偏磁式消弧线圈与调匝式消弧线圈的比较-修改版
消弧线圈的调节方式
接
过电流互感器直接测量接地零序电
流，其值就是系统电容电流。
法
测量原理图
A
偏
B C
值
电
容
PT6-Leabharlann 0kV母线GK RD法
UA UB UC UN
UL
V1 V2
GK DL GK
A
测量原理
在变电站被电压母线上（6-10KV）任
偏
意一相对地接一只已知电容器Cｆ（Cｆ的
值
选取视估算系统电容电流大小而定），人
多次发生。厂家解释为PT质量问题，但用户并不同意。 福建、上海等地已明文规定不采用相控式线圈。
➢ 残流稳定时间长。接地发生后，装置检测单元检
测到接地的时间、控制器向执行机构发出进入设定补偿 状态的命令的时间、执行机构接受命令后动作到位的时 间、装置由开始输出补偿电流到残流稳定所需过渡过程 的时间。一般不会少于100毫秒，甚至会到700毫秒以上。
实
的值，同时在E0发生较大变化时，也会启动位移法计算，
时
确保系统容流计算的准确性。
测
计算速度快，可达到每秒刷新一次；
量
基本上避免了因计算容流而引起的调档。在正常运行的
法
情况下，系统不平衡电压E0 不会有很大波动，也就不
需要专门进行计算调档了。
中性点不接地系统的选线
➢ 群体比幅法
接
➢ 群体比相法
地
消弧线圈接地系统的选线
为造成系统三相对地阻抗（主要是容抗）
电
不对称度增大，而产生更大的零序电压，
容
测量零序电压、相电压和通过已知电容C
法
ｆ的电流，利用对称分量法推导出的计算
法
对系统有一定的冲击。
KD-XH与调匝式的比较
≥98%
并联中电阻选线，增加了多个一次设备，维护工作量大。高阻接地时选线不准确。
维护、检修
无传动、转动机构，噪音小，免维护。
有载开关、阻尼电阻维护工作量大。
运行效果
根据南方地区的数据统计，一年中KD-XH接地记录大多可达50次以上，集中发生在雨季，大部分是持续时间在1s左右的故障，充分说明KD-XH响应快和灭弧效果好的优点，跳闸率大大降低，与现场情况相符。
接地残流
接地工频残流一般<2A。
接地残流较大，由档位差决定。
选线原理
增量突变原理+零序电流幅值、功率方向
各厂家采用不同方法。如零序电流幅值、功率方向、五次谐波、信号注入等。
选线特点
并行选线，补偿、选线同时进行。选线特征量明显且不易受干扰。
小电流系统，选线特征量不明显或易受干扰。对于串行选线，先选线，后补偿，不利消弧。
配网正常运行时，有载开关存在来回调节现象；同时观察其接地记录，有些系统一年动作才几次，而且几乎全是持续时间为数分钟以上的接地故障，与实际配网结构情况不符。实际多为瞬时接地。
KD-XH型配电网智能化快速消弧系统与调匝式消弧系统的比较
项目
KD-XH型配电网
智能化快速消弧系统
调匝式消弧系统
工作原理
采用高短路阻抗变压器式消弧线圈（专利之一），通过静态调节低压侧大功电流。
补偿电流范围
0~100%额定电流。
(30~50)%~100%额定电流。特别不适用新建变电站使用。
响应速度
响应时间小于5 ms。
响应时间超过50 ms甚至几百毫秒。
伏安特性
0~110%额定电压范围内线性度极佳。
受磁滞回线影响伏安特性不可能保持线性。
消弧线圈调节方式优缺点及说明
消弧线圈调节方式优缺点及说明自动跟踪补偿消弧线圈装置可以自动适时的监测跟踪电网运行方式的变化，快速地调节消弧线圈的电感值，以跟踪补偿变化的电容电流，以保证系统发生单相接地故障时能够有效抑制引故障电流引起的谐振过电压及接地弧光的危害。
自动跟踪补偿消弧线圈按改变电感方法的不同，大致可分：调匝式，调容式，调励磁式（偏磁式）等几种常见的调节形式。
一、调匝式1、工作原理：调匝式消弧线圈是在消弧线圈设有多个抽头，采用有载调压开关调节消弧线圈的抽头以改变电感值。
在电网正常运行时，微机控制器通过实时测量流过消弧线圈电流的幅值和相位变化，计算出电网当前方式下的对地电容电流，根据预先设定的最小残流值或失谐度，由控制器调节有载调压分接头，使之调节到所需要的补偿档位，在发生接地故障后，故障点的残流可以被限制在设定的范围之内。
正常运行采用过补偿方式，消弧线圈接地回路串接阻尼电阻。
2、优点：电感基本上为线性电抗值稳定，铁芯和线圈结构稳定使用寿命长,无非线性谐波干扰,无噪音,可制作很大容量,结构简单，运行可靠有丰富的运行经验,使用量大。
同时因其属预补偿工作方式，即在系统正常运行时，消弧线圈根据控制器的测量计算以投到最佳档位，当系统发生单相接地故障时，消弧线圈对地产生的补偿电流和系统中的故障电流几乎同时发生，因此补偿到位时间最快。
