消弧线圈的调节方式比较
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。
变电站kV消弧线圈接地调节方式及故障处理
变电站 10kV消弧线圈接地调节方式及故障处理随着电网规模的扩大,变电站 10kV 出线增多以及电缆的广泛使用.系统发生单相接地引起的电容电流随之增大。
新颁标准规定：10kV系统(含架空线路1单相接地故障电流大于l0A而又需要在接地故障条件下运行时应采用消弧线圈接地方式。
因此在变电站安装消弧线圈能减小故障点的残余电流。
抑制间歇性弧光过电压及谐振过电压。
对保证系统安全供电起到显著的作用。
一、变电站中性点接地方式的比较1.1中性点不接地方式该中性点接地方式比较经济、简便在接地电容电流较小的条件下。
系统发生单相接地时的接地。
电弧瞬间熄灭。
系统可带故障运行2h。
供电可靠性相对较高。
故世界各地不少中压电网仍在采用不过在许多情况。
中性点不接地仅为一种过渡方式。
随着电网的发展。
当接地电容电流接近或达到某一临界值(一般为10A)时，往往会因间歇电弧接地过电，接地电弧无法自动熄灭。
容易发展成两相短路跳闸，导致事故范围进一步扩大。
1.2中性点经小电阻接地方式该方式的优点是：容易检出单相接地故障线路。
永久接地时切除速度快。
在消除间歇电弧过电压、防止谐振过电压等方面有优势。
缺点在于跳闸率高。
断路器作负担重。
瞬时性接地也跳闸。
易造成用户短时停电。
供电可靠性不高。
另外，短路电流冲击对电缆绝缘造成的损伤较大。
对电子通信设备的电磁干扰也比较严重。
若故障不能及时跳开．电弧有可能连带烧毁同一电缆沟里的其他相邻电缆。
从而扩大事故，造成火灾。
1．3 中性点经消弧线圈接地方式当发生单相接地时。
由于消弧线圈产生的感性电流补偿了故障点的电容电流。
使故障点的残流变小。
从而达到自然熄弧，防止事故扩大甚至消除事故的目的运行经验表明。
消弧线圈对抑制间隙性弧光过电压和铁磁谐振过电压。
降低线路的事故跳闸率。
减少人身伤亡及设备的损坏都有明显的作用。
综上所述，变电站理想的中性点接地方式是：采用快速动作的消弧线圈作为接地设备。
对瞬时性单相接故障，能快速补偿，正确识别故障消除并迅速退出补偿。
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。
消弧线圈的运行与维护
消弧线圈的运行与维护1 消弧线圈的作用消弧线圈的主要作用，是在电力系统发生单相永久性接地时，在接地点，消弧线圈供出的电感电流抵消和补偿了单相接地电容电流，使接地点残流很小，且接地点电压恢复速度很慢，从而接地点不易起弧，使电弧自行熄灭。
这样就可以消除由接地点间歇性电弧引起的过电压，对设备和人身非常安全，又可以不间断供电。
另外，由于消弧线圈的使用，还可以根除铁磁谐振过电压。
消弧线圈正确运行又可以消除电力系统正常运行时的参数谐振过电压等。
消弧线圈的使用，越来越受到人们的重视。
2 消弧线圈的构成和各部分的功能2.1 接地变压器接地变压器的作用是在系统为△型接线时，引出中性点用于加接消弧线圈，该变压器采用Z型接线。
接地变除可带消弧线圈外，也可带二次负载，可代替所用变，从而节省投资费用。
2.2 消弧线圈1）消弧线圈的调流方式：一般分为5种，即：调隙式、调匝式、调容式、偏磁式、调节可控硅的导通角。
2）消弧线圈的补偿方式：一般分为过补、欠补、最小残流3种方式可供选择。
2.3 调谐自动调谐是整套技术的关键部分，所有的计算和控制由它来实现，控制器实时测量出系统对地的电容电流，由此计算出电网当前的脱谐度ε，当脱谐度偏差超出预定范围时，通过控制回路调节输出电感电流，直至脱谐度和残流在预定范围内为止。
2.4 隔离开关、电压互感器隔离开关安装消弧线圈前，用于投切消弧线圈，由于消弧线圈内的电压互感器不满足测量精度，需另设中性点电压互感器测量中性点电压。
3 消弧线圈的配合补偿方式单母线分段接线方式时，两台消弧线圈分别接入两段母线上，母线分段运行，任一条母线发生接地故障时，该母线接入的消弧线圈就动作起到补偿作用。
当两段母线的母联开关合上，两条母线作单母线运行时，其两条母线上接入的两台消弧线圈就存在配合补偿的问题，综合现有的消弧线圈配合补偿方式，分为三种：1）一台固定补偿，一台追踪补偿。
