谈单相接地电容电流补偿方式.doc
6～10kV电网接地故障的补偿研究
6～10kV电网接地故障的补偿研究[摘要]减小接地故障点的残流有利于接地电弧的瞬间熄灭及降低间歇性电弧接地过电压。
本文介绍了一种6～l0kv电网电容电流的自动跟踪补偿装置，阐述了该装置的自动跟踪补偿控制及对化工企业6～l0kv电网单相接地电容电流超标问题补偿进行的治理。
[关键词]单相接地电容电流补偿技术中图分类号：tm76 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）13-0236-01配电网故障的80%左右为单相接地故障.单相接地故障中的绝大多数为可自恢复的故障，尤其是自然条件差（台风、雷电频繁）的架空线电网，需要分断断路器处理的永久性单相接地故障更是极少数。
因此，中压配电网大多数采用小电流接地方式。
小电流接地主要有三种方式：中性点不接地、中性点经高电阻接地、中性点经消弧线圈接地。
小电流接地方式是以单相接地故障电弧自行熄灭、故障自恢复为原则的，因此，当电网对地电容电流不太大时，可以采用前两种方式。
当电网电容电流增大后，接地故障点电弧便难以自熄灭。
因此宜采用消弧线圈接地方式。
消弧线圈电流补偿了电网的电容电流，使接地故障点的残流减少，有利于接地电弧的熄灭，同时也限制了接地故障电流的破坏作用，有利于故障点介质绝缘强度的恢复：当残流过零电弧熄灭后，消弧线圈全补偿时还有利于降低恢复电压的初始速度，避免电弧重燃，随即使接地电弧彻底熄灭。
一般电网的阻尼率在1.5%～4%，包含消弧线圈后，阻尼率可到3%～7%，个别电缆绝缘老化或架空线路污秽严重的电网阻尼率可达到10%，消弧线圈仅能补偿电网对地基波电容电流。
随着电网容量的增大、供电电压的升高、供电距离的延伸、电缆网络的增多，接地电流将进一步增大，即使消弧线圈达到全补偿后，接地电流中的有功分量和谐波电流仍有相当值。
因此，当电网的电容电流很大时，消弧线圈接地方式将面临中性点不接地和经高阻接地的同样问题。
发电机会因单相接地故障电流而使铁芯叠片之间熔化焊接，现代高电压大容量发电机制造工艺复杂、造价高，即使定子铁芯发生轻度烧伤也会给检修带来很大的困难，造成很大的经济损失。
IT接地系统单相接地故障后的情况分析
-接地故障保护-规代建览电气No.3Vol.12(Serial No.135)2021IT接地系统单相接地故障后的情况分析武攀$同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海200092%扌商要：分析了IT接地系统在发生单相接地故障下的电压、电流变化情况，计算了35kV高压配电IT接地系统的使用条件和系统的绝缘配合，可为电气设计人员提供参考。
关键词：I接地系统；单相接地故障；电容电流；消弧线圈中图分类号：TU856文献标志码：B文章编号：1674-8417(2021)03-0045-05 DOI：10.16618/ki.1674-8417.2021.03.011武攀(1983_),男，高级工程师，从事建筑电气设计。
0引言电源的接地制式主要有TN-C、TN-C-S、TN-S、TT、IT接地系统。
在我国目前使用比较多的是TN-C-S+TN-S+TT接地系统。
IT接地系统即中性点不接地或经高电阻接地系统，在我国并没有被广泛使用，目前主要被用在不间断供电要求较高和对接地故障电压有严格限制的场所,如应急电源装置、消防、矿井下电气装置、医院手术室以及有防火防爆要求的场所&1-'。
T接地系统一般不建议引出中性线，主要是因为当发生单相接地故障而设备仍需继续运行，这时中性线和其余两正常相对地电压会升高,对人员的生命、线路的安全会带来更大的危险,ITC标准也强烈建议IT接地系统不引出中性线&4-'。
本文主要分析IT接地系统在发生单相接地故障情况下的电压、电流变化，进而分析工程中35kV变配电系统IT接地系统可以使用的情况,供读者参考。
1单相接地故障时电压变化分析一般,电压是指两点间的电位差,例如电压220V是指相线与中性线的电位差,电压380V是指三相线路上两相之间电位差。
通常取大地电位为参考0电位,没有绝对电位，只有相对电位,如果一个电源系统中性点接地，中性点电位即为大地电位，即0电位，则某点与中性点的电位差是与大地的电位差，即对地电压。
单相接地电容电流
单相接地电容电流一、引言单相接地电容电流是电力系统中的一种特殊电流形式，它是由于系统中出现接地故障而产生的。
接地故障是指电力系统中的相线与地之间发生短路或接触，导致电流通过地面流回电源，形成回路。
接地电容电流的产生与电力系统的接地方式、接地电阻等因素有关。
二、接地方式及接地电容电流的产生原理2.1 接地方式电力系统的接地方式主要有直接接地、间接接地和无接地三种形式。
直接接地是指将电力系统中的相线直接接地，通常采用接地刀闸或接地开关实现；间接接地是指通过接地电阻将系统接地，通常采用接地变压器或接地电抗器实现；无接地是指电力系统不与地直接接触，通常用于特殊场合。
2.2 接地电容电流的产生原理接地电容电流的产生是由于电力系统中的电容器与地之间的电容所引起的。
当电容器与地之间发生接地故障时，电流通过电容器与地之间的电容流回电源，形成回路。
接地电容电流的大小与电容值、故障电压、频率等因素有关。
三、接地电容电流的特点接地电容电流具有以下特点：3.1 交流电流接地电容电流属于交流电流，其频率与电力系统的频率一致，通常为50Hz或60Hz。
交流电流的特点是周期性变化，具有正负交替的特性。
3.2 电流幅值较小接地电容电流的幅值通常较小，一般在几十安培以下。
由于电容的特性，接地电容电流的幅值受到电容值及故障电压的影响。
3.3 波形不对称接地电容电流的波形通常不对称，正、负半周期的波形形状不同。
这是由于电容的特性决定的，电容在充电和放电过程中的特性不同。
3.4 含有谐波成分接地电容电流中通常含有谐波成分，这是由于电力系统中存在非线性负载和谐波源所引起的。
谐波成分对电力系统的稳定运行具有一定的影响。
四、接地电容电流的影响及防护措施4.1 影响接地电容电流对电力系统的影响主要表现在以下几个方面：1.电压失真：接地电容电流中的谐波成分会引起电力系统中的电压失真，影响电力设备的正常运行。
2.电流过载：接地电容电流的存在会导致系统中的电流增大，可能引起设备过载，甚至烧毁设备。
单相接地电容电流
自动化论坛：单相接地电容电流的计算方法单相接地电容电流的计算4.1 空载电缆电容电流的计算方法有以下两种：（1）根据单相对地电容，计算电容电流(见参考文献2)。
Ic=√3×UP×ω×C×103式中: UP━电网线电压(kV)C ━单相对地电容(F)一般电缆单位电容为200-400 pF/m左右（可查电缆厂家样本）。
（2）根据经验公式，计算电容电流Ic=0.1×UP ×L式中: UP━电网线电压(kV)L ━电缆长度(km)4.2 架空线电容电流的计算有以下两种：（1）根据单相对地电容,计算电容电流Ic=√3×UP×ω×C×103式中: UP━电网线电压(kV)C ━单相对地电容(F)一般架空线单位电容为5-6 pF/m。