另外调匝式消弧线圈属于机械性调节，当其调到最佳状态时，档位就已固定不动了，当系统发生单相接地故障时，消弧线圈可以不受任何因素的影响达到最佳的补偿效果。
在所有的调节方式中调匝式消弧线圈在故障发生的一瞬间的补偿稳定性最强，且不受控制部分的影响。
3、缺点：调匝式消弧线圈属于有极调节，补偿时有一定极差电流，但不过可以根据提前设计，将档位细分，使极差电流控制在5A以内，甚至更小（国标要求系统补偿后残流不许大于5A）。
另外预调节方式的工作状态，在系统下常运行时会对系统的脱谐度有一定的影响，但可以配套合理的阻尼电阻装置。
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）。
几种消弧线圈产品的分析比较
几种消弧线圈产品的分析比较摘要：为了避免单相接地后弧光过电压引起事故扩大，10-66KV线路电容电流超过10A都应加装消弧线圈，根据现状，自动补偿的消弧线圈国内主要有四种产品，分别是调气隙式、调匝式、偏磁式、调可控硅式。
关键字：调隙式；调匝式；偏磁式；调可控硅式Abstract: In order to avoid the accident expansion caused by the single-phase grounding arc over voltage, if the10-66KV line capacitive current is more than 10A,we should equip the arc suppression coil, according to the current situation, the domestic automatic compensation arc-suppression coil are four main products, they are adjusting gapped-core type, the multistep type , bias type and adjustable and controllable silicon type.Keywords: gap adjustable type; the multistep type; bias type; adjustable and controllable silicon type电力系统输电线路经消弧线圈接地，为小电流接地系统的一种，当单相出现断路故障时，流经消弧线圈的电感电流与流过的电容电流相加为流过断路接地点的电流，电感电容上电流相位相差180度，相互补偿。
当两电流的量值小于发生电弧的最小电流时，电弧就不会发生，也不会出现谐振过电压现象。
10-66KV电压等级下的电力线路多属于这种情况。
偏磁消弧线圈特点及独有的选线方法
直流偏磁式消弧线圈特点及独特的选线方法一概述直流偏磁式消弧线圈的工作原理是利用附加直流励磁磁化铁芯，改变铁芯磁导率，实现电感量连续变化。
直流偏磁式消弧线圈是一种可连续调节电感的消弧线圈，它的内部为全静态结构，无运动部件，工作可靠性高。
其响应速度快且可在消弧线圈承受高电压时调节电感值。
二与传统消弧线圈的比较众所周知，消弧线圈在高压电网正常运行时无任何好处，如果这时调谐到全补偿状态或接近全补偿状态，会出现串联谐振过电压，使中性点电压升高，电网中的各种正常操作及单相接地以外的各种故障的发生都可能产生危险的过电压。
所以在电网正常运行时，调节消弧线圈使其跟踪电网电容电流的变化有害无利，这也就是电力部门有关规程规定“固定补偿式消弧线圈不能工作在全补偿及接近全补偿状态”的原因。
传统的调匝、调容消弧线圈均是预调系统，都是在电网尚未发生故障前即将消弧线圈调节到全补偿状态等待接地故障的发生，为了避免出现过高的串联谐振过电压而在消弧线圈上串联一个阻尼电阻，将稳态谐振过电压限制到容许的范围内，并不能解决暂态谐振过电压的问题。
另外，由于电阻的功率限制，在出现接地故障后必须迅速切除，这无疑给电网增加了一个不安全因素。
直流偏磁式消弧线圈不是采取限制串联谐振过电压的方法，而是采用避开谐振点的动态补偿方法，根本不让串联谐振出现。
即在电网正常运行时，不施加励磁电流，将消弧线圈调谐到远离谐振点的状态（即补偿下限），但控制器实时检测电网电容电流的大小，当电网发生单相接地后，瞬间调节消弧线圈实施最佳补偿。
三独有的增量法选线在经额定电压下可调谐的消弧线圈接地方式中，发生单相接地故障时，由于接地处电流被消弧线圈补偿掉了，这势必会对选线造成困难（因为传统的选线为功率方向型，是靠判断零序电流的幅值、相位和方向来进行选线的），从而影响选线的准确率。
