针对感性负载高压设备一次元件选型及采取的措施

    摘  要：本文论述了感性负载设备一般采取的措施，及如何对一次元件进行选型。

    关键词：感性负载；措施；一次电器元件

    在输配电系统中，高压线路负载为感性的设备愈来愈多，因此针对感性负载设备的高压开关设备，如何进行一次电器元件选型和配置就显得尤为重要。

    本文重点针对感性负载设备在一次电器元件选型方面及感性负载设备保护所采取的措施方面进行论述，写出拙见,仅供同行参考,并请指正。

    1何谓感性负载
    通常情况下，一般把负载带电感参数的负载，即符合电压超前电流特性的负载称为感性负载。感性负载在启动时需要一个比维持正常运转所需电流大得多（大约在3～7倍）的启动电流。

    此外,配电室运行经验证明：切断感性负载（变压器，并联电抗器，消弧线圈，电弧炉等）产生过电压原因是由于断路器的熄弧能力太强，强制切断感性负载时激磁电流引起的。因为具有很强熄弧能力的断路器，当其切断只有很小数值感性负载激磁电流时，有可能使电弧不在电流通过工频零点时熄灭，而可能是在电流的某一瞬时，被断路器强迫切断。此时由于激磁电流由某一瞬时值突然降到零的急剧变化，在感性负载上就会感应出很高的过电压（通常称做操作过电压）。这种过电压的峰值会远远大于高压交流电器设备所能承受的电压值，所以很容易引起高压交流电器设备的瞬时超载，影响整个电网供电系统的安全。所以感性负载的操作过电压不可忽视。

    2保护措施选用
    ①真空灭弧室的选用：针对电弧炉等感性负载无专用灭弧室，常规采用普通灭弧室外包硅胶，增大外爬距或加长瓷壳的长度，减小中间屏蔽筒的外露部分，改变和优化电场分布，使得外绝缘能力加强。或直接选用加大外爬距的真空灭弧室，如西门子35KV灭弧室本身具有大爬距，无需外包硅胶。

    ②通过降低开断能力，减小了分断过程的载流值，大幅减小了分闸载流过电压，常规选用开断较小的真空灭弧室。

    ③断路器的选用：可选用适于频繁操作的永磁机构断路器，采用微机设计控制器，利用相关控制技术，调节永磁机构线圈驱动功率，以获得断路器最佳分、合闸曲线，大幅降低了机械碰撞，极大的提高了机械构件（包括灭弧室波纹管）的寿命。也免除了操作过程中，动静导电杆因机械碰撞而累积的机械形变及所造成的超行程、开距变化，使得用户无需调整他们。也可选用性能稳定，使用可靠的六氟化硫断路器（SF6），因为该断路具有如下优点：有优越的开断性能，且开断特性平滑，过电压极低，并且六氟化硫冲气的灭弧室在极柱中密封，使用期内能做到免维护。例如ABB的HD4-40.5六氟化硫断路器,就特别适用于开断感性负载,但该断路器价格偏高，多数用户从价格方面考虑,大都不愿意采用它。

    ④过电压保护器的选用：提高避雷器的额定电压，例如:Y5WZl—42／134变为HY5WR3—54／134避雷器的额定电压由42kV提高到54kV，加强避雷器的外绝缘;另外，可选用避雷器和阻容吸收器一体的复合型过电压保护器，因为避雷器能有效地保护雷电引起的雷击过电压，它以防为主，通过限幅控制过电压的倍数，但不能改变操作过电压的振荡频率即过电压的梯度。阻容吸收装置在出现操作过电压时，将其中的电容中接入系统，增加了系统中的电容量，将使操作过电压的幅值和频率大为降低，从而起到保护设备的作用。但有一个问题就是阻容吸收装置中的电容在发生单相接地时会增加系统的电容电流。两种过电压保护装置的保护范围和性质不同，对这两种保护装置的选用不能简单地认为只取其中的一样就能满足要求，本人认为在高压系统的过电压保护这一环节，避雷器和阻容吸收装置缺一不可。

⑤加装滤波器。电弧炉炼钢所产生的谐波是工业应用中比较严重的谐波源之一，其中以2次、3次谐波较为严重，其他还有4次、5次、6次和7次。因此，对于大容量电弧炉在供电系统中一般装滤波装置。用得较多的是上述各次谐波的单调谐滤波器，亦即利用RLC电路串联谐振的原理，将电容、电感和电阻串联，三相采用星形接线(也町以采用三角形接线)，一般电抗器和电阻器接在电容器之后。对于所要滤波的某次谐波而言，该滤波器的电容、电感处于谐振状态，其综合电抗接近为零，这时的总阻抗决定于电阻值。亦即，对于所要滤波的某次谐波而言．滤波器的电容、电感串联支路处于短路状态，使该次谐波电流完全流入该支路，避免谐波电流流人电源系统，同时电限制了谐波电压。电弧炉炼钢安装滤波装置，不仅可以防止谐波污染电力系统，而且滤波器中串联的大容量电容器也可以起到无功补偿的作用。由于滤波器中串联了大容量电容器，对于基频而言，滤波回路的综合电抗呈容性。而且电弧炉炼钢滤波装置的操作也较为频繁，因此，断开滤波器时可能出现的开关电弧重燃，过电压特别引起重视。

    当然针对感性负载设备所采取的措施及选型还有其它，以上仅仅是本人在工作过程中的一点积累，仅供同行参考。

    3结语

    近几年，国家拉动内需，加大基础建设投入，对农村和城市电网实施改造，带有感性负载的设备越来越多，我们需要不断学习，并借鉴国外大公司先进经验，为我国电力事业的发展做出贡献。

参考文献：
[1]周南星.实用电工技术问答[M].北京:水利水电出版社,1998