（2）根据经验公式,计算电容电流Ic= (2.7~3.3)×UP×L×10-3式中: UP━电网线电压(kV)L ━架空线长度(km)2.7━系数，适用于无架空地线的线路3.3━系数，适用于有架空地线的线路关于单相接地电容电流计算单相接地电容电流我所知道估算公式：对架空线：Ic=UL / 350对电缆：Ic=UL / 10我想请问的是L是指的架空线长度还是架空线距离？比如是三相的L是不是为距离X 3 另请问有没有更详细的计算方法？工业与民用配电设计手册上对L的定义是线路的长度，单位km，这里的长度与楼主说的距离是同一个概念，也就是说L是指架空线或电缆的距离，三相不需要再用距离乘以3更详细的单相接地电容电流计算公式见附件，摘自工业与民用配电设计手册152页描述:没有文件说明附件:( 189 K)单相接地电容电流计算.pdf下载次数(27)首先应该明确为什么要算这个电容电流，一般计算单相接地电容电流首先要了解，中性点接地系统的分类，什么样的系统才要计算单相接地电容电流，相关国家规定是怎样规定的，算出这个电流怎样进行相关的补偿，选用什么装置进行补偿，补偿的分类是欠补偿，还是过补偿，还是完全补偿，为什么要选用过补偿，单单理解怎样计算是没有任何用处的，中性点接地系统是个综合问题，考虑的要全面。
单项接地电容电流
单项接地电容电流的规定和限制措施一、规定要求：《煤矿安全规程》第453条规定：矿井6000V及以上高压电网，必须采取措施限制单相接地电容电流，生产矿井不超过20A，新建矿井不超过10A。
矿井高压电网中的变压器都采用中性点不接地的运行方式，此种运行方式当变电容量过大进将产生较大的单相接地电容电流。
单相接地电流过大可能引起电气火灾和电雷管超前引爆等故障。
从安全角度讲，国家规定额定安全电压最高值为42V，对煤矿井下规定额定安全电压为36V，取上限为42V，《规程》规定，接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω。
而单相接地电流应限制在42V/2Ω=21A以下。
因此规程规定，对于大中型矿井，当高压电网的单相接地电容电流超过20A时，可采取变压器中性点经消弧电抗线圈接地或缩短供电网络距离等补偿措施。
二、矿井下的变压器中性点不能直接接地：因为对于中性点直接接地的连接方式，一旦发生系统中一相接地而出现除中性点外的另一个接地点，则会发生严重的短路。
此时接地故障相电流很大，容易损坏设备，危害人身安全。
对于矿井而言，大短路电流可能会产生电火花，易导致井下易爆气体爆炸。
因此井下变压器中性点不能直接接地。
而对于中性点不接地的系统，即使发生单相接地，也不会造成短路，系统仍然可以继续运行，保证可靠性。
但此时非接地相电压将升高至线电压，所以此类系统对于绝缘的要求较高。
由于高压绝缘较困难，所以通常高压输电网采用中性点直接接地，而中压系统主要是采用中性点不接地。
三、单相接地电容电流的危害1、人体触电：在绝缘电阻和分布电容一定时，电网电压越高，人体触电时的危险性就越大。
当电网电压一定时，供电线路越长而对地分布电容越大，人体触电时危险性就越大。
2、接地电压升高：供电系统中任一相绝缘损坏接地时，该相对地电压等于零，其他非故障两相对地电压升高达电网线电压（即为正常工作的√3倍，即线电压），易使绝缘薄弱处击穿造成两相接地、相间短路。
非故障两相对地电容电流也随之增大为正常时的√3倍，接地点的接地电流是非故障两相对地电容电流的矢量和，即为正常时对地电容电流的3倍。
第二节 中性点不接地电网中单相接地故障的保护
第二节 小接地电流系统单相接地故障的保护一、中性点不接地系统单相接地的特点和保护方式（一）单相接地的特点图5—12(a)所示为一中性点不接地的简单系统。
为分析方便，假定电网负荷为零，并忽略电源和线路上的压降。
电网各相对地电容为0C ，这三个电容相当一对称负载，其中性点就是大地。
所以正常运行时，电源中性点对地电压等于零，即0=∙N U ，又因为忽略电源和线路上的压降，所以各相对地电压即为相电势。
各相电容0C 在三相对称电压作用下，产生三相电容电流也是对称的，并超前相应电压 90。
其相量如图5—12(b)所示。
三相对地电压之和与三相电容电流之和都为零，所以电网正常运行时无零序电压和零序电流。
图 5-12 中性点不接地的简单系统（a ）系统图；（b ）正常运行时的相量图；(c)接地故障时的相量图当A 相线路发生一点接地时，接地相对地电容0C 被短接，A 相对地电压变为零。
此时中性点对地电压就是中性点对A 相的电压，即A N E U ∙∙-=。
线路各相对地电压和零序电压分别为A KC KB KA K j A AC KC j A A B KB KA E U U U U eE E E U e E E E U U ∙∙∙∙∙∙∙∙∙-∙∙∙∙∙-=++==-==-==)(31330015015000 （5-17）上式说明，A 相接地后B 相和C 相对地电压升高3倍，此时三相电压之和不为零，出现了零序电压。
其相量如图5—12(c)所示。
保护安装点各相电流和故障点三倍零序电流分别为)(3)()(00000KC KB C B A K KC KB C B A KCC KBB U UC j I I I I U U C j I I I U C j I U C j I ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙+=++=+-=+-===ωωωω （5—18）上式说明，两非故障相出现超前相电压90的电容电流，流向故障点的电流，即为零序电容电流。
10KV的电网中性点不接地单相接地时的电容电流
10KV的电网中性点不接地单相接地时的电容电流下面是一些摘录资料:在GB50070-94《矿山电力设计规范》第2。
0。
10条中规定，“矿井6-10KV电网，当单相接地电容电流小于等于10A时，宜采用电源中性点不接地方式；大于10A时，必须采取限制措施”。
这条规定是依据国内外有关科研成果和国内外现行规程、标准以及人身触电安全要求等三方面作出的。
现分述如下：1、试验研究和运行经验数据①《电缆网络单相接地电弧电流不自熄下限试验研究》技术鉴定书指出，“电弧引弧试验的数据近200个。
这些数据客观地、真实地描述了在给定工况条件下，电缆接地电弧电流的熄灭情况”。
部级鉴定委员会同意由西北电力中试所和北京煤炭设计研究院完成的试验研究报告，并肯定该报告可供修改规程、规范时参考。
该报告的结论是，电弧接地不自熄电流下限值：全塑电缆25A；油浸纸绝缘电缆15A；交联电缆10A。
以安全计应取其中最小值10A。
②华中、湖北电力试验研究所1992年试验研究的成果表明，3-10KV架空配电线路，当电容电流在16A及以上时，不能自熄电弧；当电容电流小于10A，几乎全能自熄。
③湖北省6-10KV配电网运行经验与上述试验研究结果一致。
④开滦矿务局赵各庄煤矿从60年代以来，单相接地电容电流达18A左右，井下高压电缆发生着火事故次数显著增多。
⑤原中国统配煤矿总公司6KV电网安全调研组于1988年对引起矿井电缆“放炮”事故做了统计分析。
结论是，电容电流在20A左右的矿井电缆“放炮”事故仍很严重。
⑥（GB50070-94）《矿山电力设计规范》专题组编写的《关于矿井高压电网单相接地电流限值问题的分析讨论》报告中指出，某矿实测6KV电网电容电流为16A，曾发生多重接地故障。
⑦中国矿业大学《矿井6KV电网单相接地电流及限制方案的制定》一文指出，实验研究和仿真计算结果表明，当单相接地电弧电流小于10A时，电弧可自熄。
⑧前苏联《煤矿供电效率的提高》专著中指出，当接地电容电流大于10A时，中性点应采用消弧线圈补偿方式。
单相接地电容电流的计算.