我公司选线控制器通过消弧线圈向接地点注入变化电流，然后检测该电流在各支路的变化量，根据该增量只会出现在故障支路的原理，可以轻松准确判断出接地故障支路。
调匝式与调可控硅式消弧线圈的比较
电流达 到一定数值 ，遇到系 统单相接地 时，弧光 电
流 不 易熄 灭 ，会 产 生 弧 光 接 地 过 电压 ，危 及 系 统 绝 缘 薄 弱 环 节 。我 国６ １０ Ｖ 不 接地 网 络 中 ， 当 电容 电 ～ １ｋ 的
流 稍 大 时 ，采 用 经 消 弧 线 圈补 偿 接 地 这 种 中 性 点接 地 方 式 。其 作 用 有 ：
点 ，在 现 在 的 电 网 中尤 其 是 农 村 电 网 中 ， 消 弧线 圈 接 地 方 式得 到广 泛 运 用 。
一
二 、 调 匝式 消 弧 线 圈 的缺 点
佛 山供 电局 使 用 的 消 弧 线 圈 大 部 分 是 调 匝 式 。调
匝 式 消 弧 线 圈 是 由原 先 的 人 工 调 匝 消 弧 线 圈 改 造 而 成 ， 即采 用 有 载 调 节 开关 改变 工 作 绕 组 的 匝数 ，达 到 调 节 电感 的 目的 。 消弧 线 圈 的调 流 范 围 为额 定 电流 的 ３％ １０ ，相邻分头 问的电流数按等差级 数排列 ， ０ ～ ０％
由于 系 统 中 的 电容 电流 是 随 系 统 运 行 方 式 而 变 化 的 ， 因此 消 弧 线 圈 的 电抗 值 要 随系 统 运 行 方 式 作 相 应 的 调 节 ， 才 能 达 到 补 偿 的 目 的 。 为 了 方 便 运 行 与 管 理 ，我 们 应 该 采 用 主 动 补 偿 的消 弧 系 统 的方 式 进 行 消
在 中 性 点 不 接 地 的 电 网中 ，架 空 线 、 电缆 、母 线 和 变 配 电设 备 对 地 电容 电流 （ Ｉ ）是 不 能 忽 视 的 。 电 容 电流 （ Ｉ）与 系 统 电压 、线 路 长 度 等 成 正 比 。若 这
调匝式、偏磁式、调容式三种调节方式消弧线圈成套装置区别
调匝式、偏磁式、调容式三种调节方式消弧线圈成套装置区别一、三种调节方式消弧线圈成套装置从产品外观构成区别二、三种调节方式消弧线圈成套装置型号区别：调匝式：DT-XHDCZ偏磁式：DT-XHDCP调容式：DT-XHDCR二、三种调节方式消弧线圈成套装置调节方式概述区别（1）调匝式消弧线圈成套装置是将消弧线圈设有多个抽头，采用有载调节开关调节消弧线圈的抽头以改变电感值，来实现对地电感电流的输出，以实现自动跟踪补偿的目的。
（2）偏磁式消弧线圈成套装置是在消弧线圈内布置一个磁化铁芯段，通过施加直流励磁电流改变铁芯的磁通率，从而实现电感的连续可调。
（3）调容式消弧线圈成套装置是二次调节消弧线圈，消弧线圈本体由主绕组、二次绕组组成。
二次绕组链接电容调节柜。
通过调节二次电容的容量即可控制主绕组的感抗及电容电流的大小。
三、三种调节方式消弧线圈成套装置从构成上对比产品构成对比表四、性能特点上区别（1）调匝式消弧线圈成套装置的补偿调节方式属于预调节，即在发生单相接地前，消弧线圈已根据电网电容电流调至最佳补偿状态，其接地补偿相应时间为可控硅短接阻尼电阻时间，响应速度快，补偿效果佳。
（2）偏磁式消弧线圈成套装置的补偿调节方式是随调节，即在发生单相接地前，消弧线圈实时监测计算电网电流；当出现单相接地故障后，利用施加直流励磁电容，改变铁芯的磁阻，以毫秒级的速度调节电抗值，输出补偿电流。
（3）调容式消弧线圈成套装置的电容器选用BFMJ薄膜自愈型电容，额定工作电压1000V，其内部或外部装有限流线圈，以限制合闸瞬间的浪涌电流。
内部还装有放电电阻。
五、选型时该选择哪种调节方式的消弧线圈成套装置？根据具体项目要求，每套装置部件较多，调节方式、补偿方式都不一样。
在产品选型时，根据业主方技术负责人和设计院的偏好，一般情况推荐调匝式消弧线圈成套装置，毕竟传统、经过了时间的考验、稳定、可靠的产品是电网电气设备运行首要考虑的。
消弧线圈的功能-原理和现状
消弧线圈的功能\原理和现状摘要：由于单相接地电容电流超标会带来很多危害，工程上多选用消弧线圈对电网进行电容电流补偿，补偿选用过补偿方式。
阐述国内自动补偿消弧线圈的现状和各种产品的优缺点。
关键词：中性点不接地系统单相接地电容电流补偿方式接地变压器消弧线圈一、问题的提出中性点不接地是指系统中性点对地绝缘。
当系统发生单相接地故障后，故障相的对地电压为零，而非故障相的对地电压上升至线电压，对地电容电流也将增大到原来的√3倍，故障相的电容电流又是非故障相对地电容电流的√3倍，致使故障相电容电流变为正常情况下对地电容电流的3倍。
