风电场偏磁式消弧线圈应用研究

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1、风电场偏磁式消弧线圈应用研究摘要：电力系统运行经验表明，单相接地故障绝大多数都是瞬间性的，特别是架空线路。本文说明了偏磁式消弧线圈的工作原理及技术参数，并结合风电场的实际情况，对安装偏磁式消弧线圈前后运行状况进行对比分析，表明偏磁式消弧线圈可以进一步提高供电的可靠性。Abstract：Powersystemoperationexperienceshowsthatsingle-phasegroundingfauItinthevastmajorityaretransient,especiallytheoverheadline・Thispaperi

2、llustratedtheworkingprincipleandtechnicalparametersofthearc-suppressioncoilwithmagneticbias,combinedwithactualcircumstanceofawindfarm,madethecontrastanalysisontherunningstatusofinstallationofarc-suppressioncoilwithmagneticbiasbeforeandafter,whichshowsthatthearc-suppressionc

3、oilwithmagneticbiascanfurtherimprovethereliabilityofpowersupply.关键词：偏磁式；消弧线圈；风电场；可靠性Keywords：magneticbias；arc-suppressioncoil；windfarm；reliability中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号:1006-4311(2013)03-0045-020引言电网及厂矿企业的中压系统，大部分为中性点不（非）直接接地（即小电流接地）系统。这种系统在发生单相接地时，电网仍可带故障运行一定时间，这就大大降低了运行成本

4、，提高了供电系统的可靠性，但当发生单相接地故障时，接地电容电流很大，如果接地电弧发展为间歇性的熄灭与重燃，往往会引起弧光接地过电压，危及电气设备的绝缘，给供用电设备造成了极大的危害。如果接地电弧不能可靠熄灭，弧光接地过电压可能会引发其他非故障相的绝缘破坏，就会迅速发展为相间短路，引起线路跳闸，供电中断。防止这种危害的方法之一就是在中性点和地之间串接一个电抗器，这个电抗器也就是通常所说的消弧线圈。它能有效的减少接地点电流，从而达到自动熄灭电弧的目的。偏磁式消弧线圈自动跟踪补偿系统，可准确地实时测量电网对地电容电流，并对电网接地电容电流实施快速自

5、动补偿，并可有效地抑制弧光接地过电压危害。1偏磁式消弧线圈的工作原理1.1普通消弧线圈工作原理普通消弧线圈接地系统等效电路如图1所示，中性点N接入消弧线圈，系统正常时，有电压，当系统发生A相接地故障时，中性点产生对地电位,此电压施加在消弧线圈两端，此时IL通过消弧线圈和接地点，接地点通过电流IDC超前中性点电压90°,IL与IDC相位相反（相差180°），如果适当选择消弧线圈L值的大小,可使通过故障点电流为0,即接地电容电流IDC全部被消弧线圈电感电流IL所补偿，从而达到使电弧熄灭的目的。其中性点对地电位为零，没有电流通过消弧线1.2偏磁式消

6、弧线圈工作原理偏磁式消弧线圈自动跟踪补偿控制系统采用交流线圈内布置一个磁化铁芯段，通过施加直流励磁电流改变铁心的磁导，从而实现电感的连续可调。当电网发生单相接地时，该系统能瞬间调整电感，补偿接地电容电流。该系统电控无级连续、静态可调，具备优良的技术性能。图2所示为偏磁式消弧线圈原理框图，其基本原理是利用施加直流励磁电流，改变铁芯的磁阻，从而达到改变消弧线圈电抗值的目的，它可以带高压，迅速调节电感值。在电网正常运行时，不施加励磁电流，将消弧线圈调整到远离谐振点的状态，避免串联谐振过电压的产生，而无须阻尼电阻,同时实时检测电容电流的大小，当电网发

7、生单相接地故障后，瞬间调节消弧线圈，实施最佳补偿。2偏磁式消弧线圈的组成及技术参数2.1偏磁式消弧线圈的组成偏磁式消弧线圈自动跟踪补偿控制系统由三部分组成：接地变压器、偏磁式消弧线圈、微机控制柜。其中，接地变压器和消弧线圈可以为干式也可以为油浸式（在有中性点的电网中，不需要接地变压器），微机控制柜为标准屏体，屏体上装有自动跟踪补偿控制器、仪表盘、整流设备等。2.235kV偏磁式消弧线圈补偿电流（表1）3风电场偏磁式消弧线圈的实际应用3.1风场中性点系统（偏磁式消弧线圈）电气接线图、电气主接线图（图3、图4）3.2风电场现场情况简介风电场220

8、RV升压站采用风机机组变压器单元接线方式，每台风力发电机经一台升压变（2.35MVA）,将机端电压由0.66kV升至35kV,之后经6回35kV集电线路送至汇集站3