在配出線的線路上安裝專用的零序電流互感器。筆者認為：在裝設有「V」型接線的保護條件下，採用加裝V相電流互感器的方法較為適合(即由三相電流互感器構成零序電流濾序器的方式)，維護試驗方便。最好在同一變電所採用同一種接線方式。如果在同一變電所或者同一條母線上既採用三相電流互感器的接線方式，又採用安裝專用零序電流互感器的方式，那麼一定要使零序電流互感器引出的極性相同，否則接地選線裝置是不可能正確工作的。

3小電流接地選線的應用
當採用在配出線的線路上安裝專用的零序電流互感器方式時，應注意以下幾點：
a)零序電流互感器一般裝在電纜頭下方，零序電流互感器上方的電纜外皮接地線必須穿過零序電流互感器接地。零序電流互感器下方的電纜外皮接地線則不須穿過零序電流互感器，避免形成短路環
b)支撐零序電流互感器的鐵框架不應形成閉合框架。
c)所有配出線的零序電流互感器一、二次極性應核對正確。無論採用何種零序互感器，引出極性一定要統一。
d)零序電流互感器的變比選擇要正確。
應當指出的是，採用綜合自動化二次設備時，變電所的一、二次設備要整體考慮，否則會造成自動化設備不能正常工作。
綜合自動化變電所中，小電流接地選線是一項重要的功能，通過認真分析小電流接地選線裝置的原理，並結合在工程應用上的許多經驗，指出小電流接地選線應用上需注意的相關問題。並著重強調了變電所進行新建或改擴建時，對一、二次設備應進行綜合考慮的問題。只有全面考慮了各種情況，才能使小電流接地選線功能正確發揮作用，達到正確選線的目的。

C. 消弧線圈的作用

消弧線圈接入供電系統產生電感電流，補償變電站發生接地故障產生的電容電流，熄滅電弧，保障供電系統的安全性。

D. 電網中消弧器有什麼作用

消弧是指當母線發生單相金屬接地時消弧裝置動作使金屬接地通過消弧裝置動作的真空接觸器直接接地，有利於母線保護動作、這樣可以避免諧波的產生。
正常運行時，消弧線圈中無電流通過。而當電網受到雷擊或發生單相電弧性接地時，中性點電位將上升到相電壓，這時流經消弧線圈的電感性電流與單相接地的電容性故障電流相互抵消，使故障電流得到補償，補償後的殘余電流變得很小，不足以維持電弧，從而自行熄滅。這樣，就可使接地迅速消除而不致引起過電壓。
消弧線圈主要是由帶氣隙的鐵芯和套在鐵芯上的繞組組成，它們被放在充滿變壓器油的油箱內。繞組的電阻很小，電抗很大。消弧線圈的電感可用改變接入繞組的匝數加以調節。在正常運行狀態下，由於系統中性點的電壓是三相不對稱電壓，數值很小，所以通過消弧線圈的電流也很小，電弧可能自動熄滅。 一般採用過補償方式，就是電感電流略大於電容電流 消弧線圈是一種帶鐵芯的電感線圈。它接於變壓器（或發電機）的中性點與大地之間，構成消弧線圈接地系統。正常運行時，消弧線圈中無電流通過。而當電網受到雷擊或發生單相電弧性接地時，中性點電位將上升到相電壓，這時流經消弧線圈的電感性電流與單相接地的電容性故障電流相互抵消，使故障電流得到補償，補償後的殘余電流變得很小，不足以維持電弧，從而自行熄滅。這樣，就可使接地迅速消除而不致引起過電壓。

E. 電弧光保護裝置的作用

什麼是電弧來光保護裝置

在我國，源中、低壓母線短路故障中，重點設備和人員傷害主要由電弧光引起，然而，我國的大多數中低壓母線沒有設置快速母線保護，而只是採用了簡單的消弧裝置和變壓器後備保護。這些保護智能化較低，動作速度慢，往往會延長故障切除時間，從而進一步擴大設備損壞程度，甚至會引起「火燒連營」的惡性事故，沖擊變壓器一次運行，影響整個電網的安全運行。而電弧光保護裝置，吸收國外電弧光保護的特點具有廣泛實用性、高可靠性的新型電弧光保護系統。採用弧光檢測和過電流檢測雙判據原理，具有保護動作速度快、可靠性高等特點。

電弧光保護裝置的主要作用

1、減少或降低電弧光對於人體的傷害。

2、減少或降低電弧光短路故障對於設備的損害。

3、避免變壓器因近距離母線故障造成動穩定破壞，延長變壓器的使用壽命。

4、縮短電弧光故障切除時間，避免波及站內直流系統造成重大損失。

5、減少因電弧光故障造成設備停運的時間，更快地恢復供電。

主要應用於以下場合

1、電力變電站。

2、火電廠電氣段開關櫃母線室及饋線櫃。

3、風電場升壓站集電線路開關櫃。

4、箱式變電站。

5、鋁鎂行業大型直流整流櫃。

F. 消弧變壓器功能是什麼

消弧變壓器是用於小電流接地系統的一種補償裝置。
當系統發生單相接地故障時，運敬消弧線圈產生感性茄掘電流補償接地電容電流，使通過接地點的電流低於產生間歇旁納慎電弧或維持穩定的電弧所需要的電流值，起到消除接地點電弧的作用。

