Дугогасительная катушка
Функция дугогасительной катушки заключается в гашении дуги, которая представляет собой индуктивную катушку с железным сердечником. Она подключается между нейтральной точкой трансформатора (или генератора) и землей, образуя систему заземления дугогасительной катушки. Линии электропередачи энергосистемы заземляются через дугогасительные катушки, которые являются типом слаботочной системы заземления. Во время нормальной работы ток через дугогасительную катушку не проходит. Когда в электросеть ударяет молния или происходит однофазное дуговое заземление, потенциал нейтральной точки повышается до фазного напряжения. В это время индуктивный ток, протекающий через дугогасительную катушку, и емкостный ток замыкания однофазного заземления компенсируют друг друга, компенсируя ток замыкания. Остаточный ток после компенсации становится очень малым и недостаточным для поддержания дуги, таким образом, гася ее самостоятельно. Таким образом, замыкание на землю может быть быстро устранено, не вызывая перенапряжения.
При возникновении короткого замыкания ток компенсирующего конденсатора обходит индуктивную катушку, создаваемую дугой, что представляет собой своего рода слаботочную систему заземления.
Принцип работы:
Функция дугогасящей катушки заключается в компенсации емкостного тока, протекающего через точку замыкания, когда в электросети происходит однофазное замыкание на землю. Дугогасящая катушка обеспечивает индуктивный ток для снижения тока в точке замыкания до значения ниже 10 А, что полезно для предотвращения повторного зажигания дуги после перехода через ноль, достижения цели подавления дуги, снижения вероятности перенапряжения высокой амплитуды и предотвращения дальнейшего распространения аварии. Когда дугогасящая катушка правильно настроена, она может не только эффективно снизить вероятность перенапряжения заземления дуги, но и эффективно подавить амплитуду перенапряжения, одновременно сводя к минимуму тепловое повреждение в точке замыкания и напряжение заземляющей сети.
С точки зрения использования дугогасящей катушки, чем меньше абсолютное значение степени расстройки, тем лучше, и лучше всего находиться в полностью компенсированном состоянии, то есть настроенном на точку резонанса. Однако во время нормальной работы электросети дугогасящие катушки с небольшой расстройкой будут генерировать различные резонансные перенапряжения. Например, в электросети угольной шахты 6 кВ, когда дугогасящая катушка находится в полностью компенсированном состоянии, напряжение смещения нейтральной точки сети при нормальной установившейся работе в 10-25 раз больше, чем в некомпенсированной сети, что обычно называют последовательным резонансным перенапряжением. Кроме того, различные операции электросети (такие как ввод больших двигателей, асинхронное замыкание выключателей и т. д.) могут генерировать опасные перенапряжения. Поэтому во время нормальной работы электросети или других неисправностей, отличных от однофазных замыканий на землю, дугогасящая катушка с небольшой расстройкой приносит не факторы безопасности, а опасности для электросети. Подводя итог, можно сказать, что при отсутствии однофазного замыкания на землю в электросети желательно, чтобы дугогасительная катушка работала вдали от точки резонанса. Дугогасительная катушка, работающая в полном состоянии, обычно включает в себя демпфирующие резисторы для подавления резонансного перенапряжения, и реальный опыт эксплуатации показал хорошие результаты.
Конструктивные особенности:
Характеристики структуры дугогасящей катушки с магнитным смещением: электрически управляемая непрерывно регулируемая дугогасительная катушка, полностью статическая структура, нет движущихся частей внутри, нет контактов, большой диапазон регулировки, высокая надежность и быстрая скорость регулировки. Основной рабочий принцип этой катушки заключается в применении постоянного тока возбуждения для изменения магнитного сопротивления железного сердечника, тем самым изменяя значение реактивного сопротивления дугогасительной катушки. Она может регулировать значение индуктивности со скоростью миллисекунд с высоким напряжением.
Метод контроля:
Использование динамической компенсации принципиально решает противоречие между последовательным резонансным перенапряжением системы компенсации и оптимальной компенсацией. Как известно, дугогасительные катушки не имеют преимуществ при нормальной работе высоковольтных электросетей. Если в это время настроить их на полную компенсацию или почти на полную компенсацию, может возникнуть последовательное резонансное перенапряжение, что приведет к повышению напряжения нейтральной точки. Различные нормальные операции в электросети и различные неисправности вне однофазного заземления также могут вызывать опасное перенапряжение. Таким образом, при нормальной работе электросети регулировка дугогасительной катушки для отслеживания изменений емкостного тока сети вредна или опасна. Вот почему департамент энергетики устанавливает, что «фиксированные дугогасительные катушки не могут работать в состоянии полной компенсации или почти полной компенсации». Подобные автоматические компенсационные устройства в Китае являются все последующими системами, которые настраивают дугогасительную катушку на полностью компенсированное состояние до того, как в электросети произойдет замыкание на землю, ожидая возникновения замыкания на землю. Это делается для того, чтобы избежать чрезмерного последовательного резонансного перенапряжения путем подключения демпфирующего резистора последовательно с дугогасящей катушкой, что ограничивает установившееся резонансное перенапряжение до приемлемого диапазона и не может решить проблему переходного резонансного перенапряжения. Кроме того, из-за ограничения мощности резистора его необходимо быстро отключить после возникновения замыкания на землю, что, несомненно, добавляет фактор небезопасности в электросеть. Смещенная магнитная дугогасящая катушка не использует метод ограничения последовательного резонансного перенапряжения, а использует метод динамической компенсации, который избегает точки резонанса, что принципиально предотвращает возникновение последовательного резонанса. То есть, во время нормальной работы электросети ток возбуждения не применяется, а дугогасящая катушка настраивается на состояние, далекое от точки резонанса, но размер емкостного тока электросети определяется в реальном времени. Когда в электросети происходит однофазное заземление, дугогасящая катушка мгновенно настраивается (около 20 мс) для реализации оптимальной компенсации.