1 前言前言前言前言众所周知10kV中性点不接地系统(小电流接地系统具有如下特点:当一相发生金属性接地故障时,接地相对地电位为零,其它两相对地电位比接地前升高√3倍,一般情况下,当发生单相金属性接地故障时,流过故障点的短路电流仅为全部线路接地电容电流之和其值并不大,发出接地信号,值班人员可在2小时内选择和排除接地故障,保证连续不间断供电。
2 单相接地电容电流的危害单相接地电容电流的危害单相接地电容电流的危害单相接地电容电流的危害当电网发展到一定规模,10kV出线总长度增加,对地电容较大时,单相接地电流就不容忽视。
当单相接地电流超出允许值,接地电弧不易熄灭,易产生较高弧光间歇接地过电压,波及整个电网。
单相接地电容电流过大的危害主要体现在五个方面:1弧光接地过电压危害当电容电流过大,接地点电弧不能自行熄灭,出现间歇性电弧接地时,产生弧光接地过电压,这种过电压可达相电压的3-5倍或更高,它遍布于整个电网中,并且持续时间长,可达几小时,它不仅击穿电网中的绝缘薄弱环节,可使用电设备、电缆、变压器变压器变压器变压器等绝缘老化,缩短使用寿命,而且对整个电网绝缘都有很大的危害。
2造成接地点热破坏及接地网电压升高单相接地电容电流过大,使接地点热效应增大,对电缆等设备造成热破坏,该电流流入接地网后由于接地电阻的原因,使整个接地电网电压升高,危害人身安全。
3交流杂散电流危害电容电流流入大地后,在大地中形成杂散电流,该电流可能产生火花,引燃可燃气体、煤尘爆炸等,可能造成雷管先期放炮,并且腐蚀水管,气管等金属设施。
4接地电弧还会直接引起火灾,甚至直接引起可燃气体、煤尘爆炸。
5配电网对地电容电流增大后,架空线路尤其是雷雨季节,因单相接地引起的短路跳闸事故占很大比例。
3 单相接地电容电流的补偿原则单相接地电容电流的补偿原则单相接地电容电流的补偿原则单相接地电容电流的补偿原则我国的相关电力设计技术规程中规定,3~10kV的电力网单相接地故障电流大于30A时应装设消弧线圈。
单相接地电容电流及保护定值计算
摘自本人撰写的《余热（中册）》一一五、已知热电厂10KV 供电线路有8回，额定电压为10.5KV ，架空线路总长度为9.6Km ，电缆线路总长度为6Km ，计算单相接地时系统总的零序(电容)电流为多少安？ 由于热电厂10KV 供电系统为中性点不接地的运行方式，所以应按照公式1、2进行计算：1.对于架空线路 I dC0（架空）＝350UL （A ） 2.对于电缆线路 I dC0（电缆）＝10UL （A ） 式中 U ——线路额定线电压（KV ）L ——与电压U 具有电联系的线路长度（Km ）解：根据公式1、2计算出10KV 供电线路单相接地时的零序（电容）电流为： I dC0（总）＝3509.610.5⨯＋10610.5⨯＝0.288＋6.3≈6.6（A ） 一一六、如何计算10KV 中性点不接地系统，线路单相接地的零序电流保护定值？ 中性点不接地系统发生单相接地故障时，非故障线路流过的零序电流为本线路的对地电容电流，而故障线路流过的零序电流为所有非故障线路的对地电容电流之和。
为使保护装置具有高度的灵敏性，所以非故障线路的零序电流保护不应动作，故零序电流保护的动作电流必须大于外部接地故障时流过本线路的零序电流，因此零序电流保护的动作电流I dz 应为： I dz ＝K K 3U φωC 0＝K K I dC0式中 K K ——可靠系数。
本次计算按8回线路中的4回在运行，故选取4。
I dC0——本线路的对地电容电流。
举例：已知上题10KV 线路单相接地时，系统总的零序电流I dC （总）＝6.6安，计算其中1回线路零序电流保护的定值为多少安？解： I dz ＝K K I dC0 本计算的可靠系数按照K K ＝4选取则： I dz ＝4×86.6＝3.3（A ） 选取3.3A 该电流系流过零序电流互感器一次侧的动作电流。
如果零序电流互感器标明了其变流比，则应根据变流比计算出零序电流保护装置的动作电流；若零序电流互感器未标明其变流比，则应通过现场实测的方法，测量零序电流互感器二次测的电流，该电流就是保护装置的动作电流。
(完整word版)接地电容电流分析
中性点不接地系统电容电流中性点不接地的运行方式，电力系统的中性点不与大地相接.我国3～66kV系统，特别是3～10kV系统，一般采用中性点不接地的运行方式。
中性点不接地系统正常运行时，各相对地电压是对称的，中性点对地电压为零，电网中无零序电压。
由于任意两个导体之间隔以绝缘介质时，就形成电容，所以三相交流电力系统中相与相之间及相与地之间都存在着一定的电容。
系统正常运行时，三相电压UA、UB、UC是对称的，三相的对地电容电流Ico.A、Ico.B、Ico.C 也是平衡的。
所以三相的电容电流相量和等于0，没有电流在地中流动。
每个相对地电压就等于相电压.当系统出现单相接地故障时(假设C相接地），故障电流Id（在下图中实际就是Ic）没有返回电源的通路，只能通过另外两非故障相（如A、B相）的对地电容返回电源。
I=U/Xc=ωCU,而C∝S/d,即与电容极板面积成正比、而与极板距离成反比。
所以线路对地电容，特别是架空线路对地电容很小，容抗很大，所以Id 很小，按照规范,不得大于20A,同时作为此系统（如10KV系统）负载工作的10KV变电所（10/0.38KV），其保护接地电阻按规范不得大于4Ω（交流电气装置的接地设计技术规范，DL/T 621），所以低压系统对地电位升高有限（一般不超80V，保护接地电阻做重复接地时不超50V)。
此时C相对地电压为0,而A相对地电压而B相相对地电压,同时U’a、U’b相差60度.由此可见，C相接地时，不接地的A、B两相对地电压由原来的相电压升高到线电压(即升高到原来对地电压的√3倍，即1.732倍)，相位差60度.C相接地时,系统接地电流（电容电流）IC应为A、B两相对地电容电流之和。
由于一般习惯将从电源到负荷方向取为各相电流的正方向，所以：。
IC＝√3ICA又因Ica＝U’A／XC＝√3UA／XC＝√3IC0，因此IC＝√3Ica=3IC0,即一相接地的电容电流为正常运行时每相电容电流的三倍。
