消弧柜的作用及如何選擇和使用消弧柜

1．消弧柜工作原理

　　消弧柜實質上是一種具有消弧、消諧及過電壓保護功能的電壓互感器柜(PT柜)，其消弧工作原理見圖1。

　　使用了消弧柜的6~35 kV電網采用中性點不接地運行方式電網正常運行時，消弧柜中的3個分相控制的高壓真空接觸器(KM)都處于分斷狀態，電壓互感器(PT)二次側輸出的三相電壓正常，零序電壓值幾乎為零，微機智能控制器負責對電網的零序電壓和三相電壓進行實時監測，電網出現單相接地故障時，故障相電壓上升，非故障相電壓下降，零序電壓大大增加。當零序電壓達到一定值時，控制器即判定系統發生了單相接地故障，并通過對各相電壓的計算分析，判斷出接地故障的相別，向對應相的高壓真空接觸器發出合閘命令，把故障相直接在裝置內實現金屬性接地，同時向中央控制室發出報警信號，以便通知運行人員及時處理電網故障。無論單相接地故障是間歇性弧光接地還是穩定的電弧接地，由于消弧柜直接把故障相在裝置內變成了金屬性接地，故障相的對地電壓降為零。原來故障點的電弧必然熄滅，避免了弧光過電壓的產生，而其他兩相的對地電壓則限制在線電壓的水平上。

　　2．消弧柜的選型

　　目前，絕大多數消弧柜沒有設置圖1中的切換開關(SW)，姑且把沒有設置切換開關的消弧柜稱為 A型柜，而把設置了切換開關的消弧柜稱為B型柜。

　　雖然A型柜只是比B型柜少了一個切換開關，但這一問題將是A型柜的致命缺陷。應該說，對于單母線系統而言，由于只需使用一臺消弧柜，這時選用A型柜是沒有問題的。但對于需要使用多臺消弧柜的多母線系統來說，選用A型柜將嚴重影響電網的供電可靠性。比如，在母線制為單母線分段的雙電源 6~35 kV電網中，通常兩段母線并列運行 (即母聯開關閉合)。如果兩段母線上各安裝一臺A型柜，當電網發生單相接地故障時，兩臺A型消弧柜都會動作，從而把兩段母線的同一相分別接地。然而，當電網單相接地故障消除后，系統中仍然存在著兩個分別由兩臺消弧柜造成的接地點，這會使兩臺消弧柜相互形成閉鎖而無法復歸，必然對電網的供電可靠性造成嚴重影響。

　　對B型消弧柜而言，如果把裝置中的切換開關合上，則其功能與A型消弧柜完全相同。如果把切換開關打開，當控制器檢測到單相接地故障時僅僅會發出報警信號而不再使高壓真空接觸器動作合閘，這時B型消弧柜不再具備消弧功能，而只相當于一臺智能PT柜。顯然，B型消弧柜可靈活應用于所有 6~35 kV電網中。只要使用得當，就不會象A型消弧柜那樣出現各消弧柜相互閉鎖而不能復歸的情況。仍以母線制為單母線分段的雙電源6~35 kV電網為例，兩段母線上各安裝一臺B型柜，兩段母線并列運行時，可把其中一臺作為消弧裝置使用(消弧柜的切換開關合上)，而把另一臺作為智能PT柜使用(消弧柜的切換開關打開)。當電網發生單相接地故障時，作為消弧裝置用的B型柜動作，把一段母線的故障相接地，而作為智能柜用的B型柜僅發報警信號，當電網單相接地故障消除后，系統中只存在一個接地點，因而消弧柜能夠實現復歸，如果母聯開關打開，則可把兩臺B型柜都作為消弧裝置使用，這時，兩段母線分別代表兩個獨立的系統，不會出現兩臺消弧柜相互閉鎖的情況。

　　總之，在作6~35 kV電網設計時，如果使用消弧柜來抑制弧光過電壓，消弧柜的正確選型非常重要，不當的選型會嚴重危害電網的安全運行及供電可靠性，在需要使用多臺消弧柜的多母線系統中，不能選用A型柜，而應選用B型柜。