Преимущества:
Однофазное заземление нейтрали через дугогасящий реактор в электросети имеет следующие характеристики:
(1) Как и в случае с нейтральной незаземленной электросетью, относительное напряжение заземления при замыкании равно нулю, а относительное напряжение заземления без замыкания повышается до линейного напряжения, что приводит к напряжению нулевой последовательности, которое больше или равно фазному напряжению при нормальной работе электросети, а также току нулевой последовательности.
(2) Напряжение на обоих концах дугогасящей катушки является напряжением нулевой последовательности, а ток дугогасящей катушки проходит через точку замыкания на землю и фазу замыкания линии замыкания, но не через линию, не находящуюся под замыканием.
(3) Если система использует метод полной компенсации, то ток нулевой последовательности как неисправной, так и неповрежденной линии является их собственным емкостным током на землю, а направление емкостного тока — от шины к линии. Поэтому невозможно использовать величину и направление установившегося тока для определения неисправности.
(4) Когда система принимает метод сверхкомпенсации, ток нулевой последовательности, протекающий через линию повреждения, равен сумме тока емкости заземления и остаточного тока в точке заземления линии. Его направление такое же, как у тока нулевой последовательности неповрежденной линии, по-прежнему направленного от шины к линии и с той же фазой. Поэтому также невозможно использовать разницу в направлении, чтобы различить линию повреждения и неповрежденную линию. Во-вторых, из-за малой степени сверхкомпенсации также трудно использовать разницу в величине тока нулевой последовательности для определения неисправных линий, как в системе с нейтральной незаземленной нейтралью.
Классификация дугогасящих катушек:
Тип регулировки воздушного зазора относится к системе компенсации слежения. Дугогасительная катушка относится к конструкции с подвижным сердечником, которая обеспечивает непрерывную регулировку индуктивности путем изменения магнитного сопротивления магнитной цепи путем перемещения железного сердечника. Однако ее регулировка может осуществляться только в условиях низкого напряжения или отсутствия напряжения, а соотношение верхнего и нижнего пределов ее диапазона регулировки индуктивности составляет 2,5 раза. При нормальной работе электросети системы управления отрегулируйте дугогасительную катушку до почти полной компенсации и подключите резистор сопротивлением около 100 Ом последовательно с дугогасительной катушкой. Используется для ограничения последовательного резонансного перенапряжения и поддержания установившегося значения перенапряжения в допустимом диапазоне (фазное напряжение с увеличением потенциала нейтральной точки менее 15%). При однофазном заземлении резистор должен быть замкнут накоротко в течение 0,2 секунды для достижения оптимальной компенсации, в противном случае существует риск взрыва резистора. Основных недостатков этого продукта четыре:
Благодаря своей конструкции с подвижными вверх и вниз частями, динамическая сердечниковая дугогасительная катушка производит значительный вибрационный шум при воздействии высокого напряжения. Более того, по мере увеличения времени использования внутренняя люфтность становится все более выраженной, что приводит к увеличению шума. Последовательное сопротивление составляет около 3 кВт, 100 Ом. При токе компенсации 50 А для длительной работы требуется резистор емкостью 250 кВт. Поэтому после заземления резистор необходимо быстро отключить, в противном случае существует риск взрыва. Это влияет на надежность всего устройства.
В связи с тем, что даже небольшие изменения воздушного зазора могут вызвать значительные изменения индуктивности, точность регулировки воздушного зазора через механические компоненты в двигателях далека от достаточной. Стоимость использования гидравлической регулировки слишком высока
При нормальной работе электросети дугогасительная катушка находится в полностью компенсированном состоянии или близком к полностью компенсированному. Хотя имеется последовательный резонансный резистор для ограничения установившегося резонансного перенапряжения в допустимом диапазоне, различные нарушения в электросети (такие как переключение большого двигателя, асинхронное закрытие, асинхронное закрытие и т. д.) делают опасность переходного перенапряжения более серьезной.
После установки данного изделия существующее устройство выбора линии однофазного заземления в электросети не может быть использовано в дальнейшем.
