四种消弧线圈的性能比较doc(2011三钢)

四种消弧线圈的性能比较
第一部分
一、调匝式消弧线圈
1、基本工作原理：此种消弧线圈是通过有载开关调节电抗器的分接抽头来改变电感。

2、缺点：
1）、补偿范围小（由于有载开关的档位数量的限定，导致消弧线圈补偿电流的上下限之比也就三倍或四倍左右，这样消弧线圈的适用性就比较小）；
2）、调节速度慢，每调一个档位都要十几秒钟；
3）、有载开关不能带高压调节（电网在正常运行时，中性点的电压几乎等于零的时候才能调节，电网发生单相接地后，中性点的电压升高后（最高升到相电压）不能调节，如此时有载开关动作，那么立马就会被烧掉），但有谁能保证在调节档位的时候不发生单相接地事故呢？
4）、只能采用预调的方式，不能采用动态的补偿方式，容易导致电网串联谐振过电压（由于调节速度慢，且不能带高压调节，所以消弧线圈必须在电网未发生单相接地时（此时消弧线圈和电网的分布电容处于串联的状态）调节到谐振点附近，这样一来即使串联了阻尼电阻也容易导致电网串联谐振过电压；
5）、必须串联阻尼电阻，阻尼电阻容易崩烧（由于必须提前把消弧线圈调节到谐振点附近，所以必须串联一个阻尼电阻，在电网发生单相接地后再把阻尼电阻短接掉，万一接地后阻尼电阻未短接掉或发生高阻接地后中性点电压未升到装置认定接地的门槛电压而导致阻尼电阻不短接，那么阻尼电阻就会被烧掉）；
6）、使用寿命短，可靠性差（由于此种消弧线圈是靠调整有载开关档位来测量系统的电容电流的大小的，那么电网在一波动时就必须调节档位，此种消弧线圈由于原理性死循环的问题，会导致有载开关来回调整，这样寿命就很短了，另外往往在调整有载开关的过程中如果电网此时发生接地，就会导致有载开关烧毁）；
7）、补偿电流有级差，补偿效果差（由于消弧线圈是调档位的，所以补偿电流只能分级补偿，不能做到无级连续调节，所以接地后残流大，补偿效果差）；
8）、一次设备占地大、凌乱、安装使用维护繁杂（由于成套装置一次设备包括接地变、消弧线圈本体、阻尼电阻箱和有载开关四部份，安装使用及维护繁杂）
9）、测量方法单一，准确性差（主要是用两点法测量，也就是把消弧线圈分别调到两个不同的档位来测量，在波动及比较大及操作频繁的电网测量准确性更差）。

二、调容式消弧线圈
1、基本工作原理：消弧线圈电感值不能调节，而是通过并联电容器的多少来使输出
的补偿电流相对发生变化。

2、缺点：
1）、补偿电流有级差，补偿效果差（补偿电流不能做到无级连续调节）；
2）可靠性差，使用寿命短（电容器在高压下来回调节，很容易烧毁）；另外电容本来就有时效性，时间越长漏电流就越大，实际的电容值就会与标称值相差越来越大。

3）电容器容易发生浪涌的问题，在使用时还很容易导致电网发生操作过电压；
4）在电网发生接地后会导致故障扩大化（在电网发生单相接地后，在接地的瞬间，由于容性电流突变而感性电流不能突变，所以本来接地点的冲击电流等于系统的电容电流的大小，此种消弧线圈由于本身又并联了很多的电容器，那么在接地的瞬间就会叠加到故障点，导致接地点的冲击电流变得更大，使接地点的热破坏作用明显比补偿前更大，是绝缘破坏不可恢复，从而发生相间短路甚至起火！从而使故障扩大化）；
5）、在弧光接地时起不了灭弧效果（由于此种消弧线圈的感抗值不能调节，所以在弧光接地后消弧线圈的工频感抗值不能调到等于或接近于电网的工频容抗值，所以在弧光接地时基本上不起作用）。

三、相控式消弧线圈
1、基本工作原理：消弧线圈电感值不能调节，相当于是通过串联两组正反向的可控
硅接到大地上，通过控制可控硅的导通角（也就是斩波）来使输出的感性电流发生变化
2、缺点：
1）、斩波容易导致产生大量的谐波，所以必须配滤波装置，但有时还会导致谐波很大；2）、可靠性差，使用寿命短（补偿电流必须流过可控硅，所以在高压下及大电流的情况下，可控硅很容易烧毁，可靠性差，使用寿命短）；
3）不能防止电网发生铁磁谐振的功能（由于此种消弧线圈在正常运行时可控硅的导通角处于截止的状态，相当于消弧线圈和大地断开，消弧线圈没有下限值，所以不具备防止电网发生铁磁谐振的功能）；
4）、在电网发生弧光接地时不起作用（由于此种消弧线圈的电感值不能调节，所以在电网发生弧光接地时，不能把工频的感抗值调到等于电网的工频容抗值附近，所以发生弧光接地后，不起作用，这种情况在上海供电局和河南省供电局曾经导致整个变电所由于过电压烧毁，损失了好几千万，后来上海供电局召集了全国的相关方面的专家研究后发现这种情况，所以上海供电局专门下了个文件禁止使用相控式消弧线圈）；
5）、一次设备占地大、凌乱、安装使用维护繁杂（一次设备有接地变、消弧线圈本体、可控硅箱、滤波系统四部分，占地大、凌乱、安装使用繁杂）
四、直流偏磁式消弧线圈
1、基本工作原理：电控无级连续可调消弧线圈、全静态结构、内部无任何运动部件，
整套装置无任何触点，可靠性高，调节速度快，使用寿命长。