G. 消弧線圈的作用是什麼

作用：當電網發生單相接地故障，消弧線圈提供電感電流補償使故障點電流降至10A以下，有利於防止弧光過零後重燃，達到滅弧目的；降低高幅值過電壓出現幾率，防止事故進一步擴大；消弧線圈正確調諧時，可有效減少弧光接地過電壓機率，最大限度減小故障點熱破壞作用及接地網電壓。

消弧線圈結構的特點是電控無級連續可調消弧線圈，全靜態結構，內部無任何運動部件，無觸點，調節范圍大，可靠性高，調節速度快。利用施加直流勵磁電流，改變鐵芯的磁阻，從而改變消弧線圈電抗值的目的，它可以帶高壓以毫秒級的速度調節電感值。

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消弧線圈的分類：

1、調氣隙式

調氣隙式屬於隨動式補償系統。其消弧線圈屬於動芯式結構，通過移動鐵芯改變磁路磁阻達到連續調節電感的目的。然而其調整隻能在低電壓或無電壓情況下進行，其電感調整范圍上下限之比為2.5倍。控制系統電網正常運行情況下將消弧線圈調整至全補償附近。

2、調匝式

同調氣隙式的唯一區別是動芯式消弧線圈用有載調匝式消弧線圈取代，這種消弧線圈是用原先的人工調匝消弧線圈改造而成，即採用有載調節開關改變工作繞組的匝數，達到調節電感的目的。其工作方式同調氣隙式完全相同，也是採用串聯電阻限制諧振過電壓。

3、調容式

主要是在消弧線圈的二次側並聯若干組用可控硅（或真空開關）通斷的電容器，用來調節二次側電容的容抗值。根據阻抗折算原理，調節二次側容抗值，即可以達到改變一次側電感電流的要求。

H. 消弧消諧歸什麼作用

1）當3~35KV不接地系來統安裝該裝置後；源各類相對地相於相的過電壓均被限制在較低的電壓水平上。原來因此引發的絕緣損壞事故將減少很多。
（2） 原來作用時間長，對系統設備安全威脅最大的弧光接地過電壓，其作用在母線上的
電壓值將被限制。同時隨著故障相母線的直接接地而消失
（3）原來可能引起的鐵磁諧振過電壓，由於母線過電壓被限制在較低的水平上，而不再發生。
（4）消弧線圈可以不必裝設，而限制過電壓的功能比裝設消弧線圈更好更完美。
（5）其限制過電壓的機理與電網對地電容的大小無關，因而其保護性能不隨電網遠行方式的該變而變化，電網大小均可使用，電網擴大亦不受影響。
（6）裝置設備簡單、體積小，安裝調試方便。既適合變電所、也可用於發電廠的高壓系統。新站的建設、老站的改造均適用，亦無需測量計算系統的電容電流。

I. 10KV開關櫃為什麼要加消弧消諧裝置

隨著現在電網的發展，架空線路逐步被固體絕緣的電纜線路所取代是一種必然趨勢。由於固體絕緣擊穿的積累效應，其內部過電壓，特別是電網發生單相間歇性弧光接地時產生的弧光接地過電壓及由此激發的鐵磁諧振過電壓，己成為這類電網安全運行的一大威脅，其中以單相弧光接地過電壓最為嚴重。弧光接地過電壓會使電壓互感器發生飽和，激發鐵磁諧振，導致電壓互感器嚴重過載，造成熔斷器熔斷或互感器燒毀。同時由於弧光接地過電壓持續時間長，能量極易超過避雷器的承受能力，導致避雷器爆炸。再就是弧光接地產生的高幅值的過電壓加劇了電纜等固體絕緣的積累性破壞甚至擊穿放炮。
1.可在2個周波內熄滅弧光,有效地消除弧光接地過電壓，從而可避免弧光接地引起的各種絕緣事故。
2.由於各類相對地及相對相之間的操作過電壓均被限制到較低的水平，這就大大降低了激發鐵磁諧振的可能性。
3微機消弧消諧裝置與選線裝置配合,選線效果理想。
4.由微機消弧消諧裝置的工作原理可知，其限制過電壓的機理與電網對地電容電流大小無關，因而其保護性能不隨電網運行方式的變化而改。
5.微機消弧消諧裝置可取代單獨的PT櫃。
6.微機消弧消諧裝置單獨裝櫃，結構簡單，安裝方便，佔地面積小，既適用於新建變電站，也適用於老站的改造。