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范文一：经消弧线圈接地
20kV中性点的接地方式的选择原则与10kV基本一致，主要取决于中压线路的架设方式。本站20kV为电缆转架空出线，其中电缆出线2.2km，架空出线5.8km。对地电容电流较大，并且较之10kV供电半径增大，电容电流值变化也较大，同时为提高接地选线的准确率，设计推荐选用自动补偿消弧线圈并中电阻及接地变成套装置，其中接地变兼站用变。根据计算，20kV送出电缆线径均按400考虑，每公里电容电流4.16A，供电半径平均2.2km,则W1=1.35IU/√3=1499.8kVA，20kV架空线路每公里电容电流0.0567A，供电半径平均5.8km,则W2=1.35IU/√3=93.2kVA，共计1593 kVA，故选择消弧线圈容量为1600kVA，电流调节范围30～132A，所以选择接地变及站用变容量为1700kVA/20kV。
目前国内能够生产的20kV消弧线圈厂家有：上海思源电气股份有限公司。
范文二：经消弧线圈接地的保护
生在相电压经过零值的瞬间，而当故障发生在相电压接近于最大瞬时值时iL≈0，因此暂态电容电流较暂态电感电流大很多。所以在同一系统中，不论中性点不接地或是经消弧线圈接地，在相电压接近于最大值时发生故障的瞬间，其过渡过程是近似相同的。
在过渡过程中，接地电容电流分量的估算可以利用图4-26的零序等效网络来进行，图中表示了网络的分布参数R、L和C，以及消弧线圈的集中电感Lk。由于Lk≥L，因此不影响电容电流分量的计算，可以忽略。决定回路自由振荡衰减的电阻R，应为接地电流沿途的总电阻值，它包括导线的电阻、大地的电阻以及故障点的过渡电阻。
图4-26分析过渡过程的等效网络
在忽略Lk以后，对暂态电容电流的分析实际上就是一个RLC串联回路突然接通零
序电压u(t)=Umcos t时的过渡过程的分析。此时流经故障点电流的变化形式主要决定于网络参数RLC的关系，当R<>
当R>2L时电流的过渡过程具衰减的周期特性，而CL时，则电流经非周期性质的衰减而趋于稳态值。 C
L对于架空线路，由于L较大，C较小，其中R<>
速衰减的形式。根据分析和测量的结果，自由振荡频率一般在300~15OOHz的范围内。对于电缆线路，由于L很小而C很大，其过渡过程与架空线路相比所经历的时间极为短促且具有较高的自由振荡频率，一般在1500~300OHz之间。
二、中性点经消弧线圈接地系统中单相接地的保护
根据本节第一部分的分析可知，经消弧线圈接地的系统发生接地故障时，由于 消弧线圈的补偿作用，接地故障特征不够明显，这给接地保护带来极大困难。尽管如此，人们还是在不断努力，试图解决该问题。以下是几个中性点经消弧线圈接地系统接地保护的例子。
1·绝缘监视装置
它利用接地故障发生后所出现的零序电压判断接地故障的发生，原理接线同本 章第四节所述。
2·利用单相接地故障瞬间过渡过程的首半波构成保护
在国内，早在1958年就提出用暂态过程中的首半波实现接地保护的原理并研制 出保护装置。其基本思想是：①暂态过程中首半波接地电流幅值很大；②接地线路首半波零序电压和零序电流极性相反。但是由于电容电流的峰值大小与发生接地故障瞬间相电压的瞬时值有关，因此很难保证保护装置的可靠动作。
3·利用接地故障时检测消弧线圈中有功功率的方法构成保护
此时非故障支路只有本身的电容电流，其相位超前零序电压900，有功功率P≈0。
当采用过补偿方式时，故障支路的电流按母线的零序电压和电流的假定正方向看虽呈电容性，但是超前的角度将小于900，因其中包含有消弧线圈的有功损耗。有功功率为
1t+Tp0=∫u(t)i(t)dt (4-20) Tt00
式中：T为基波分量的周期，T=2Oms。