单相接地电容电流
单相接地电容电流
单相接地电容电流是指电力系统中出现的一种电流，它与系统接地电容有关。
这种电流会引起电力设备损坏，甚至会导致人身安全事故的发生。
因此，我们需要了解单相接地电容电流及其防护措施。
在电力系统中，接地电容是指电力设备与大地之间的绝缘物质。
在正常情况下，接地电容的电场是均匀的，接地电流很小，并且不危险。
但在某些情况下，比如设备被雷击等不正常情况下，接地电容的电场就会变得不均匀，从而导致接地电流增大。
单相接地电容电流的产生，往往是由于接地电容与其他受到外部干扰的因素共同作用的结果。
例如，在接地电容电压升高时，会产生较大的谐波电流，这些电流会引起设备的损坏。
因此，我们需要寻找方法来减小这种电流的危害。
一种解决单相接地电容电流的方法是通过对系统接地方式的改变。
我们可以采用多点接地系统，这样可以减小单一点的接地电容。
还可以采用天线接地、沟槽接地等方式来降低接地电容的大小。
此外，我们还可以使用接地电阻器、接地反推电抗器等装置来减小单相接地电容电流，从而降低设备的损坏风险。
这些装置能够使得接地电压在一定的范围内波动，从而引起的单相接地电容电流得以减小。
总之，单相接地电容电流是电力系统中的一种特殊电流，它的产生对电力设备和人身安全会造成很大的威胁。
减小单相接地电容电流的方法有很多种，可以采用多点接地、天线接地、接地电阻器等装置。
我们在电力系统的建设和运行中，应时刻注意单相接地电容电流的问题，制定相应的防护措施，保障电力系统的安全运行。
关于电力系统中性点接地方式及其单相接地故障的分析
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==Cj 1UI U -U U ABBA ABωA 电力系统接地综述杨森，马海亮，孙少华，杨宏宇，孟天娇，刘乔（华北电力大学）Summary of power system groundingSen-YANG ,Hailiang-MA,Shaohua-SUN,Hongyu-Y ANG ,Tianjiao-MENG,Qiao-liu(North China Electric Power University) Abstract:This paper discusses the power system grounding ，and when it breaks down,the changesof each phase voltage Electric current based on current theory and simulation,as well as arc suppression circle what is applied to the problem.Keywords:voltage,current,grounding,arc suppression circle 摘要：本文主要论述了电力系统接地方式，发生故障时各相电压、电流的理论和仿真变化情况，以及处理中所应用的消弧线圈。
关键字：电压、电流、接地、消弧线圈1、电力系统中性点的接地方式电力系统中性点的接地方式分为4类：①电源中性点不接地；②电源中性点经阻抗接地，在高电压系统中通常是经消弧线圈接地；③电源中性点直接接地；④经低电阻接地。
前两类系统称为小接地电流系统，亦称中性点非有效接地系统；后两类系统称为大接地电流系统，亦称中性点有效接地系统。
注：后两类经常可以看做一类。
2.接地方式2.1中性点不接地如图1系统正常运行时,三相电压对称，三相对地电容电流c b a I I I 、、也是平衡的,三相电容电流的相量和为零，没有电流在地中流动。
中高压电网电容电流的测量与补偿
０ ０＋ Ｕ ｏ＝ 一 Ｍ ｃ
加以补偿 ，使补偿后的残余电流符合安全要求。
图 ２ 接 地 电容 电流 向量
２ 系 统 分 析
电 网在正 常运 行情 况下 ，系统 三 相 电压 基本 对 称平 衡 ，三相 对地 电容 相等 ，地 中没有 电容 电 流流
此时 ，Ｍ 下降到 ０ 。 。 ，Ｍ 移至相 电压 ，Ｍ 和 ‰ 。
性点加消弧电抗器的补偿原理及补偿方式。 关键词 ：中高压 电网；电容电流；补偿 中图分 类号 ：Ｔ ９ 文 献标识 码 ：Ｂ Ｍ３ 文 章编 号 ：１０ ０７—１８ ２Ｏ ）０ —０ １ —０ ０３（０７ ４ ０１ ２
Ｔ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔａ ｄ ｃ ｍｐ ｎ ａｉｎ ｏ ｈ ｌｃｒｃ ｃ ｐ ｃｔ ｎ ｈ ａ ｕ ｅ ｎ ｎ ｏ ｅ ｓ ｔ ｆｔ ｅ ｅｅ ｔｉ ａ ａ ｉ ａ ｄ ｏ ｙ ｃ ｒｅ ｔｏ ｅ ｍｅ ｉｍ — ｉｈ ｖ ｌ ｇ ｌｃｒｆ ｄ ｗｉｅ ｎ ｔｉｇ ｕ ｒ ｎ ｆｔ ｄｕ —ｈｇ ｏｔ ｅ ｅｅ ｔｉ ｅ ｒ ｅｔｎ ｈ ａ ｉ
地相对 地 电压 为 ０ ，电压 向量如 图 １ 示 。 所
相电容电流均增大√倍，其数值分别为： ３
Ｃ ｊ ） Ａ ｕＡ Ｃ ａ。 Ｃ ＝ｊ ． 。 Ｂ ｕｆ ｃ ｏ
ｃ ＝ｊ （ 。 ｃ ｕｃ ｃ Ｕ
则 故 障时 的电容 电流 ：
Ｃ — ． ， 二
Ｉ ＝ｌｃ ｃ ｆ Ａ＋ｌＣ ＋Ｉｃ ＝ ｊ ｏｃ Ｉ８ ｃ ３ ｏｏ Ｊ
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２ ７ 第４ ０ 年 期 ０
河 北 煤 炭
中高压 电 网 电容 电流 的测 量 与 补偿
孙 爱 群
（ 河北金能 邯矿集 团陶二 电厂 ，河北 邯郸 Ｏ６ ０ ） ５１ ５
接地电容电流计算
1前言众所周知10kV中性点不接地系统(小电流接地系统)具有如下特点：当一相发生金属性接地故障时，接地相对地电位为零，其它两相对地电位比接地前升高√3倍，一般情况下，当发生单相金属性接地故障时，流过故障点的短路电流仅为全部线路接地电容电流之和其值并不大，发出接地信号，值班人员可在2小时内选择和排除接地故障，保证连续不间断供电。