中性点不接地系统当发生单相接地时系统可以带故障继续运行1～2个小时，这段时间可以完成寻找故障地点工作，从而大大降低了运行的成本，可以保证系统连续不间断供电，提高了系统供电的可靠性。
由于中性点不接地系统具有以上优点，因此我国的城市电网及厂矿企业的6～35kV供电系统，大部分为中性点不接地系统，该系统大大降低因单相接地故障带来的损失，提高了供电系统的可靠性，但这种系统在单相接地电流较大时容易产生弧光过电压和相间短路，给供电设备造成了极大的危害，为了防止这种危害的方法之一就是在中性点和地之间串接一个消弧线圈。
二、单相接地电容电流超标的危害根据我国电力行业标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620-1997规定，3-10kV不直接连接发电机的系统和35kV、66kV系统，当单相接地故障电容电流不超过下列数值时应采用不接地方式；当超过下列数值又需在接地故障条件下运行时，应采用消弧线圈接地方式。
1、3～10kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有35kV、66kV系统，10A。
2、3～10kV非钢筋混凝土或非金属杆塔的架空线路构成的系统，当电压为3kV和6kV时，30A；当电压为10kV时，20A；当电压为3～10kV，由电缆线路构成的系统时，30A。
我国的城市电网及厂矿企业6kV、10kV出线电缆线路的增多，单相接地电容电流急剧增加，当系统电容电流超过规定标准后，将带来一系列的危害。
消弧线圈的调节方式比较
④调气隙式消弧线圈
这种消弧线圈的工作原理是靠移动插入线圈内部的可动铁心来改变磁导率从而改变线圈电感的。从理论上讲这种消弧线圈的电感可连续调节，但实际上因为机械的惯性和电机的控制精度问题在工程中做不到。其主要缺点是精度不高，可靠性差，响应慢，动作时间取决于可动铁心的移动时间，可至数十秒钟。在额定电压下消弧线圈噪音较大且铁心不可调节(因为此时静动铁心间电磁力很大)。
JJ为交流接触器的触点；JC为直流接触器的触点，当系统发生单相接地时，中性点电压升高，电流增大，同时母线PT开口三角输出电压。如其值超过设定值时会启动JC或JJ将阻尼电阻短接。延时由时间继电器控制。
②调容式
通过调节消弧线圈二次侧电容量大小来调节消弧线圈的电感电流。其采用二次调节消弧线圈，其结构如图所示：
我公司生产的偏磁式消弧线圈自动跟踪补偿成套装置是与上海交通大学的蔡旭教授共同研制开发的第三代产品。具有以下特点：
a.核心CPU采用TI公司最新生产的DSP（大规模数据处理器）芯片；
b.大屏幕液晶中文显示，参数设定、查看方便；
c.在电网正常运行时，远离谐振点，实时自动跟踪检测系统的电容电流；
d.一旦检测到单相接地故障，瞬时（≦20mS）补偿上相应的电感电流，使无功接地残流小于5A；
二次绕组连接电容调节柜，当二次电容全部断开时，主绕组感抗最小，电感电流最大。二次绕组有电容接入后，根据阻抗折算原理，相当于主绕组两端并接了相同功率、阻抗为ｋ2倍的电容，使主绕组感抗增大，电感电流减小。因此通过调节二次电电容器的内部或外部装有限流线圈，以限制合闸涌流。电容器内部还装有放电电阻。
⑤调直流偏磁式
这种消弧线圈的工作原理是在交流工作线圈内布置一个铁芯磁化段，通过改变铁芯磁化段磁路上的直流励磁磁通大小来调节交流等值磁导，实现电感连续可调。它的内部为全静态结构，无运动部件，工作可靠性高。其响应速度快且可在消弧线圈承受高电压时调节电感值。其补偿电流上下限之比可达到10：1。补偿电流下限值的存在可以避免由于电磁式电压互感器饱和而引发铁磁谐振。
各型消弧线圈性能比较
6
结构紧凑
整套装置由控制部分和一次两部分组成，结构非常紧凑，占地面积小，节省空间，施工方便
结构散
整套装置由控制部分、电容柜、消弧线圈、接地变等组成。结构分散，占据空间大，施工麻烦
7
预补感性电流能否防止或治理弧光接地、闪烁接地造成的危害
预补偿很小，系统正常运行时工作在远离谐振点状态。同时具有抑制铁磁谐振过电压的特有功能。
偏磁式消弧成套装置与调容式消弧成套装置性能比较
序号
偏磁式
调容式
项目
说明
项目
说明
1
补偿电流的无级连续调节
能够非常准确地测量出用户供电系统的电容电流值，并且在出现单相接地时能够真正实现最佳全补偿。如系统电容电流为72.5A，因其无级连续调节的独特优势，可以准确地提供72.5 A的感性补偿电流。可确保接地残流值小于5A。因接地电弧自行熄灭的前提条件是接地残流小于5A。补偿后使得电弧自行熄灭，使系统避免了因不规则的弧光接地而引发的过电压