设已知消弧线圈的功耗为PL。保护装置的起动功率整定为Pact=0.5PL，则故障支路 的保护动作判据为P0>Pact，而非故障支路的保护动作判据为P0≤(0.2~0.3)Pact。以上分析是按金属性接地故障进行的，如果故障点有过渡电阻存在，则一方面U0将要减
小，而另一方面，过渡电阻的功耗又使测量值增大，因此一般情况下，都是能够正确动作的。
范文三：中压电网经消弧线圈接地的补偿容量
中压电网经消弧线圈接地的补偿容量
刘义华1, 王建忠2
(1. 绍兴供电局, 浙江绍兴 312000; 2. 上海思源电气股份有限公司, 上海 201108)
摘 要:随着电网的发展及对地电容电流的不断增大, 在中性点经消弧线圈接地的中压电网, 出现消弧线圈补偿容量不足的问题, 对此提出了解决方案。分析了中性点接地方式和采用自动跟踪消弧线圈接地系统的容量选择, 当容量不足需要增容时遇到的自动跟踪计算电容电流的问题。分析了各种调节方式消弧线圈在增容时固定消弧线圈参数对计算电容电流的影响, 其中原系统采用预调节方式自动跟踪消弧线圈装置在增容时采用直接增容, 系统简单、安全、有效。
关键词:中压电网; 中性点接地方式; 消弧线圈增容; 自动跟踪
中图分类号:T M 862 文献标识码:B 文章编号:1006-6357(2007) 02-0024-03
随着电力系统的发展, 配电网越来越多地采用电缆线路。电缆线路的增加导致系统电容电流急剧增加, 日益增大的电容电流对电网的危害日趋严重。同时电网的负荷特性也发生了变化, 用户对电能质量要求更高, 对过电压更加敏感, 对电磁兼容要求更严。如何正确处理中压电网的中性点接地方式问题, 是业内人士关注的焦点。从理论分析和实践结果表明, 必须采取措施限制单相接地故障电流的危害。
流限制到一定值(一般1000A 左右) , 用开关灭弧, 单相接地故障立即跳闸。优点是对线路及设备绝缘水平要求较低, 能有效抑制常见的暂态和操作过电压。缺点是接地电流较大, 地电位升高跨步电压大, 超过了安全值, 并且跳闸率高、影响供电可靠性, 适用于以电缆为主且电容电流较大的配电系统。
4) 经消弧线圈接地方式。其特点是单相接地故障电流被消弧线圈电感电流抵消得到抑制, 接地故障电流自动灭弧, 单相接地故障不跳闸, 允许运行2h 。优点是减少了跳闸次数, 减缓故障点恢复电压的上升速度, 瞬时故障不易发展成相间短路, 对通信系统干扰最小, 跨步电压、接触电势小, 保证了人身安全; 故障电流小, 抑制了间歇性弧光过电压以及铁磁谐振。缺点是消弧线圈的容量随着电网的发展要不断的扩容, 有时单台消弧线圈难以保障对日益增长的电网电容电流的补偿, 需要多个消弧线圈共同对电网进行补偿, 系统比较复杂。
随着技术的不断发展, 消弧线圈通常采取自动跟踪补偿容量。如何做到增容后自动跟踪是一个比较复杂的问题, 这也是本篇研究的重点。
1 中压电网中性点接地方式
对于中压电网的接地, 国内外一般采取直接接地、不接地、电阻接地和经消弧线圈接地几种方式。
1) 直接接地方式。其特点是单相接地电流是短路电流, 任何接地故障均立即跳闸。优点是过电压低, 设备绝缘强度要求低, 使系统运行安全, 且容易与继保装置配合。缺点是跳闸率高, 开关检修量增加, 短路电流大, 对通信系统设备安全影响大, 适用于架空线路少的配电系统或较高电压等级的系统。
2) 不接地方式。其特点是单相接地电流是系统的电容电流, 可单相接地运行2h 。优点是可以带接地故障运行, 改善不间断供电, 节省了接地设备或接地体的开支。缺点是线路和设备的绝缘水平要求高, 当电容电流较大时可能由单相接地故障发展成相间故障。适用于架空线路为主且电容电流较小的配电网。
2 消弧线圈容量的选择
在电力行业标准DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中规定:3~10kV 架空线路构成的系统和所有35、66kV 电网, 当单相接地故障电流大于10A 时, 中性点应装设,
