调容式消弧线圈使用说明

一．概述

对于不同电压等级的电力系统，其中性点的接地方式是不同的，根据我国国情，我国6~66KV配电系统中主要采用小电流接地运行方式。为了有效防止系统弧光接地，消除接地故障，提高供电质量，按照国家对过电压保护设计规范新规程规定，电网电容电流超过10A时，均应安装消弧线圈装置。由于中性点经消弧线圈接地的电力系统接地电流小，其对附近的通信干扰小也是这种接地方式的一个优点。

以前我国电网普遍采用手动调匝式消弧线圈，由于不能实时监测电网的电容电流，其主要缺陷表现在以下两个方面：

（1）调节不方便，需要装置退出运行才能进行调节。

（2）判断困难，无法对系统运行状态做出准确判断，因此很难保证失谐度和中性点位移电压满足要求。

我公司所研制生产的DT-ACHC系列调容式消弧线圈装置，该成套装置采用先进的PC104工控机系统，总线式结构，全彩色大屏幕液晶屏，全汉字显示。具有运行稳定可靠、显示直观，抗干扰能力强等特点，同时系统具有完善的参数设置及信息查询功能。该系统克服了以前各消弧线圈装置调节范围小的缺陷，能够进行全面调节。

该装置采用残流增量法和有功功率法等先进算法，对高压接地线路进行选线，选线准确、迅速。

本产品广泛应用于电力供电行业、发电厂、冶金、矿山、煤炭、造纸、石油化工等大型厂矿企业的变配电站，适用电压等级6~110KV，是老式消弧线圈理想的更新换代产品，同时也是新建变电站接地补偿及选线装置的首选配套产品。

二．产品特点

1、控制器采用工控机系统，运行稳定可靠。

2、采用全彩色液晶全中文显示，参数显示、设置及查询方便直观。

3、调节准确、速度快，且调节范围宽，可在0~100%额定电流全范围调节。

4、内嵌高压接地选线模块，采用残流增量法及有功功率法，使选线快速准确。

5、设有RS232及RS485通讯接口，可实现与上位机的通讯，达到信号的远距离传送。

6、可实现报警显示。

7、设有标准并口打印机，可实现数据打印，接地信息打印。

8、具有一控二功能，可实现同一系统内两套消弧线圈随系统运行情况自动变换。三．产品型号说明

四．性能指标

1、电压等级：6KV~110KV

2、母线段数：两段

3、电容电流测量误差：小于2%

4、调档时间：小于20ms

5、接地残流：小于5A

6、控制器电源：

一路交流220V，额定频率：50Hz

一路直流220V/110V，额定频率：50Hz

7、控制器适用环境

温度：-10℃~+45℃

湿度：小于95%

8、选线路数：8~42路

9、通讯接口：RS232/RS485

五．工作原理

（一）工作原理

消弧线圈是一个装设于配电网中性点的可调电感线圈，当电网发生单相接地故障时，消弧线圈的作用是提供一个电感电流，补偿单相接地的电容电流，使电容电流减小到规

定值以下；同时，也使得故障相接地电弧两端的恢复电压速度降低，达到自动熄灭电弧

的目的。

本成套装置为调容式消弧线圈装置，首先根据系统运行方式及发展情况，确定消弧线圈在过补偿条件下的额定容量，即可确定在接地故障时可提供的电感电流。增设消弧

线圈二次电容负荷绕组，同时在该消弧线圈的二次绕组上并联若干组（一般为四至五组）

低压电容器，通过控制器控制真空开关或反并联晶闸管的通断组合来控制二次电容器投

入的数量，来调节消弧线圈二次容抗的大小，从而改变消弧线圈一次侧电感电流的大小。

电力系统正常运行时，消弧线圈装置工作在最大过补偿状态，保证电网中性点不高于电

网额定相电压的15%，控制器实时监测电网线路的对地总容抗。控制器在中性点电压上

升到电网额定相电压的30%及以上时，转入故障工作状态。根据故障前最近一次所测得

电网线路的对地总容抗来调节消弧线圈的感抗，以降低接地弧道中的残流，实现灭弧和

消除接地过电压。当接地故障消除，电网线路电压恢复，中性点电压下降时，控制系统

退出故障工作状态，转入最大过补偿状态。

（二）电容电流测量方法

当系统未发生接地故障时，消弧线圈与系统对地电容形成串联谐振回路，等效原理图如图所示：

其中：E0——系统不平衡电压

U0——位移电压

I0——零序电流

XL——消弧线圈电抗

R——阻尼电阻

XC——被测电容容抗

建立如下方程：

E0=U0+I0*XC

在该式中，U0、I0可实测，而E0不能测量，无法求出XC。为此，改变一下消弧线圈挡位，调档前后E0、XC不变，建立如下方程组：

E0=U01+I01*XC

E0=U02+I02*XC

解方程组得：

XC=（U02-U01）/（I01-I02）

电容电流IC可求得：

IC=相电压/XC

六．装置总体构成

该装置由接地变压器、调容式消弧线圈、电容调节柜、微机控制器、阻尼电阻箱等构成，总体构成图如下：

（一）接地变压器

消弧线圈系统在接入时必须有电源中性点，在其中性点上接入消弧线圈。接地变压器的作用是在电力系统为△型接线或Y型接线中性点未引出时，用接地变压器构造成系统中

性点。

接地变压器采用Z型接线的变压器，即ZN，yn11连接的变压器。由于变压器高压侧采用Z型接线，每相绕组由两段组成，并分别位于不同相的两铁心柱上，两段线圈反极性连接，两相绕组产生的零序磁通相互抵消，故零序阻抗很低，同时空载损耗也非常小，变压器容量可以100%被利用。用普通变压器带消弧线圈时，消弧线圈容量不超过变压器容量的20%，而Z型变压器则可带90%~100%容量的消弧线圈，可以节省投资。

接地变压器除可以带消弧线圈外，也可带二次负载，代替站用变。在带二次负载时，接地变压器的一次容量应为消弧线圈与二次负载容量之和；接地变压器不带二次负荷时，接地变压器容量等于消弧线圈容量。

（二）调容式消弧线圈

调容式消弧线圈与普通消弧线圈的区别，主要是在增设消弧线圈的二次电容负荷绕组，其结构如下图所示。N1为主绕组，N2为二次绕组，在二次侧并联若干组用真空开关或晶闸管通断的电容器，用来调节二次侧电容的容抗值。根据阻抗折算原理，调节二次侧容抗值，即可以达到改变一次侧电感电流的要求。电容值的大小及组数有多种不同排列组合，以满足调节范围和精度的要求。

当消弧线圈的额定电流小于100A时，一、二次绕组无抽头，其电流调节范围为10A 至额定电流。当消弧线圈的额定电流大于或等于100A时，一、二次绕组带有中间抽头，