摘  要：分析了影響配電網安全的主要因素，就配電網的安全可靠性提出了相應措施。

關鍵詞：配電網；消弧線圈；電流；電壓

    一般來講，配電網的絕緣水平相對來講其絕緣強度比較大，是可以承受內過電壓的侵襲，不致發生事故。宜賓電網30多年來曾發生過幾次內過電壓事故，有35 kV母線對鄰近物體放電，有10 kV開關相間放電，由于該局配電網不斷發生多種內過電壓事故，造成經濟損失還是比較驚人的，遺憾的是由于現場條件所限未能查清究竟有多高的過電壓，是哪一種性質的過電壓。因此從目前配電網不斷發生內過電壓事故情況看，應當研究該問題并采取必要的防內過電壓的保護措施。

1影響配電網安全的主要因素

    在配電網中影響其安全的主要因素有如下幾個方面。

        1) 由于歷史原因，許多地區配電網網架結構薄弱，技術裝備落后，事故跳閘一直比較多。雖然經過目前正在進行的城網改造工作，情況有所好轉，但由于歷史上欠債太多，資金不足等原因，要在短時間內更改目前的狀況是不現實的。只有在現有配電網的基礎上，一方面加快進行城網改造工作，另一方面采取一些切實可行的技術措施以降低跳閘率，防止過電壓事故的擴大，從而提高配電網的運行安全性。

         2) 隨著城市電網建設規模的擴大，電力電纜增多、加長，而且近幾年交聯電纜的采用增多，以到電網對地電容電流大幅度上升；從城市電網的改造中將一部分架空線改為電纜，也加大了電容電流的數值。不少10 kV配電網電容電流已達到30～

        3) 配電網中當對地電容電流超過規定時，在主網部分變電站內裝設老式的手動調匝式消弧線圈。這種消弧線圈系統由于結構上的限制，只允許在過補償狀態下運行，欠補償只能短時間運行，為防止出現中性點諧振過電壓，其脫諧度整定比較大(達到10%)。這種系統如果遇到斷線很可能造成斷線諧振過電壓，對配電網的安全運行影響較大。

        4) 配電網大多是由110 kV降壓到10～35 kV，由于110 kV電網為限制單相接地短路電流的需要，對部分終端站的110 kV中性點不接地，這樣當110 kV電網出現非全相運行時，有可能在中性點上產生位移電壓。通過變壓器的耦合電容，傳遞到中低壓側，造成中低壓側避雷器爆炸和套管閃絡擊穿事故。

2提高配電網安全可靠性的措施

    根據上述影響配電網安全的主要因素，為提高配電網的安全可靠性，可采取如下技術措施。

2.1熄弧方式

    在中性點不接地的電網中，由于對地電容電流的增大，單相接地后電容電流超過以上電弧就不可能自行熄滅。如果把電弧消滅了，問題就得到了解決。當然消弧要靠消弧線圈，利用電感電流與電容電流在相位上相差180°的關系進行補償。但是老式消弧線圈經過幾十年的運行實踐，有許多不足的地方影響了它功能的發揮，主要原因是：

        1) 老式消弧線圈是手動調分接頭式的。電網對地電容經人工計算后需要調整時，一般將消弧線圈從電網上停下來，手動進行調整。當然在運行中脫諧度是無法控制的，不能隨著電網對地電容電流的變化及時調整到最佳工作位置，這樣就影響了它的功能發揮，也不適應電網自動化的需要。

        2) 規程規定，老式消弧線圈只能在過補償方式下運行，而且脫諧度整定在10%，主要是防止中性點出現諧振過電壓。在實際整定中，為安全起見，脫諧度一般整定在20%～30%。

        3) 老式消弧線圈的調流范圍比較小，不適合工程初期和終期的需要，若其容量按工程終期選，但在工程初期消弧線圈又投不上；如果按初期選擇在工程終期消弧線圈又不適應了。為了使消弧線圈能在電網上充分發揮作用，必須對老式的消弧線圈接地補償系統進行結構上的改造。其方法如下。

        (1) 用單相有載開關代替原來的手動開關，這樣為實現遠方控制和自動調諧打下基礎，有載開關使用在消弧線圈上，在預調式的工況下(即在正常不接地的情況下進行調整)工作是很輕松的，幾乎處在空載狀態下切換，壽命非常長。

        (2) 為使消弧線圈在單相接地時，在限制弧光過電壓方面充分發揮作用必須有效地限制諧振(即I_L＝I_C)中性點的過壓數值。如果當系統的電容電流與消弧線圈工作電流相等時，中性點位移電壓將被限制到允許值以下，這樣就可以實現全補償運行方式，這是殘流為最小的最佳工作方式，接地時殘流很小，就不會引起電弧弧光過電壓。為此可在消弧線圈的高壓回路中，用串入高壓大功率阻尼電阻的方法來實現，即采取增大阻尼率的措施來達到，由下式可知：