2）两台分别追踪补偿一半电容电流。
3）一台追踪补偿，一台不补偿。
【VIP专享】电网消弧线圈操作
电网操作——消弧线圈操作【模块描述】消弧线圈是中性点不接地系统中独特的电气设备，其作用是补偿系统中的电容电流，防止因开关不能有效灭弧而损坏设备，影响系统安全。
消弧线圈操作及运行，都有其特点及特征，熟悉掌握消弧线圈的操作及分头调整方法，对系统安全运行有重要作用。
【正文】一、消弧线圈状态运行：刀闸在合入状态。
冷备用：刀闸在断开位置。
检修：刀闸在断开位置，在刀闸的消弧线圈侧挂接地线或合接地刀闸。
二、操作命令详解1、**站**消弧线圈由运行转冷备用拉开该消弧线圈刀闸2、**站**消弧线圈由运行转检修拉开该消弧线圈刀闸，在刀闸的消弧线圈侧挂接地线或合接地刀闸。
3、**站**消弧线圈由检修转运行拆除消弧线圈接地线或拉开接地刀闸，合入该消弧线圈刀闸。
4、**站**消弧线圈由冷备用转检修在该与消弧线圈刀闸间挂接地线或合接地刀闸。
5、**站**消弧线圈由检修转冷备用拆除消弧线圈接地线或拉开接地刀闸。
6、**站**消弧线圈由1号主变运行改2号主变运行拉开消弧线圈1号主变01刀闸，合上2号主变02刀闸。
三、消弧线圈操作注意事项1、消弧线圈调整分头时，应先将消弧线圈停用，改完分头后再投入运行。
3、调整分头时的一般顺序是：（1）在过补偿情况下，增加线路长度，应先改变分头然后投入线路；减少线路长度，应先停线路，后改变分头。
（2）在欠补偿情况下，增加线路长度，应先投入线路然后改变分头；减少线路长度，应先改变分头，后停线路。
4、正常情况下，确认网络不存在单相接地时，方可操作消弧线圈的刀闸，接地时禁止操作消弧线圈。
5、不允许将消弧线圈同时接于两台及以上变压器的中性点上。
6、断开消弧线圈与中性点连接的刀闸时，中性点位移电压应较小，一般不应超过5千伏。
否则，值班调度员应采取电网分割法降低位移电压后，再进行操作。
7、若接地运行超过消弧线圈规定的时间，且上层油温超过90°C时，此时消弧线圈必须退出运行，其方法有两种：一是将故障相进行临时的人工接地，然后将消弧线圈退出运行。
消弧线圈自动调谐的原理总结
电容电流的常见测量方法有最大位移电压法、阻抗三角形法、相位调谐法、中性点位移电压曲线法、实时测量法、变频信号法、全状态调谐法。
（1）最大位移电压法
假设三相电源电压对称，大小为Uφ，以A相电压为参考相量，则由图2的电网正常运行状态下零序等值电路得中性点位移电压U0的表达式
=-
式中, 为各相对地电容的不对称度， =- 为中性点未接入消弧线圈时电网的不对称电压， 为电网的脱谐度， 为电网的阻尼率，3C为三相对地总电容。
中性点直接接地系统单相接地时，发生单相接地时，其它两完好相对地电压不升高，因此绝缘水平要求低，可降低绝缘费用，但短路电流大，要迅速切除故障部分，对继电保护的要求高，从而供电可靠性差，对无线通讯影响不大。
中性点经消弧线圈接地后的电路图及相量图见图01，发生单相对地短路时短路点的电流 。电感电流补偿电容电流的百分数成为消弧线圈的补偿度，用 表示为 ，用 表示脱谐度。
因为电压信号U包括高于被测电压几倍的噪声信号，必须滤掉噪声信号。采用高阶带阻滤波器，其输入输出频率特性如图5。对于50 Hz，U0≈0。
系统零序阻抗折算到电压互感器二次侧一般小于10Ω，采用信号注入法测量电容电流，向系统注入的信号功率一般小于20 W，不影响系统正常运行。系统发生接地故障时，注入信号电流源相对系统零序回路处于开路状态，不影响消弧线圈的熄弧效果。
图4注入信号等值回路中消弧线圈感抗与三相电容并联。通过改变注入信号的频率，使电感和电容发生并联谐振，找到系统谐振频率f0，则：
消弧线圈自动调谐的原理总结
消弧线圈自动调谐的原理一、消弧线圈的工作原理电力系统中中性点接地方式主要分为中性点直接接地和中性点不直接接地或中性点经消弧线圈接地。
中性点不接地系统单相接地时，由于没有形成短路回路，流入接地点的电流是非故障相的电容电流之和，该值不大，且三相线电压不变且对称，不必切除接地相，允许继续运行，因此供电可靠性高，但其它两条完好相对地电压升到线电压，是正常时的 倍，因此绝缘水平要求高，增加绝缘费用，对无线通讯有一定影响。