它的基本工作原理是利用施加直流励磁电流，改变铁芯的磁阻，从而达到实现电抗器值无级连续可调的目的，它可以带高压以电的速度快速调节电感值。

2、优点：
1）调节范围大，补偿电流上下限之比可达40倍以上(例如从5安到400安，目前全国只有我公司能做到)；
2）无级连续调节，补偿效果好；（补偿电流可以很平稳平滑的无级连续调节）；3）可带高压调节（消弧线圈在电网发生单相接地后，也就是中性点电压升到相电压以后仍然可以调节）；
4）调节速度快，5ms内完成（补偿电流从5A调到400A可以在5ms内完成）；5）采用动态补偿，从根本上解决了补偿系统中的串联谐振过电压问题；
6）无需外加阻尼电阻，不存在由于控制死区而引发的阻尼电阻崩烧等问题；
7）使用寿命长（消弧线圈全静态结构，不存在任何的机械运动部件，一次设备不存在任何的电子元器件，使用寿命根变压器一样长，达到二三十年都不会出现烧毁等问题的）；
8）在弧光接地时时，消弧线圈也能起到消弧的作用，而国内另外一种也是无级连续调节，但是闸流式原理的消弧线圈在弧光接地时是起不了灭弧作用的：为什么呢？（注：消弧线圈灭弧的机理主要有两个：一是在稳态接地时，此时接地点的电流基本上都是基波（也就是工频50HZ）的容性电流，此时消弧线圈提供同样大小的基波的电感电流就能把接地点的基波容性电流补偿掉而导致弧光熄灭;二是在高频接地（也就是间隙性弧光接地）时，此时接地点流过的电流为高频的容性电流，而且频率还在随着接地点一接一断不停的发生变化，此时消弧线圈不是通过补偿来灭弧的，而是通过调整消弧线圈的电感值使消弧线圈的工频的感抗值ωL等于电网分布电容的工频的容抗值1/ωC（其中ω为工频的角频率），在弧光接地时，当消弧线圈调到ωL=1/ωC时，此时消弧线圈就会起到降低故障相恢复电压的速度，从而破坏故障相重新起弧的条件，从而导致接地点出现以下两种结果，一种是弧光接地变为稳态接地（也就是接地点接住了），此时接地点流过的容性电流变为基波的容性电流，消弧线圈可提供基波的感性电流把它补偿掉而导
致弧光熄灭，另一种情况是接地故障解除了，也就是接地点断开了，不接地了，
电网恢复正常了。

）天津航博的直流偏磁式这种原理的消弧线圈本身就是通过调
节励磁电流，改变铁芯的磁阻，从而实现电感值无级连续调节的，在电网发生高
频接地（也就是间隙性弧光接地）时，完全可以使ωL=1/ωC，所以完全能起到
降低故障相恢复电压的速度，从而导致弧光的熄灭。

而国内另一种条可控硅这种闸流式原理的消弧线圈由于只是调整消弧线圈所串
联的可控硅的导通角，其电感值并不可调，所以调条可控硅这种闸流式原理的消
弧线圈在高频接地时是起不了降低故障相恢复电压的速度，是起不了灭弧的作用
的；
9）一次设备绝缘耐热耐压等级达到为H级（天津航博的消弧线圈的一次设备中的绝缘材料采用美国杜邦公司的NOMEX绝缘材料，绝缘耐热耐压等级达到H级
以上，所用的绝缘构件全为H级以上，我们为了保证产品的优良性能，为了用户
能够用到优质的产品，我们认为值得，而不会为了节省成本而降低产品的性能；
10）电容电流测量方法全国领先（采用两点法、三点法、谐振法和信号注入法，测量方法多样，准确性可靠性全国领先；钢铁厂的电网非常的复杂，电网波动特别
大，特别是在轧钢时电网的波动更大，这样对消弧线圈的自动跟踪测量的影响是
非常大的，而我公司在钢铁厂具有丰富的运行经验，钢铁厂业绩全国占有率达到
70％以上，全国别的消弧线圈厂家加起来都没我公司用得多，我们采用多种方法
测量多次测量的方法，去掉最大值和最小值，从而躲开电网波动对产品运行造成
干扰）；
11））占地小，安装使用维护方便（一次设备主要有接地变和偏磁式消弧线圈两大部分，占地小，安装简单使用方便，基本属于免维护）
第二部分
1、天津航博的偏磁式消弧线圈的使用情况
钢铁方面：目前在鞍山钢铁集团用了100多套，首钢用力几十套，马鞍山钢铁集团用了几十套涟源钢铁集团用了30多套，湘潭钢铁集团用了30多套，另外还有安阳
钢铁集团，通化钢铁集团，太原钢铁集团，长治钢铁集团，通化钢铁集团，武
汉钢铁集团，湖北鄂州钢铁集团，中国大冶钢铁集团，南京钢铁集团，江西新
余钢铁集团，南昌钢铁集团，三钢等等国有大型钢铁厂占有率70%以上；
煤矿方面：神华集团就用了100多套，开滦矿务局用了几十套，新汶矿务局几十套，肥城矿物局，枣庄矿物局，临沂矿务局；郑煤集团，永煤集团，晋城矿物局，潞
安矿务局，西山矿务局等等国有大型工矿企业用了我公司大量的消弧线圈，全
国煤矿占有率80%以上
石油化工方面：齐鲁石化用了几十套，天津石化，大庆石化等等，全国工矿企业占有50%以上。