式中：U₀——中性點的位移電壓(伏)；

            U_bd——配電網的不對稱電壓(伏)；

            V——消弧線圈的脫諧度U＝［(I_C－I_L)／I_C］×100%。

    中性點位移電壓U₀與電網不對稱電壓U_bd、消弧線圈的脫諧度V及電網的阻尼率d有關。當電網形成后其不對稱電壓基本不變是個固定值，消弧線圈的脫諧度V為保證在單相接地時有效抑制弧光過電壓的產生要求在±5%以內。顯然只有改變阻尼率才能改變中性點位移電壓U_bd。因此在消弧線圈回路中串入了阻尼電阻時，增大了d，使中性點位移電壓U₀下降。串入電阻的大小與配電網的阻尼率有關，經在電網上實際使用情況看，10 kV配電網采用10 Ω左右的阻尼電阻即可將中性點的位移電壓降低到相電壓的10%以下(中性點位移電壓允許在15%相電壓下長期運行)，對35 kV電網阻尼在電阻選40～80 Ω即可滿足要求。

        (3) 為使消弧線圈接地補償系統能實時跟蹤電網參數的變化，自動及時調整其分接頭位置，始終保證殘流在最小的最佳工作點，必須解決自動跟蹤和自動調諧的問題。這個問題利用微型計算機技術完全可以做到，關鍵是如何把電網的電容電流測量準確。可采用測量相位和測量位移電壓的方法予以實現。通過測量位移電壓以及它和中性點電位之間的相位，再經過計算、判斷，在需要調整時適時發出指令自動進行調整，同時自動顯示有關參數，如電容電流、電感電流、殘流、位移電壓等，并進行報警、自動打印和信號遠送等，以滿足無人值守站的需要。

2.2限制內過電壓

    實踐證明配電網確實存在多種內過電壓(鐵磁諧振、弧光、斷線、傳遞和操作等過電壓)的事故，應當采取安全措施加以限制才能保證配電網的安全運行。可在以下幾個方面進行工作。

        1) 鐵磁諧振過電壓在中國已是老問題了，在這方面采取了多種消諧措施，取得了一些效果，但并不是特別理想。如在PT開口三角中接消諧器的方法，在有的地方起作用，而在有的地方不起作用，裝了消諧器還是產生了諧振過電壓。這是由于鐵磁諧振過電壓本身是一個非線性的過程，而且不同的參數產生不同次的諧振過電壓。而且在一個配電網上有多臺PT，而只在某一PT的開口三角上裝消諧器是很難奏效的。必須要使配電網參數發生較大的變化才能將諧振過電壓抑制住。經過多年的試驗和實踐，如果在配電網中性點上接入消弧線圈破壞它的諧振條件，能比較有效地抑制諧振過電壓的發生。

        2) 10 kV配電網系統中弧光過電壓現象也是比較普遍的，其特點是一處故障會引起多處絕緣擊穿，造成很大的經濟損失。利用改進型的消弧線圈補償系統，使脫諧度整定在±5%以內，用殘流降得很小以使電弧引燃不起的辦法來抑制弧光過電壓的發生，其效果也是很明顯的。

    3)配電網系統中除了鐵磁諧振和弧光過電壓外，還有如斷線諧振過電網和傳遞過 電壓等， 也需要有效的抑制才能保證整個系統的安全，可采用中性點加裝高壓非線性電阻的辦法。配 電網中性點通過消弧線圈與高壓非線性電阻并聯接地的方式可使不接地電網單相接地后不立 即跳閘，而在中性點發生過電壓時又因為是低電阻接地方式可以限制過電壓。

        4) 對有高壓電動機的配電網，由于國產無間隙氧化鋅避雷器的參數選擇上存在問題，所以 保護電動機對地絕緣比較勉強，對保相間絕緣根本不起作用，為防止操作過電壓對高壓電機 的危害，大電機旁增設特制的帶間隙的四端星型過電壓保護器，加強對操作過電壓的抑制。

3結論

    經過多年來在配電網上所進行的工作和探索，初步摸索到了比較經濟而又有效的提高 配電網運行可靠性的技術措施，即在配電網的中性點裝設由改進型的消弧線圈及高壓非線性 電阻組成的消弧限壓裝置，同時在適當的位置加設防止操作過電壓的專用保護器，就能有效 地解決配電網的兩大問題即消弧與限制內過電壓。