众所周知，电网正常运行时不希望有消弧线圈，出现接地时又希望有消弧线圈且最好是全补偿，这就是电网正常与接地时加装消弧线圈的矛盾所在。偏磁式消弧线圈采用动态补偿方式，即电网正常时投入极少量的补偿电流，消弧线圈工作在极大脱谐度下，根本不会使电网发生串联谐振过电压。但出现接地时会在瞬间（5ms）提供全补偿
35kV消弧线圈应用浅析
35kV消弧线圈应用浅析作者：王绪成来源：《华中电力》2013年第08期【摘要】本文对消弧线圈补偿原理进行了介绍，同时，对消弧线圈补偿自动控制及小电流接地选线分析，装置能够快速准确判断馈出线路和母线接地故障，有利于维护人员及时查找接地故障，保证电力系统可靠运行。
关键词消弧线圈 KD-XH配电网智能化快速消弧 DDS配电网接地故障智能检测小扰动法过补偿脱谐度1.前言鄂尔多斯煤制油分公司供电系统，110kV变电站一座，110kV系统为大电流接地系统；35kV变电站一座，35kV系统为消弧线圈接地系统；6kV变电所9座，6kV系统为不接地系统。
110kV母线运行方式为双母线运行方式，自备电站两台发电机容量为100MW，发变组高压侧110kV出口接入110系统，两条110kV乌煤Ⅰ、乌煤Ⅱ电源进线取自乌兰木伦220kV变电站110kV Ⅲ、Ⅳ段母线。
四台负荷变电源取自110kV两段母线，四台负荷变容量均为80MW。
35kV母线运行方式为双母双分段运行方式，35kV四段母线电源取自110kV四台负荷变低压侧。
6kV变电所电源取自35kV变电站四段母线，连接方式为线路变压器组，线路类型为电力电缆线路。
2.消弧线圈选型1、消弧线圈分为调气隙式、调匝式、偏磁式等，调气隙式、调匝式消弧线圈属于随动式补偿系统，偏磁式消耗线圈属于动态补偿系统。
偏磁式消弧线圈性能最优越，偏磁式消弧线圈结构特点为无极连续可调可靠性高，调节速度快。
消弧线圈，全静态结构，内部无任何运动部件，无触点，调节范围大，2、 35kV电网当单相接地电流超过允许值时，用消弧线圈补偿电容电流，保证接地电弧瞬间熄灭，消除弧光间歇接地过电压。
在正常情况下，消弧线圈接地方式，中性点长时间电位不能超过电网标称电压的15%。
消弧线圈故障接地方式，故障点残余电流不能超过10A。
消弧线圈运行在110kV负荷变35kV侧中性点上，35kV系统参数如下：额定电压：35kV；最高运行电压：40.5kV；额定频率：50Hz；中性点接地方式：除本装置外，无其他中性点接地点；35kV馈出线路为电缆线路，单相接地故障电流不大于21A。
消弧线圈结构简介.
、互感器的认识及维护 任务二 分析变压器中性点的运行方式
消弧线圈种类： 离线分级调匝式、在线分级调匝式、气隙 在线分级调匝式 :由电动传动机构驱动油箱上部的有 可调铁芯式、气隙可调柱塞式、直流偏磁式、直流磁阀式、调容式、 载分接开关，以改变线圈的串联连接匝数，从而改变线 五柱式等。 圈电感、电流大小。 离线分级调匝式消弧线圈：结构如图所示。其外形和小容 气隙可调铁芯式、气隙可调柱塞式:由电动机经蜗杆 量单相变压器相似，有油箱、油枕、玻璃管油表及信号温度计。内 驱动可移动铁芯，通过改变主气隙的大小来调节导磁率， 部实际上是一只具有分段（即带气隙）铁芯的可调电感线圈，铁芯 从而改变线圈的电感、电流。 和线圈浸放在油箱内。
气隙作用：避免磁饱和，使补偿电 在铁芯柱上设有主线圈，一般 直流偏磁式 :带气隙的铁芯上有交流绕组和直流控制 流和电压成线性关系，减少高次谐波， 采用层式结构，以利于线圈绝缘。 绕组，通过调节直流控制绕组的励磁电流，来实现平滑 使电抗值较稳定，以保证已整定好的 在铁轭上设有电压测量线圈 ，在 这种消弧线圈不允许带负荷 调节消弧线圈的电感、电流。 调谐值恒定。同时，带气隙可减小电 主线圈的接地端装有电流互感器。调整补偿电流，切换分接头时需 感、增大消弧线圈的容量。 消弧线圈装有改变线圈的串联连 先将消弧线圈断开，所以称为 接匝数的分接头，分接头被引到装 “离线分级调匝式”。 于油箱内壁的切换器上，切换器的 传动机构则伸到顶盖外面。
偏磁和调容得比较
偏磁式与调容式消弧线圈的比较偏磁式消弧线圈工作原理及技术特点一：工作原理采用交流线圈内布置一个磁化铁芯段，通过施加直流励磁电流改变铁芯的磁导，从而实现电感的连续可调。
当电网发生单相接地时，该系统能瞬间调整电感，补偿接地电容电流。
该系统拥有电控无级连续、静态可调的优良技术性能。