2单相接地电容电流的危害当电网发展到一定规模，10kV出线总长度增加，对地电容较大时，单相接地电流就不容忽视。
当单相接地电流超出允许值，接地电弧不易熄灭，易产生较高弧光间歇接地过电压，波及整个电网。
单相接地电容电流过大的危害主要体现在五个方面：1）弧光接地过电压危害当电容电流过大，接地点电弧不能自行熄灭，出现间歇性电弧接地时，产生弧光接地过电压，这种过电压可达相电压的3-5倍或更高，它遍布于整个电网中，并且持续时间长，可达几小时，它不仅击穿电网中的绝缘薄弱环节，可使用电设备、电缆、变压器等绝缘老化，缩短使用寿命，而且对整个电网绝缘都有很大的危害。
2）造成接地点热破坏及接地网电压升高单相接地电容电流过大，使接地点热效应增大，对电缆等设备造成热破坏，该电流流入接地网后由于接地电阻的原因，使整个接地电网电压升高，危害人身安全。
3）交流杂散电流危害电容电流流入大地后，在大地中形成杂散电流，该电流可能产生火花，引燃可燃气体、煤尘爆炸等，可能造成雷管先期放炮，并且腐蚀水管，气管等金属设施。
4）接地电弧还会直接引起火灾,甚至直接引起可燃气体、煤尘爆炸。
5）配电网对地电容电流增大后，架空线路尤其是雷雨季节，因单相接地引起的短路跳闸事故占很大比例。
3 单相接地电容电流的补偿原则我国的相关电力设计技术规程中规定，3～10kV的电力网单相接地故障电流大于30A时应装设消弧线圈。
消弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障后，提供一电感电流，补偿接地电容电流，使接地电流减小，也使得故障相接地电弧两端的恢复电压速度降低，达到熄灭电弧的目的。
单相接地电容电流的计算
电网单相接地电容电流的计算和测量第一节有关电缆参数影响电网单相接地电容电流的因素很多，其中最大因素是电缆参数，即电缆芯对地的电容，不同的电缆有不同的参数表１和表２所示的是三芯油纸电缆和交流聚乙烯电缆参数。
表１６～１０ＫＶ三芯油纸电缆每ＫＭ对地电容及单相接地电容电流表２６～１０ＫＶ交流聚乙烯电缆参数电缆的参数还包括电缆的直流对地电阻，一般对地电阻电流为对地电容电流的３～５％。
第二节电网单相接地故障电容电流计算电网单相接地故障电容电流准确计算直接影响到选用补偿装置范围，特别是对新建变电站。
对６ＫＶ电网一般计算公式为：ＩＣ＝１．１４×ＩＣＣ＋２．８＋ＩＤＣ对于１０ＫＶ电网一般计算公式为：ＩＣ＝１．２×ＩＣＣ＋４．８＋ＩＤＣ式中：ＩＣ为电网单相接地电流，ＩＣＣ为电缆计算电容电流，ＩＤＣ为电网浪涌电容电流。
在计算电网单相接地故障电容电流时，要充分考虑到实际电网情况，特别是新建变电站，要充分考虑回路末端开关站以下高压部分电流。
第三节中性点小电阻接地电网特点１、单相接地电容电流测量方法，准备电压表、电流表各一块，６ＫＶ电力电容器若干，接地线及高压试电笔等。
２、测量步骤(１)测量电网自然不平衡电压Ｕ０１。
在电网正常运行时，去掉电压互感器二次开口三角上的负载，接上电压表，这时电压表的读数即为Ｕ０１，电压表不要拆除。
(２)选附加电容Ｃ：估算一下电网电容电流ＩＣ，估算出ＩＣ后，按以下条件选取附加电容Ｃ：Ｕ０１≤１Ｖ，０．０４５ＩＣ≤Ｃ≤０．１ＩＣ；Ｕ０１>１Ｖ，０．０９２ＩＣ≤Ｃ<０．１３ＩＣ。
式中Ｃ单位为μF，确定C值后，按照电力电容器铭牌上的电容值即可选定附加电容器或电容器组。
(３)选择电流表量程。
电流表量程的安培数必须大于附加电容微法数，宜大出２５％左右为佳。
(４)选定某一备用开关柜或带有下隔离开关的停送电柜。
将选定的电容器或电容器组同电流表串联后可靠接地，如图２所示。
必须做到：将电容器放在绝缘垫上，外壳可靠地接到电流表上；将电流表两端用一导线搭接，达到既接触良好，又可方便地挑开；准备好电容器放电接地线。
浅谈35千伏线路单相接地处理方法
浅谈35千伏线路单相接地处理方法摘要：线路单相接地现象在日常的故障处理中十分常见，处理这类故障也是有法可循的。
本文站从调度员的角度出发，以万安站一条35千伏出线单相接地为例，总结了单相接地故障判断和快速处理方法，对于其他35千伏线路接地也有参考借鉴作用。
关键字：调度，35千伏线，单相接地配电线路是电力系统的主要组成部分，在同一电压等级的母线上又有多条输出或输入配电线路相连接，每一条配电线路又有很多分支，按辐射状架设，再与配电变压器连接，由配电变压器降成低压后供给广大的用户使用。
在这类配电线路中，常会发生相间短路、过电流（过负荷）和单相接地等故障现象。
其中，单相接地的发生最为频繁，占系统总故障率的70%以上，短路故障也多为单相接地后演变成多相接地而形成的。
单相接地是指配电线路上的A、B、C三相中，任意一相导线发生断线落地或接触树木、建筑物或电线杆、塔倒地与大地之剑形成导电回路以及大气雷电或其他原因形成过电压，致使配电设备的绝缘材料遭到破坏后，对地绝缘电阻明显过低等现象。
当小接地电流系统发生单相接地时，由于没有直接构成回路，接地电容电流比负载电流小得多，而且系统线电压仍然保持对称，不影响对用户的供电。
因此，规程规定允许带一个接地点继续运行不超过2小时。
但是由于非故障相对地电压的升高，对绝缘造成威胁。
因此，对已发生接地的线路，应尽快发现并处理。
一、35KV副母单相接地的判别当发生单相接地、谐振、缺相及压变高压熔丝熔断时，会有比较相似的现象发生，但是细细分析各自又有所不同。
当发生单相接地时，站内以及SCADA系统会有“35千伏母线接地”、“某号消弧线圈动作”等信号发出，继电保护不动作跳闸，动作于信号，接地故障相对地电压下降，其它两相电压升高，压变指示灯故障相暗，其它两相亮，若为金属性接地故障，故障相对地电压下降至零，其他二相相对地电压升高倍，线电压不变，压变3V0显示100V左右，消谐灯亮。
消弧线圈有电流，并且电流值应等于该消弧线圈的档位对应的补偿电流，有小电流选线装置的，其动作选线。
10kV线路电容电流补偿方式分析
10kV线路电容电流补偿方式分析电缆相间和相对地电容比较大，在正常运行以及故障条件下都会存在大电容电流，尤其对于轻载长电缆线路来说。
电容电流问题会加大线路安全隐患，为了补偿电力系统的电容电流，就必须应用有效技术措施。