Это устройство относится к системе компенсации с последующим контролем, и единственное отличие между ним и типом воздушного зазора заключается в том, что катушка подавления дуги с динамическим сердечником заменена катушкой подавления поворота под нагрузкой. Этот тип катушки подавления дуги модифицирован из оригинальной ручной катушки подавления поворота с помощью переключателя регулировки под нагрузкой для изменения количества витков рабочей обмотки, чтобы отрегулировать индуктивность. Его рабочий режим точно такой же, как у типа воздушного зазора, и он также использует последовательные резисторы для ограничения резонансного перенапряжения. По сравнению с типом воздушного зазора это устройство устраняет высокий шум катушки подавления дуги, но жертвует эффектом компенсации. Катушка подавления дуги не может регулироваться непрерывно и может регулироваться только дискретными этапами, что приводит к плохому эффекту компенсации. Он также имеет недостатки высокого уровня перенапряжения, невозможность использования оригинального устройства выбора направленного заземления в электросети и риск взрыва, вызванный последовательно подключенным резистором. Кроме того, это устройство довольно громоздкое и состоит из четырех частей оборудования (заземляющий трансформатор, дугогасящая катушка, коробка сопротивлений, шкаф управления), что усложняет монтаж и конструкцию.
При нормальной работе электросети регулируемая дугогасительная катушка с поворотом измеряет амплитуду тока, протекающего через катушку, в режиме реального времени для расчета емкостного тока на землю в текущем режиме электросети. На основе предварительно установленного минимального значения остаточного тока контроллер настраивает отвод регулирования напряжения под нагрузкой на требуемый компенсационный механизм. При возникновении замыкания на землю компенсируйте емкостный ток во время заземления, чтобы ограничить остаточный ток в точке замыкания в пределах установленного диапазона.
В основном, несколько наборов конденсаторов с управляемым кремнием (или вакуумным выключателем) подключаются параллельно на вторичной стороне дугогасительной катушки для регулировки значения импеданса емкости конденсатора вторичной стороны. Согласно принципу преобразования импеданса, регулировка значения импеданса емкости вторичной стороны может достичь требования изменения тока индуктивности первичной стороны.
Управляемая кремниевая дугогасительная катушка используется для подключения первичной обмотки трансформатора с высоким сопротивлением короткого замыкания в качестве рабочей обмотки к нейтральной точке распределительной сети, а вторичной обмотки в качестве управляющей обмотки, которая закорочена двумя обратно включенными управляемыми кремниевыми катушками. Угол проводимости управляемого кремния регулируется от 0 до 180 °, так что эквивалентное сопротивление управляемого кремния изменяется между бесконечностью и нулем. Выходной компенсационный ток может непрерывно регулироваться бесконечно между нулем и номинальным значением. Управляемый кремний работает в цепи без конденсатора, соединенной последовательно с индуктором, и его рабочие условия свободны от угрозы пикового напряжения и воздействия резких изменений тока, что обеспечивает надежность. Его характеристики следующие:
(1) Благодаря использованию тиристорной технологии ток компенсации можно плавно и бесступенчато регулировать в диапазоне 0–100 % от номинального тока, достигая точной компенсации в широком диапазоне и адаптируясь к различным требованиям к мощности распределительной сети на разных этапах ее развития.
(2) Благодаря использованию сопротивления короткого замыкания в качестве рабочего сопротивления вольт-амперные характеристики сохраняют превосходную линейность в диапазоне 0–110% UN, что обеспечивает точную компенсацию.
(3) Дугогасительная катушка является регулируемой и не требует установки демпфирующих резисторов или последовательного резонанса, что не только повышает надежность работы, но и упрощает оборудование.
(4) После возникновения однофазного замыкания на землю дугогасящая катушка может выдавать компенсационный ток в течение не более 5 мс, чтобы подавить дугу и предотвратить короткое замыкание между фазами, вызванное ионизацией воздуха, вызванной дугой; в то же время она может эффективно устранять последовательные однофазные замыкания на землю с короткими интервалами.
(5) Полный комплект оборудования не имеет трансмиссии или вращающегося механизма, отличается высокой надежностью, низким уровнем шума, простотой эксплуатации и обслуживания.
Смещенная магнитная дугогасительная катушка не использует метод ограничения последовательного резонансного перенапряжения. Дугогасительная катушка смещенного типа использует намагниченный железный сердечник, расположенный внутри катушки переменного тока. Изменяя величину приложенного постоянного тока возбуждения, изменяется магнитная проводимость железного сердечника, тем самым достигая цели изменения значения реактивного сопротивления дугогасительной катушки. Когда электросеть работает нормально, ток возбуждения не применяется, а дугогасительная катушка настраивается на состояние, далекое от точки резонанса, но размер емкостного тока сетки определяется в реальном времени. Когда электросеть однофазно заземлена, дугогасительная катушка настраивается мгновенно (около 20 мс) для реализации оптимальной компенсации.
Стандарт продукта:
ГБ/Т 1094.6-2011 МЭК 60076-6 ： 2007
ГБ/Т 1094.1-2011 МЭК 60076-1 ： 2011
ГБ/Т 1094.3-2017 МЭК 60076-3 ： 2013
Уведомление о заказе:
Мы готовы служить вам с профессионализмом, искренностью и честностью.