二：产品主要特点* 稳定可靠，使用寿命长偏磁式消弧线圈，全静态结构，内部无任何运动部件，使用寿命长，控制器采用微机控制，电磁兼容指标达到IV级，稳定可靠。
* 调节精度高，响应速度快微机实时检测电网电容电流，测量精度高，利用施加直流励磁电流，改变铁芯上的磁导，可以带高压状态以毫秒级速度调节电抗值，响应速度快，补偿响应时间不超过20ms。
* 动态补偿，无须阻尼电阻采用自动跟踪动态补偿方式，从根本上解决了补偿系统串联谐振过电压的问题，无须外加阻尼电阻，不存在由于控制死区而引起电阻崩烧。
* 调节范围大，可实现无级调节补偿电流调节范围大，上下限之比最大可达10倍。
*缺点*消弧线圈本体中加入了直流励磁线圈，使得消弧线圈本体体积及重量增加三分之一还多；*由于直流励磁磁场的加入，使得消弧线圈本体的铁损较大。
*谐波分量大。
*调偏磁式电源复杂、可靠性差、动稳定性、热稳定性差等。
调容式消弧线圈工作原理及技术特点一：工作原理该装置采用变压器及阻抗变换原理，在消弧线圈本体上增设了二次绕组，同时在二次绕组并联了由开关控制的电容器组，通过调整二次绕组所并联电容量的大小来调节消弧线圈一次侧的电感电流，即调节供电系统单相接地时的补偿电流。
二：产品主要特点* 稳定可靠，使用寿命长无传动、转动机构，噪声低，无谐波污染，维护简单，消弧线圈控制器基于内嵌式研华工控机，并采用多种先进技术，稳定可靠，抗干扰能力强，电磁兼容指标达到IV级，全中文液晶显示，汉化菜单操作简单，可方便地检查该成套装置运行是否正常。
电容投切采用双向可控硅与真空接触器并联的方式，保证投切可靠。
消弧线圈本体较小。
调匝和偏磁消弧线圈比较
使用寿命短、性价比低 可控硅调节需要触发电路板， 并且触发电路板必须直接安装在消弧线圈现场， 触发电路 板在这种条件下寿命不会超过 5 年，定期需要更换。
产生大量的谐波，对电网有不利影响； 产生谐波较大。由于系统使用可控硅调整直流偏磁，而可控硅是一个较大的谐波源，本 装置中没有任何滤波装置，系统发生接地时，消弧线圈向系统注入大量谐波，极大影响了供 电质量以及威胁系统安全。录波发现存在较大的偶次谐波和高次谐波。
伏安特性差、精度低。 和调匝消弧线圈相比，偏磁式由于铁芯磁化曲线的非线性，使得调节精度不高，电感量 的无级变化从而失去意义。 由于其非线性特点， 预补偿工作时在系统没有接地时计算的电容 电流与实际值相差甚远，补偿效果不好。 另外发生接地后， 系统必须不断改变可控硅导通角以满足计算不准造成的失谐， 往往达 到稳定的残流需要 10 个周波左右的时间，补偿效果较差。
m sin t ，没有直流电流时，总电流 i＝i1＋i2。当直流励磁绕
组通电流时，产生直流磁通 0 ，铁芯饱和，交流电流 i1，i2 发 生畸变， 总补偿电流 i 合成后接近正弦波形， 与直流磁通 0 有关。
效果差。 由于在调节过程中存在较长的过渡过程，偏磁消弧线圈装置 往往需要 200ms 甚至更长的时间才能够输出稳定的补偿电流。对 于占单相接地故障的 80%以上的瞬时性故障不能及时进行补偿，容易扩大为永久故障，甚 至相间短路。 如果不能在 20ms 之内将故障点电流补偿到较低水平， 将会使系统产生过电压， 也会对人身安全造成较大危害。 而调匝式消弧线圈最快补偿时间为 10us，远远快于偏磁式，可以很好快速提供稳定补
偿电流。
需要外加直流电源，潜在风险 偏磁式消弧线圈通过调节铁芯饱和程度而改变电流， 需要外加控制电源， 一旦控制电源 出现问题，消弧线圈根本无法实现补偿功能。
消弧线圈原理及性能比较
消弧线圈原理及性能比较摘要：本文对分析了消弧线圈的主要作用，并列举了消弧线圈的主要类型，并重点分析了偏磁式消弧线圈与调匝式消弧线圈的原理和优缺点。
关键词：消弧线圈；偏磁式；调匝式一、消弧线圈的用途随着国民经济的不断发展和电力系统的不断完善，电力系统的安全运行和供电的可靠性越来越重要，中性点接地方式的选择直接影响以上两个指标的重要因素。
随着矿井供电网络不断扩大，以及高压电缆出线的增多，系统对地电容电流急剧增加，单相接地后流经接地点的电流较大，易引起接地弧光，然而电弧不易熄灭，易导致弧光过电压和相间短路跳闸等事故率的上升。
我公司35KV供电系统全部为中性点不接地即小电流接地系统，这种系统在发生单相接地时，电网仍可带故障运行，这就大大降低了运行成本，增加了供电系统的可靠性。
但这种运行方式在单相接地电流较大时容易产生弧光过电压和相间短路，给供电设备造成了极大的危害。
防止这种危害的方法之一就是在中性点和地之间串联一个电抗器（消弧线圈）。
