消弧线圈的工作原理
(一)消弧线圈的工作原理
1.消弧线圈的结构
消弧线圈是一个具有铁心的电感线圈,线圈的电阻很小,电抗很大。线圈具有抽头,电抗值可用改变线圈的匝数来调节,铁心具有较大的空气歇,它使电抗值稳定,从而使电压与电流成正比。
2.消弧线圈的工作原理
正常运行时,中性点对地电压为零,消弧线圈中没有电流流过。
图(a)中性点经消弧线圈接地的电路图
如上图(a)所示,单相(如w 相)接地故障时,接地点对地电压为零,
中性点对地电压上升为相电压,非故障相对地电压上升为线电压,网络的线电压不变。这与中性点不接地系统相似,此时,消弧线圈处于中性点电压的作用下,有电感电流IL 通过,此电流通过接地点形成回路.加上单相接地时的接地电容电流IC ,两电流方向相反,见相量图(b)。在接地处和 相互抵消,称电感电流对接地电流的补偿,如果适当选取消弧线圈的匝数,可使接地处的电流变得很小或等于零。从而消除了接地处的电弧,消弧线圈因此而得名。
IL
Ic
图(b )中性点经消弧线圈接地的相量图
(二)消弧线圈的补偿方式
1.完全补偿
完全补偿是使电感电流等于电容电流,即IL=IC,接地处电流为零。从消弧的角度看,完全补偿十分理想,从产生过电压的角度看,却存在严重的问题。因为,正常运行时,在某些条件下,中性点与地之间会出现一定的电压,此电压作用在消弧线圈通过大地与三相对地电容构成的串联电路中,因此时XL=XC。满足谐振条件。产生过电压,危及绝缘。
2.欠补偿欠
补偿是使电感电流小于电容电流,即IL
在这种补偿方式下,若因停电检修部分线路,或因系统频率降低等原因使接地
电流减少,有可能出现完全补偿。因此,一般变压器中 性点不用欠补偿,大容量发电机有时采用欠补偿。
3.过补偿
过补偿是使感电流大于电容电流,即IL>IC,单相接地处有感性电流流过。
过补偿既能消除接地处的电弧,又不会产生谐振过电压,这是因为若因停电检
修部分线路或系统频率降低,使接地电流IC=3ωCUX 减少,IL>>IC,远离产生谐振的条件。即使将来电网发展使电容电
流增加,由于消弧线圈有一定的裕度,也有IL>IC,不会产生谐振,可以继续使用一段时间,故过补偿在电网中广泛使 用。过补偿既能消除接地处的电弧,又不会产生谐振过电压,这是因为若因停电检修部分线路或系统频率降低,使接地电流IC=3ωCUX 减少,IL>>IC,远离产生谐振的条件。即使将来电网发展使电容电流增加,由于消弧线圈有一定的裕 度,也有IL>IC,不会产生谐振,可以继续使用一段时间,故过补偿在电网中广泛使用。应当注意:过补偿电流不能超过10A ,否则接地处电弧不能自动熄灭。消弧线圈补偿容量计算公式:Q=KICUN/
式中 Q----消弧线圈补偿容量,KVA ;
K----系数,过补偿取1.35;
IC---接地电容电流,A ;
UN---额定电压,KV 。
如线路三相的对地电容不完全相等,
断路器接通时三相触头不同时闭合,使
中性点与大地之间出现一定的电压。
(三)中性点经消弧线圈接地系统的适用范围
适用范围:
用在不适合采用中性点不接地的3~60KV 系统中。
特 点:
1.供电可靠性高(与中性点不接地系统相同)。
2.绝缘方面的投资较大(与中性点不接地系统相同)。
3.接地处的接地电流较小,能迅速熄灭电弧(与中性点不接地系统
不相同)。