在10kV线路运行期间，应当注重补偿效果，以此维护供电可靠性，减少设备损耗，从根本上提升系统功率因数，加强供电质量。
1、10kV线路保护存在的问题通常情况下，10kV线路长度在1km左右，其中部分线路为双电源。
在线路运行期间常常配置两段式电压速断，限时过流保护以及电流闭锁。
对于10kV线路工程来说，仅仅通过以上保护措施无法满足保护标准，并且对于Y型线路来说，不能采用整定计算方式实现保护效果。
对于地方10kV线路来说，由于会受到环境以及地理影响，导致电源点与负荷区域之间的位置比较远，电网运行过程中，会增加出线开关分闸机。
若将消弧线圈设置在电站中，当某电站发生跳闸施工之后，会导致消弧线圈退出运行，此时就会影响系统补偿效果。
因此消弧线圈不能设置在水电站。
由于10kV线路在欠补偿状态下极易产生谐振故障，所以必须注重电容电流补偿。
电网10kV系统不能集中进行电容电流补偿，因此无法将消弧线圈设置在变电站中。
在出现单相接地故障之后，接地电弧不会自动熄灭，此时就会导致相间短路。
电弧接地时会加大相电压，损坏电力系统中的薄弱设备，还会影响电力系统和电力设备运行安全性和稳定性。
所以，日常检修与维护期间需要合理应用补偿技术改善此类问题，可以通过电流补偿和电压补偿方式处理，以此消除电容电流的不利影响。
如果电力系统在正常运行状态下使用欠补偿方式，消弧线圈感性补偿电流小于线路电容电流，此时残余电流为容性。
当线路开关跳闸之后，会相应减少总容性电流分量，此时补偿残余电流近似于零。
在补偿之后，会加大中性点位移电压，此时会产生系统全补偿现象，导致系统运行期间发生振荡事故。
如果电力系统在正常运行状态下使用欠补偿方式，消弧线圈感性补偿电流大于线路电容电流，此时残余电流为感性。
10kV配电网单相接地电容电流的工程计算法探讨_陈立军
10kV配电网单相接地电容电流的工程计算法探讨陈立军(广东电网公司惠州供电局,广东惠州516300)摘要:10kV配电网中性点采用经小电阻接地方式或经消弧线圈接地方式,关键问题是10k V母线接地电容电流值的计算是否正确。
简要介绍了配电网中的小电流接地系统中的单相接地电容电流的组成,论述了电容电流工程计算法是判断新建工程项目是否装设小电阻或消弧系统的有效手段,分析了不同情况下单相接地电容电流的算法,通过对110k V变电站10kV母线电容电流进行现场测量并和计算值对比的实例,分析和验证了该工程计算方法具有很高的精度,可以大力推广应用。
关键词:配电网;小电阻接地;消弧线圈接地;单相接地;电容电流中图分类号:TM744文献标识码:B文章编号:1003-4897(2006)15-0083-030引言配电网中小电流接地系统中的单相接地电容电流由电力线路(电缆和架空线路)及电力设备(同步发电机、大容量同步电动机和变压器等)两部分的电容电流组成。
此外,旋转电机的过电压保护用的吸收电容、高压真空断路器中用于限制操作过电压的RC吸收装置的电容,其值也要计算在内。
架空线路的电容电流比同样长度下的电缆电容电流小得多,而电力设备的电容电流比电力线路小得更多,故通常只计算电缆和架空线路的电容电流。
如果电网中有同步发电机或大容量同步电动机时,也应计算其电容电流;或是按经验统计数据,估算因电力设备引起的电容电流值。
现将10kV及以下配电网单相接地电容电流的工程计算法介绍如下。
16~10kV电力线路电容电流6~10kV电缆线路每公里长度的单相接地电容电流按下列公式计算:6kV电缆I c6=U n(95+2.84S)/(2200+6S)10kV电缆I c10=U n(95+2.84S)/(2200+ 6S)式中:S为电缆芯线截面,mm2;U n为额定电压,kV。
为简化计算,6~10kV电缆线路每公里长度的电容电流值列于表1中。
10kV配电网中性点接地方式探讨
10kV配电网中性点接地方式探讨【摘要】配电网中性点接地运行方式因为直接影响到10kV配电网的正常运行，所以对于城市日常用电来说具有重要的意义。
本文就10kV配电网中性点接地方式进行了探讨，详细分析了几种常用的接地方式并进行了比较，从而给出了10kV配电网中性点接地方式的选择原则。
【关键词】10kV配电网；中性点；接地方式0 前言电力系统中性点接地方式是一个涉及电力系统许多方面的综合性技术课题，它不仅涉及到电网本身的安全可靠性、过电压绝缘水平的选择，而且对通讯干扰、人身安全有重要影响。
过去我国10kV配电网主要采用中性点不接地和经消弧线圈接地方式，20世纪80年代中后期为适应城区电网的迅速发展，特别是电缆的大量使用后，出现了l0kV配电网中性点经低电阻接地方式。
当然，每一种中性点接地方式各有其特点和优缺点，因此，若想发挥出每一种中性点接地方式最大的用处，就要因地制宜地确定配电网中性点接地方式。
1 各种配电网常用的接地方式的单相接地故障分析1.1 中性点不接地中性点不接地系统C相不完全接地故障的电路图和矢量图如图1所示。
图1 中性点不接地系统C相不完全接地故障C相经过过渡电阻Rd接地，各相对地电压由下式表示：分析式（5）可知，当Rd变化时，矢量UNd始端的轨迹是以接地相的相电压UC为直径的位于其顺时针一侧的半圆，如图1（b）所示。
1.2 中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地系统C相不完全接地故障电路图如图2所示。
显然在此系统中，式（2）将变为：分析式（9）可知，当Rd变化时，可分3种情况讨论：（1）欠补偿。
矢量UNd始端的轨迹是以接地相的相电压Uc为直径的位于其顺时针一侧的半圆，跟中性点不接地系统完全一样。
（2）全补偿。
矢量UNd始端固定在点C，此时C′等于0。
（3）过补偿。
矢量UNd始端的轨迹是以接地相电压Uc为直径的位于其逆时针一侧的半圆，与中性点不接地系统相位相反。
1.3 中性点经电阻接地中性点经电阻接地系统只是将图2的消弧线圈换成电阻R，显然式（6）将变为：当发生C相不完全接地故障时，随着Rd的变化，矢量UNd始端的轨迹是以接地相的相电压Uc为直径的位于其顺时针一侧的半圆，当Rd为无穷大时，系统对称运行，无接地现象；当Rd=0时，系统处于金属性单相接地状态，流入接地点的电流为电阻电流和系统对地电容电流之和。