当发生单相接地时，由于消弧线圈产生的感性电流补偿了故障点的容性电流，而使故障点的残流变小，从而降低建弧机率，抑制、延缓事故扩大化甚至消除事故的目的。
二、消弧线圈工作原理概述当消弧线圈正确调谐时,不仅可以有效地减少产生弧光接地过电压的机率，同时也最大限度地减少了故障点热破坏作用及接地网电压等。
1、对补偿系统的基本要求是：(1) 在发生单相接地故障时,补偿装置使流经故障点的残流减小,尽可能只有主接地电流的有功分量和不能被补偿的高次谐波电流；(2) 在电网正常和故障情况下,因中性点位移引起的相对地电压升高值不得危害电网的正常绝缘。
要想达到第一条的要求,还必须实现对电网电容电流的自动跟踪问题。
2、消弧线圈接地系统的中性点电压位移（1）正常运行时的中性点电压位移消弧线圈接地系统等效电路如图一所示,其中L是消弧线圈的电感,r0代表消弧线圈有功损耗的等效电阻,设三相电源电压完全平衡,其值为Uφ，各相泄漏电阻彼此相等,ra=rb=rc=r,且以UA作为参考相量。
消弧线圈参数的整定及选择
消弧线圈参数的整定及选择作者：黄冬梅来源：《中国科技博览》2015年第26期[摘要]随着我国发电供电网络的发展，以及电缆线路在所有用电范围内的广泛应用，消弧线圈的应用也越来越广泛。
随着城市化不断深入，城市建设不断延伸扩张，10KV系统单相对地电容电流大幅增加，中性点采用消弧线圈成为必需，消弧线圈容量的计算及国内几种常见的结构型式。
[关键词]消弧线圈；参数；整定；选择中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0318-01消弧线圈装设于变压器或发电机的中性点，当电网发生单相接地故障时，消弧线圈的电感电流补偿了电网的接地电容电流，故障电流减小，有力地限制了电动力、电流热效应和空气游离等的破坏作用，减小了故障点形成残留性故障的可能性；故障点介质绝缘的恢复强度大于故障相电压的恢复初速度，因此接地电弧能够彻底熄灭，补偿电网可在瞬间恢复正常运行。
一、消弧线圈的用途随着国民经济的不断发展和电力系统的不断完善，电力系统的安全运行和供电的可靠性越来越重要，中性点接地方式的选择直接影响以上两个指标的重要因素。
随着矿井供电网络不断扩大，以及高压电缆出线的增多，系统对地电容电流急剧增加，单相接地后流经接地点的电流较大，易引起接地弧光，然而电弧不易熄灭，易导致弧光过电压和相间短路跳闸等事故率的上升。
中性点不接地即小电流接地系统，这种系统在发生单相接地时，电网仍可带故障运行，大大降低了运行成本，而且增加了供电系统的可靠性。
但这种运行方式在单相接地电流较大时容易产生弧光过电压和相间短路，给供电设备造成了极大的危害。
防止此危害的方法之一就是在中性点和地之间串联一个电抗器（消弧线圈）。
当发生单相接地时，由于消弧线圈产生的感性电流补偿了故障点的容性电流，而使故障点的残流变小，从而降低建弧机率，抑制、延缓事故扩大化甚至消除事故的目的。
二、消弧线圈的调谐方式目前国内自动补偿的消弧线圈常用有三种，分别是调容式消弧线圈、调匝式消弧线圈、偏磁式消弧线圈。
消弧线圈讲解演示
磁阀式消弧电抗器的基本工作原理
同理，若KP 2在电源负半周时被触发导通，也将产生直流控制电压 和电流，而且，控制电流的方向与KPl导通时一致L3J。
在电源的一个工频周期内，可控硅KPl，KP 2的轮流导通起了全波
整流的作用，二极管起着续流作用。
改变KPl，KP 2的触发角便可改变控制电流的大小，从而改变电抗 器铁心的饱和度，以平滑连续地调节电抗器的容量。
油面温升：
器身吊重： 油 重：
75 K
1630kg 750kg
总
重：
2650kg
制造日期： 2003 年 08 月
四.磁阀式消弧工作原理图
补偿控制系统测
得系统电容电流，经 计算后，对磁阀消弧
上励磁线圈的晶闸管
给与一个导通角，晶 闸管导通后控制消弧
的补偿电流，使其值
等于电网电容电流值， 从而进行补偿。
为 什 么 必 须 迅 速 补 偿
彼得生（W.Peterson)理论
假定首次电弧发生在电压负最大开始，第 一次过零熄弧时，非故障相暂态电压＋13/6Um， 以Udv＝＋5/3Um为轴线正旋波变化；经过半个 工频周期后，非故障相暂态过电压为-25/6Um， 以Udv＝-25/9Um为轴线正旋波变化；再经过半 个工频周期后故障相达到负最大值时重燃，随 着过零次数增加，过电压逐渐增大。 由于相间电容的抑制作用，过电压最大到3.5Um。
第三部分：消弧性能比较
消 弧 线 圈 分 类 及 产 品 分 析