中性点经消弧线圈接地系统单相接地时，除有中性点不接地系统的优点外，还可以减少接地电流，通过消弧线圈的感性补偿，熄灭接地电弧，但接地点的接地相容性电流为3倍的未接地相电容电流，随着网络的延伸，接地电流增大以致使接地电弧不能自行熄灭而引起弧光接地过电压，甚至发展成系统性事故，对无线通讯影响较大。
该方式具有线路接地故障电流较小和自动消除瞬时性接地故障的优点，在我国10 kV 配电网系统中得到了广泛的应用。
中性点直接接地系统单相接地时，发生单相接地时，其它两完好相对地电压不升高，因此绝缘水平要求低，可降低绝缘费用，但短路电流大，要迅速切除故障部分，对继电保护的要求高，从而供电可靠性差，对无线通讯影响不大。
中性点经消弧线圈接地后的电路图及相量图见图01，发生单相对地短路时短路点的电流∑+=C L D I I I ...。
电感电流补偿电容电流的百分数成为消弧线圈的补偿度，用 表示为，用 表示脱谐度。
当 ， 时，消弧线圈电感电流小于线路的电容电流，称为欠补偿； 当 ， 时，消弧线圈电感电流大于线路的电容电流，称为过补偿； 当 ， 时，消弧线圈电感电流与线路电容电流相互抵消，称为全补偿。
通常采用过补偿5%~10%，脱谐度为-0.05~-0.1。
从发挥消弧线圈的作用上来看，脱谐度的绝对值越小越好，最好是处于全补偿状态，即调至谐振点上。
但是在电网正常运行时，小脱谐度的消弧线圈将产生各种谐振过电压。
如当消弧线圈处于全补偿状态时，电网正常稳态运行情况下其中性点位移电压是未补偿电网的10~25倍，这就是通常所说的串联谐振过电压。
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。
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消弧线圈的调节方式主要有：①调匝式；②调容式；③闸流管调节式；④调气隙式；⑤调直流偏磁式
①调匝式
调匝式消弧线圈是将绕组按不同的匝数抽出若干个分接头，用有载分接开关进行切换，改变接入的匝数，从而改变电感量。
调匝式因调节速度慢，只能工作在预调谐方式（即在系统正常运行无接地发生时，消弧线圈跟踪到最佳补偿位置，接地后不再调节），为保证较小的残流，必须在谐振点附近运行。这将导致中性点位移电压升高，因此需加装阻尼电阻进行限压，保证中性点的位移电压不超过15%相电压。其原理如下：
其基本结构如图所示：
直流励磁绕组采取反串连接方式，使整个绕组上感应的工频电压相互抵消。通过对三相全控整流电路输出电流的闭环调节，实现消弧线圈励磁直流电流的控制。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，但实时检测电网电容电流的大小,通过闭环回路检测到电网单相接地后,瞬间(不超过20ms)调节消弧线圈实施全补偿。
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。
图2-2-4为带电容补偿的分可调消弧线圈图2-2-5闸流式消弧线圈原理图
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)。
e.具有接地故障信息记录追忆功能，掉电不丢失；
f.可配置RS232同RS485接口，可同上位机通讯；
g.消弧线圈全静态结构，无机械动作触点，电抗连续可调。
调容式调节速度快，不足之处为：不能连续调节。
③闸流管调节式
这种消弧线圈的具体结构可以有多种多样，但其基本工作原理可以等效成图2-2-5所示电路。图中总电感电流 ，通过调节双向晶闸管scr的控制角 调节 的大小。当晶闸管全导通时， 为标准正弦波，随着导通角 的减小， 变小同时其波形发生畸变，但在 角较小时，总电感电流 的波形是可以接受的， 角越大，电感电流 中的谐波就越严重。所以闸流式消弧线圈的调节范围太小是其最大的缺点，
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容的容量即可控制主绕组的感抗及电感电流的大小。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。
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；