河南南阳油田电网35kV系统消弧线圈安全可靠运行

周卫星，李晓峰，周华军

河南油田水电厂，河南南阳 473000

0 引言

河南南阳油田电网地域横跨南阳、唐河、新野、桐柏四地，呈现“点多、线长、面广”的特点。随着油田改、扩建工程的施工，自动化站的不断增加，新设备、新技术、新工艺不断更新，油田电网日益复杂，电力调度运行工作量不断增加，运行情况瞬息万变、突发事件难以预料，安全形势一直比较严峻。确保安全生产和安全操作，从而确保南阳油田电网安全、稳定、经济运行一直是电网调度的首要任务。南阳油田电网系统主要有110kV、35 kV、10 kV、6 kV等电压等级。其中除110 kV以外，其它电压等级均为中性点不接地系统。

在中性点不接地系统中，变压器的中性点常通过消弧线圈接地。它的作用是：当电网发生单相接地时，往往产生电弧，并不易熄灭；而消弧线圈电感电流与接地电容电流方向正好相反；若选取适当的消弧线圈调谐度，就能使接地电容电流被电感电流有效补偿。通过故障点的接地电流减少，因此故障相接地电弧两端的恢复电压迅速降低，这样就可以熄灭电弧，并能降低过电压幅值，减少产生弧光接地过电压的机率。对于油田电网的安全、可靠、经济运行，消弧线圈的运行状况有着重要意义。

1 现状及运行状况

南阳油田电网现在拥有110kV变电站三座，主变安装容量为239 000kVA，110kV输电线路6条计238km；35kV变电站6座，主变容量为72 600kVA，35kV输电线路16条共计209km；配电线路74条计725km，配电变压器1990台。供电线路覆盖整个油区。油田电网系统总供电能力21.4万kVA，最高供电负荷12万kW。为南阳油田的生产、生活用电提供了安全、可靠的保障。

现在的南阳油田东部电网进行了改造，使用了原先未使用的新设备、新材料，安全性、可靠性、经济性都大大地增强，但这些新设备的使用也会带来一些新的问题。

有的不足甚至对电网安全运行具有较大的影响，这必然会影响到我油田电网的调度安全、可靠、经济运行的实现，因此我们有必要对其进行评估，以利于掌握现状，发现不足，便于不断地采取改进措施，以实现电网安全调度。从南阳油田电网2012年1月份～5月份运行情况来看，多次发生避雷器有关的线路跳闸。

表1 2012年1月～5月份油田电网避雷器故障情况表

35kV系统跳闸次数较多，主因还是避雷器抗不过过电压，应通过上35kV消弧系统，消除弧光过电压。

避雷器通常接在导线和地之间，与被保护设备并联。当被保护设备在正常工作电压下运行时，避雷器不动作，即对地视为断路。一旦出现过电压，且危及被保护设备绝缘时，避雷器立即动作，将高电压冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，保护电气设备绝缘。

当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使系统能够正常供电。避雷器通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行削幅，降低被保护设备所受过电压值。避雷器既可用来防护大气过电压，也可用来防护操作过电压。避雷器的作用是限制过电压以保护电气设备。

电网正常运行时中性点电位为0，没有电流经过消弧线圈，当某相如A相发生单相接地，则作用在消弧线圈两端的电压为相电压，此时就有电感电流I 通过消弧线圈和接地点，I 滞后电压90度，与接地点电容电流I 方向相反，互相补偿抵消。

接地点电流是I 和I 的相量和，因此，如果适当选择消弧线圈电感，可使接地点的电流变得很小，甚至等于零，这样，接地点电弧就会很快熄灭。一个具有铁芯（带有间隙）的可调电感线圈。接于变压器中性点与大地之间。

其主要作用是当系统发生单相接地时，产生一个与接地（电容）电流方向相反的电感电流，将接地电流补偿成较小的数值或接近于零，以防止电弧重燃，从而有效地降低过电压值。

表2为南阳油田电网三座110kV变电站消弧线圈型号参数情况。在电网实际运行中，应根据运行情况，做好消弧线圈档位的调整及补偿度、脱谐度的选择。

表2 110kV变电站消弧线圈型号参数表

2 消弧线圈运行中应注意的问题

依据实际运行情况，根据《油田电网调度管理规程》的规定，针对消弧线圈的运行，应该重点注意以下问题。

1）消弧线圈的调整应以过补偿方式为基础，但由于消弧线圈的限制或在特殊方式下，允许采用欠补偿允许（应经事先核算）。严禁在谐振点附近运行；

2）在电网运行方式变化时，应及时调整消弧线圈档位，不同运行方式下消弧线圈档位的选择，应同时满足以下3个条件：（1）中性点位移电压不得大于15%额定相电压；

（2）脱谐度一般不大于10% ；

（3）补偿后的故障残流无功分量不大于5A～10A。

消弧线圈电感电流与电容电流之差称为残流，其除以电容电流为补偿度。补偿度越高，电网位移电压越低，但故障点的残流也会越大，电弧不易熄灭，就不能充分发挥消弧线圈的作用。为此可以选用自动调谐的消弧线圈，并采用经电阻接地的接地方式，使补偿度得到合理调整；

3）非自动调谐消弧线圈投入运行后，凡新增线路投运时，必须先测量电容电流及不平衡电压，必要时进行换位调整，否则消弧线圈应退出；

4）为了提高消弧线圈的调档的准确性，应在冬夏两季各测一次补偿电网参数，为在不同季节消弧线圈的调整提供可靠依据。

3 消弧线圈运行优化

针对油田电网消弧线圈运行的现状，可以在以下方面采取措施，以达到优化运行方案，提高电网运行可靠性的目的。

1）对在用的消弧线圈加强运行管理，及时安排测试和掌握中性点位移电压、消弧线圈的补偿度和补偿效果。及时安排测定系统电容电流，为消弧线圈的科学运行提供依据。合理调整补偿度；

2）根据电网对地电容电流、电压等级、残流大小、补偿精度等要求，及时调整消弧线圈档位，保持电网运行在最佳的脱谐度；

3）掌握和降低电网不对称度。不对称度是中性点的位移电压与额定电压的比值，正常运行时，不对称度不应超过15%。

4 结论

通过全面的评价诊断，发现薄弱环节和事故隐患，起到预知事故的作用，使各级人员对电网运行现状做到心中有数，为生产决策提供了依据。

通过评价和认真整改，也有利于推动各项规章制度和措施的落实，有利于电网安全、可靠、经济运行水平。

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