按消弧线圈的运行方式分类
预调式 随调式
正常运行时，避免串联谐振：
消 弧 线 圈 的 运 行 特 性
1、消弧线圈靠近谐振点运行，加装阻尼电阻，
调匝、调容、偏磁式消弧线圈产品性能介绍
调匝式消弧线圈接地补偿装置产品简介：调匝式消弧线圈是采用有载调压开关调节电抗器的抽头以改变电感值。
电网正常运行时，通过实时测量流过消弧线圈电流的幅值，计算出电网当前方式下的对地电容电流，根据预先设定的最小残流值，由控制器调节有载调压分接头到所需要的补偿档位。
当发生接地故障后，补偿接地时的电容电流，使故障点的残流可以限制在设定的范围之内。
产品特点：结构简单，操作方便，噪声低；对电网运行方式的变化进行自动跟踪。
接地补偿时间做到零秒响应。
装置采用内嵌式工控机作为核心，功能强大，可靠性高。
性能指标：适用电压等级:6KV、10KV、35KV、66KV容量：100-3800KVAR运行方式：预调电容电流测量误差≤2%调节级数≤25级单相接地故障时残流≤5A系统运行时位移电压≤10%调容式消弧线圈接地补偿装置产品简介：调容式消弧线圈是二次调节消弧线圈，消弧线圈本体由主绕组、二次绕组组成。
二次绕组连接电容调节柜。
由4~5组真空接触器控制投切二次调节电容器，当二次电容器全部断开时，主绕组感抗最小，电感电流最大，二次绕组有电容器接入后，根据阻抗折算原理，相当于主绕组两端并接了相同功率的电容，使主绕组电感电流减小。
因而，通过调节二次电容的容量即可控制主绕组的感抗及电感电流的大小。
产品特点：电容器选用BFMJ薄膜自愈型电容，额定工作电压1050V，其内部或外部装有限流线圈，以限制合闸瞬间的浪涌电流。
内部还装有放电电阻。
性能指标：适用电压等级:6KV、10KV、35KV、66KV容量：100-3800KVAR运行方式：预调/随调电容电流测量误差≤2%调节级数≤32级单相接地故障时残流≤5A系统运行时位移电压≤10%偏磁式消弧线圈接地补偿装置产品简介：新型偏磁式快速自动跟踪调谐消弧线圈是将现代电子控制技术与多级磁饱和技术相结合，采用自耦式直流励磁控制方式，实现消弧线圈电感的快速响应和连续可调，该产品采用动态全补偿方式，从根本上解决了全补偿的理想目标与串联谐振引起系统虚幻接地之间的固有矛盾，偏磁式消弧线圈在电网正常运行时阻抗很大，完全消除了串联谐振的隐患，无需串联电阻。
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偏磁式消弧线圈与调匝式消弧线圈
的比较
2012年12月
一、消弧线圈的作用
我公司35KV供电系统全部为中性点不接地即小电流接地系统，这种系统在发生单相接地时，电网仍可带故障运行，这就大大降低了运行成本，增加了供电系统的可靠性。
但这种运行方式在单相接地电流较大时容易产生弧光过电压和相间短路，给供电设备造成了极大的危害。
防止这种危害的方法之一就是在中性点和地之间串联一个电抗器（消弧线圈）。
消弧线圈能有效减少接地点电流，从而达到自动熄灭电弧的目的。
二、偏磁式消弧线圈与调匝式消弧线圈比较
（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）主要优、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）。
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，这样寿命就减小，另外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）
（二）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，它可以带高压快速调节电感值。
（2）主要优、缺点：
①调节范围大，补偿电流上下限之比可达40倍以上；
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，使用寿命同变压器一样长，达到二三十年都不会出现烧毁等问题）；
⑧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）
三、总述
我公司目前使用的消弧线圈大部分都为偏磁式消弧线圈，该
设备设计原理比较先进，现场运行安全、可靠，能对电容电流进行动态补偿，使用效果较好；调匝式消弧线圈暂未在我公司进行使用，且设计原理也存在缺陷。
为了保证变电所正常运行，建议继续采购偏磁式消弧线圈，实现电容电流的动态补偿。
二〇一二年十二月二十九日。