相接地故障电流大于30A 时, 中性点应装设消弧线圈。国家电网公司发布的国家电网生〔2006〕51号文件规定:10kV 钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统, 其电容电流超过10A 时; 10kV 非钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统, 其电容电流超过20A 时; 10kV 电缆线路构成的系统, 其电容电流超过30A; 35kV 、66kV 系统, 其电容电流超过10A 时, 在运变电所由于系统的变化应新装消弧线圈。
如果变压器绕组为Y 形接法, 有中性点引出, 则不需要使用接地变压器。如果变压器绕组为 形接法, 无中性点引出, 这就需要用接地变压器引出中性点, 接地变压器的一次侧设有无励磁调压。
接地变压器具备零序阻抗低、激磁阻抗大、功耗小等特征。绕组为Z 形接线, 它可带二次侧绕组(即所用负荷) , 也可只有一次侧绕组。接地变压器每相由匝数相等的两个串联分绕组组成, 每个磁芯上的两个分绕组之间及它们对二次侧分绕组的零序互磁通为零。
单相接地时, 这种变压器的每个分绕组上流过的电流是流过消弧线圈电流的1/3。
根据DL/T620-1997, 接于YNd 接线的双绕组或YNy nd 接线的三绕组变压器中性点上的消弧线圈的容量, 不应超过变压器三相总容量的50%, 并不是大于变压器任意一相绕组的容量。消弧线圈的选型应参考系统的电容电流, 根据电容电流大小来决定消弧线圈的补偿范围。一般来说, 系统应按电压等级估算电容电流, 每一电压等级总电容电流应为线路、母线及其他一次设备的电容电流之和。实际计算时往往将变电所设备的电容电流纳入线路电容电流中的方法计算。根据DL/T620-1997, 消弧线圈的容量W 应根据电网5~10a 的发展规划确定:
W =1 522I C U n /3(1) 式中:W 为消弧线圈的容量, kV A; I c 为电容电流, A; U n 为系统标称电压, kV 。
往往造成消弧线圈容量不足的原因是估算当前系统电容电流不够准确和预测电网发展不够准确, 当前电容电流的实际情况可以利用电容电流测试仪(如CI -2000) 准确测量, 也可以进行试验
3 消弧线圈增容遇到的问题和解决方案
实际工作中往往会遇到消弧线圈容量不足需要增加消弧线圈补偿容量的问题, 除了可以通过
整体掉换的方法之外, 还可以在现有的自动跟踪的消弧线圈装置基础上, 另外增加一个固定容量的消弧线圈。要实现增容后消弧线圈装置的自动跟踪, 我们首先要了解单台消弧线圈装置的自动跟踪原理, 再来分析增容后消弧线圈装置的自动跟踪原理。
3 1 单台消弧线圈装置自动跟踪原理
一般消弧线圈系统零序可以等效成系统不对称电压和消弧线圈电感、系统电阻阻尼和系统对等电容的串联, 如图1所示。控制器以脱谐度和残流作为是否需要调节消弧线圈补偿电流的判断依据。投运前先将脱谐度和接地残流设定为某一个范围, 当系统的脱谐度或残流超出此范围, 控制器发出指令, 调整消弧线圈的档位, 使调整后的脱谐度及残流满足要求。
计算残流I 和脱谐度 :I =I L -I C
(2)
L C
(3) =I C
上两式中:I 为残流; I L 为消弧线圈电感电流; I C
为电网的电容电流; 为脱谐度。
由式(2) 、式(3) 可知, 只要测量出电网的对地电容电流, 即可根据电网的脱谐度和残流的设定值计算出消弧线圈的电感电流, 从而确定补偿档位。因此, 关键是测量电容电流。当系统正常运行时, 其零序回路的等值电路(见图1) , U 0为系统的不对称电压; C 为系统对地的等效电容; R 为回路电阻; L 为有载调节消弧线圈电感。
图1 单台消弧线圈系统的零序等效电路
当消弧线圈在L1档时, 测量零序回路电流为I 1, 当消弧线圈在L2档时, 测量零序回路电流