消弧线圈的作用及补偿方式
消弧线圈的作用及补偿方式
消弧线圈的作用是提供感性电流，补偿电网中的电容电流，从而降低电弧放电的可能性，提高电网的供电可靠性。
在中性点不接地的电网中，当发生单相接地故障时，故障点会流过电容电流。
如果电容电流过大，就会在故障点产生电弧，引起弧光过电压，从而损坏设备或导致停电事故。
为了减小电容电流，就需要在电网中接入消弧线圈。
消弧线圈是一个感性元件，它可以产生感性电流，与电容电流相互抵消，从而减小故障点的电流。
消弧线圈的补偿方式有三种：完全补偿、欠补偿和过补偿。
完全补偿是指消弧线圈产生的感性电流与电容电流完全相等，此时故障点的电流为零，电弧无法维持。
欠补偿是指消弧线圈产生的感性电流小于电容电流，此时故障点的电流为容性电流减去感性电流，仍然存在一定的电弧放电风险。
过补偿是指消弧线圈产生的感性电流大于电容电流，此时故障点的电流为感性电流减去电容电流，电流方向与电容电流相反，可以有效地抑制电弧的产生。
在实际应用中，一般采用过补偿方式，因为过补偿可以提供更大的感性电流，从而更好地抑制电弧的产生。
同时，过补偿还可以避免在系统运行方式变化时出现欠补偿的情况。
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浅谈单相接地电容电流补偿方式摘要：针对目前配电网单相接地电容电流补偿方式存在的问题，分析了采用中性点经消弧线圈接地的可行性和必要性，并在此基础上介绍了一种单相接地电容电流自动跟踪补偿成套装置，该装置能自动跟踪电网电容电流的变化，实施最佳补偿。
关键词：消弧线圈单相接地自动补偿接地选线引言目前我国电力系统中压配电网大多采用中性点不接地方式，部分采用谐振式接地。
实践证明，在电网规模及单相接地电容电流均较小的情况下，不接地方式的优点是发生单相接地故障后，允许继续运行2 h，不致于引起用户断电，提高了供电可靠性。
但随着配电网的扩大，电缆和架空线路的增多，这种方式显示出弊端。
(1) 当配电网发生单相接地故障后，接地电弧不能自行熄灭必然发展成相间短路，造成用户停电和设备损坏事故。
(2) 当发生断续性弧光接地时，会引起较高的弧光过电压，一般为3.5倍相电压甚至更高，波及到整个配电网致使绝缘薄弱的设备放电击穿，引起设备损坏和停电的严重事故。
(3) 当有人误触带电部分时，由于受到大电流的灼伤，加重了触电人员的伤害程度，甚至当场死亡。
(4) 配电网长时间的谐振过电压现象比较普遍，这种铁磁谐振过电压幅值并不高，但持续时间长，以低频摆动引起绝缘闪络或避雷器爆炸；或在互感器中出现过电流，轻者熔断PT保险、重者将PT烧毁。
当发生不稳定的间歇性电弧，多次熄灭和重燃产生的过电压与铁磁谐振过电压同时存在时，不但会引起PT的烧毁，而且会导致部分配电设备的烧毁，称为“火烧连营”。
如电力系统曾发生类似的事故，对系统供电影响较大。
(5) 在架空线与树矛盾突出的地方，刮风、下雨时由于单相故障引起的相间短路而跳闸停电事故频繁。
1 中性点经消弧线圈接地的运行现状1.1 中性点经消弧线圈接地方式的规定《电力设备过电压保护设计技术规程》中规定：3～10 kV的电力网，当单相接地故障电流大于30 A时应装设消弧线圈。
电力行业标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中规定：10 kV架空线路系统单相接地故障电流大于20 A或10 kV电缆线路系统单相接地故障电流大于30 A时应装设消弧线圈，其理由是在此电流下电弧能自行熄灭。
科研单位经小动物接地结果证明，对电缆和架空线的混合电网，单相接地电容电流大于11.75 A时电弧就不能自行熄灭，国内也有不少单位研究证明，单相接地电容电流的上限值应取10 A，以便于提高配电网供电的可靠性。
石化企业中压配电网一般采用消弧线圈接地方式，而电力系统长期以来一直未采用中性点经消弧线圈接地方式，主要原因是：(1) 受技术条件限制，用户杂乱，对电容电流的底数不清；(2) 受规程规定约束，有的配电网电容电流未超过30 A没有引起重视；(3) 10 kV配电网无中性点，若考虑补偿措施，需专用的人工中性点变压器，实现上有困难。
1.2 常用消弧线圈1.2.1 可调匝式消弧线圈可调匝式消弧线圈实际上是铁芯式电抗器，其磁路是一个带间隙的铁芯，铁芯外面绕有线圈。
这种消弧线圈靠改变绕组的线圈匝数来改变电感，电感量与匝数N的平方成正比，用无载开关调节分接头，因此其电感不连续可调。
这种消弧线圈因其制造技术简单、成熟、可靠性高而得到了广泛的应用，目前我国电力系统中运行的手动调节式消弧线圈均为调匝式，国外绝大多数也是这种。
将这种消弧线圈的无载开关换为有载开关即可实现带电调节，加装控制装置后即可实现自动调谐，国内研制的自动跟踪补偿系统均采用调匝式消弧线圈。
1.2.2 铁芯气隙可调式消弧线圈该线圈的工作原理是靠移动插入线圈内部的可动铁芯来改变磁导率从而改变线圈的电感。
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上无法做到。
其主要缺点是传动机构复杂、故障率高；响应慢，动作时间取决于可动铁芯的移动时间；在额定电压下调节电感时噪音相对较大，有时会因赃污引起机械动作失灵，因此在电力系统中采用不多。
1.2.3 磁伐式通过对铁芯注入直流磁通来改变铁芯的磁饱和度，但该直流磁通则取自本身的一部分交流电流来产生，一般也由可控硅来控制和调节。
1.2.4 调节二次绕组的电容值—调容式将消弧线圈制成变压器式，一次接入系统，二次侧接入多组电容，用投切电容器组来改变变压器容性负载，从而改变一次侧的电抗值。
1.2.5 调节部分电感量将电感线圈分解成固定电感和可调电感两部分，其中的可调部分采用可控硅进行调节。
分为调串联电感式和调并联电感式两种。
1.2.6 调节短路阻抗—高短路阻抗变压器式将消弧线圈制成高短路阻抗（约100%）变压器的型式，一次接入系统，二次侧由可控硅短路，调节可控硅的导通角实现短路阻抗的调节。
1.3 手动式消弧线圈接地补偿系统存在的问题中性点经消弧线圈接地方式在石化企业中压配电网得到了广泛的应用，取得了明显的效果，尤其是在雷雨季节减少事故跳闸次数是很有效的。
但手动式消弧线圈接地补偿系统在长期运行实践中亦暴露出一定的问题。
(1) 调节不方便。
因为这种消弧线圈是无载调节式的，要退出运行才能调节分接头，既费工时又不安全。
因此，在实际运行中很少能根据电网电容电流的变化及时进行调节。
(2) 运行人员判断调节困难。
因没有在线实时测量电容电流的设备，电网参数变化后，只是靠手工统计电容电流的变化(准确度很低)，无法准确判断消弧线圈的确切档位。
(3) 手动式接地补偿装置，由于其自身固有的特点，在电网中只能运行在过补偿状态(短时欠补也可)，不能长期运行在欠补，更不能在全补偿状态运行。
电网中发生事故、跳闸或重合参数变化时，脱谐度无法控制，以致常常运行在不允许的脱谐度之下，造成一旦接地时的过压。
(4) 抑止弧光过电压的效果较差。
国内外研究证明，只有脱谐度不超过±5%，才能把过电压限制到2.6倍相电压以下。
老式消弧线圈由于要考虑躲过全补偿的范围，所以脱谐度一般要达到15%～25%甚至更大。
因此弧光过电压倍数高，接地后带故障运行时间长，对设备绝缘威胁较大。
(5) 在欠补状态下运行遇到断线时易产生严重的谐振过电压，对网络绝缘危害极大。
(6) 电缆线路发生单相接地后，要检查和排除故障，操作繁琐，造成用户不必要的停电。
(7) 目前电力系统大力推广无人值班变电站，对非自动调节式消弧线圈的调节更加困难，造成人员的浪费。
2 自动调谐接地补偿装置的研究2.1 自动调谐补偿的必要性由于手动调节式消弧线圈不采用自动跟踪调整，消弧线圈不能始终运行在最佳档位，因而消弧线圈的补偿作用不能得到充分发挥。
表1列出了不同补偿时的统计资料。
表1 不同电网、不同运行维护水平的统计资料大提高了供电的可靠性，是我国6 KV（10kV）配电网的发展方向。
2.2 ZGTD系列自动跟踪补偿成套装置消弧线圈与电阻串联接地补偿装置是国内最新研究成果，这种方式既具有补偿电网的优点，又兼备了低电阻接地方式限制过电压幅值的优点，同时克服了两者本身固有的缺点，得到了广泛的应用。
目前国产自动跟踪补偿消弧系统及其成套装置大部分采用消弧线圈与电阻串联接地方式。
2.2.1 装置的结构该装置一次设备接线如图1(无中性点)。
成套装置由Z型接地变压器(系统中有中性点时不用)、有载调节式消弧线圈、限压阻尼电阻箱、微机测量控制器及微机选线保护装置(可不用)组成。
图1 一次设备接线图(1) 曲折型接线的接地变压器在电网正常运行时长期处于空载运行状态，其零序阻抗、空载损耗很小，主要完成以下功能：引出理想的人工中性点连接消弧线圈；二次可带负载兼做站用变；作为调节系统不对称电压的元件，满足自动调谐的需要。
(2) 有载调节式消弧线圈是一带有载分接开关的调匝式消弧线圈，消弧线圈还附有一个PT和一个CT。
单相有载开关使用在消弧线圈上，在预调试的工况下(即正常不接地的情况下调整)工作是很轻松的，几乎处在空载状态下切换，使用寿命较长。
从理论上讲消弧线圈自动调谐最好用连续可调的消弧线圈，但目前没有理想的产品，而且分接头足够多的调匝式消弧线圈也是可用的，只要消弧线圈调节时脱谐度能在规定的范围内。
顺便指出，有分接头的消弧线圈在每个分接头工作时的电感量是确定值，故计算电网的脱谐度较为方便。
(3) 限压阻尼电阻箱在消弧线圈接地系统中，若消弧线圈感抗与对地电容容抗相等时，将发生串联谐振，造成中性点过电压而损坏设备。
因此规程规定“中性点经消弧线圈接地的电力网，在正常运行情况下，中性点长时间电压位移不超过相电压的15%，消弧线圈必须处于过补偿方式，其脱谐度一般不大于10%，故障点的残流不超过10 A”。
这样在运行中切除负荷时，可避免中性点出现谐振过电压。
但实际测量整定时脱谐度可达到20%～30%，使接地点的残流偏大，对灭弧不利。
在自动跟踪补偿系统中，因调节精度较高，接近谐振点运行，为防止谐振过电压，在“ZGTD自动跟踪补偿装置”中将消弧线圈串接阻尼电阻箱接地，增大回路的阻尼率，使全补偿状态下的中性点过电压降低到15%相电压以下，因此本装置可运行在过补、欠补、全补状态。
为避免阻尼电阻降低消弧线圈的补偿能力，在发生单相接地时，将电阻短接，同时也避免了电阻的过热。
阻尼电阻为ZX2型片状电阻，其阻值在满足中性点位移电压的条件下根据系统容量配置。
短接阻尼电阻采用中性点电压和电流两套独立启动短接回路。
一套是根据中性点电压值来控制交流接触器KM１，若该值超过设定值，则电压继电器动作，控制交流接触器闭合接点短接阻尼电阻。
另一套是由直流接触器KM2、中间继电器、过流继电器组成，当系统接地流过消弧线圈的电流超过设定值时，电流继电器动作，通过中间继电器使直流接触器闭合短接阻尼电阻。
双套措施互补，保证了电阻可靠短接。
若配有接地选线装置，阻尼电阻在接地0.5 s后被短接。
(4) 微机控制器。
抗干扰较好的微机控制器，采用独特的在线实时测量法，可快速、准确、直观、完整地显示电网的有关参数，根据设定值自动或手动调整消弧线圈分头，使其随时运行在最佳工作状态。
(5) 微机选线装置。
长期以来人们一直在研究配电网单相接地故障选线装置，目前市场上也有了成型的产品，常用的方法大致有：附加二次谐波信号；利用接地的瞬变电流；增大接地点的有功分量；利用冲击电压电流检出故障支路；利用接地电流中高次谐波分量。
中性点经消弧线圈串电阻接地的补偿装置，在发生单相接地且电阻未短接前，同正常回路相比接地回路中所含有功分量较大，根据这一特点微机选线装置即可将系统零序电压和各回路零序电流采集下来，进行分析处理，有功分量最大者即为接地线路。
2.2.2 在线测量电容电流的方法实现自动调谐的关键在于快速实时地测量系统对地电容的容抗，并计算出系统单相接地时的电容电流。
目前用于自动调谐系统中的方法主要有位移电压曲线法、中性点位移电压(电流)相位法及在线实时测量法。