26
U 0=I 1[R +j (X L 1-X C ) ]U 0=I 2[R +j (X L 2-X C ) ]电流
供 用 电(4) (5)
2007年第2期
可调消弧线圈没有阻尼电阻, 那么增容的消弧线圈就必须有阻尼电阻。由于固定消弧线圈串联的电阻值R 0存在误差(由于温度系数影响) , 因此会给最终的X C 计算带来一定的误差, 影响了自动跟踪的准确性。
3 3 在增容的消弧线圈上没有串联阻尼电阻的情况
原系统采用预调节方式的消弧线圈装置进行增容, 由于预调节方式的消弧线圈本身具有阻尼电阻, 因此增容时不需要再串联阻尼电阻, 系统增容简单可靠。对这种情况, 同样可以利用单台消弧线圈的计算公式计算系统对地电容。但此时计算的对地电容是实际对地电容和固定消弧线圈的并联值, 如果以电容电流的形式来表达, 就是固定消弧线圈补偿后的剩余电容电流, 并且测量精度和单台自动跟踪消弧线圈的一样高, 是一种行之有效的增容方式。
由式(4) 和式(5) 即可求出R 和X C , 则电容U 0
(6)
X C
需要指出的是, 在公式推导中系统的阻尼电I C =
阻R 和不对称电压U 0是可以计算出来的。(限于篇幅在此从略) 。而消弧线圈在完成一次调档后, 系统的容抗X C 已经计算出来, 此后消弧线圈不调档, 如果系统对地电容发生变化, 同样可以通过式(6) 计算出新的电容电流。因此, 消弧线圈控制装置可以应用消弧线圈电感量进行变化计算对地电容, 或者通过监测对地电容的变化实现消弧线圈装置的自动跟踪。
3 2 在增容的消弧线圈上串联阻尼电阻的情况
如采取随调式消弧线圈装置进行增容, 必须串联阻尼电阻。在增加的固定消弧线圈上又串联了阻尼电阻的系统, 正常运行时零序等效电路如图2所示。图中, X L 、X L 0分别为原消弧线圈、增加的消弧线圈的感抗; R 、R 0分别为原回路电阻、增加回路电阻; U 0为系统的不对称电压; X C 为系统对地电容的容抗
。
4 结论
中压电网中性点接地方式采用消弧线圈接地, 能够很好的抑制单相接地的接地电流, 达到自动消弧的目的, 有利于提高供电可靠性和保
障人身安全。采用自动跟踪的消弧线圈装置能够自动跟踪系统电容电流的变化, 通过对系统中性点电压和消弧线圈补偿电流的监测, 依靠状态方程计算系统电容电流, 实现自动跟踪。如果运行的消弧线圈容量不能够满足电网发展的需要, 可以进行增容。如果原系统采用预调节方式的消弧线圈装置, 只需要将增容的消弧线圈(固定容量或分级可调容量) 直接并联在中性点上, 系统不需要做任何变化也不需要更改
图2 在增加的固定消弧线圈上串联阻尼电阻的等效电路
由于X L 0和R 0都是已知数, 因此可以倒推计算出X C , 实现自动跟踪。
串联阻尼电阻的作用是为了防止在跟踪过程中出现串联谐振。如果原可调消弧线圈具有阻尼电阻, 通过其电阻值的合理配置, 也可以防止串联谐振过电压的发生, 增容后就没有必要增加串联电阻了, 这样可以简化系统, 提高可靠性。如果原
控制程序, 可以直接实现电容电流的自动跟踪。控制器显示的电容电流即为固定消弧线圈补偿后剩余的电容电流, 系统残流可以限制在5A 以内, 从原理上和实际运行均已证明这一增容方式是简单、安全、有效的。
收修改稿日期:2006年7月
刘义华 高级工程师, 从事电力系统自动化和研究工作王建忠 高级工程师, 从事电力系统自动化和研究工作
范文四：中性点经消弧线圈接地的特点及原理
(一)消弧线圈的工作原理
1(消弧线圈的结构
消弧线圈是一个具有铁心的电感线圈，线圈的电阻很小，电抗很大。线圈具有抽头，电抗值可用改变线圈的匝数来调节，铁心具有较大的空气歇，它使电抗值稳定，从而使电压与电流成正比。
2(消弧线圈的工作原理
正常运行时，中性点对地电压为零，消弧线圈中没有电流流过。
图(a)中性点经消弧线圈接地的电路图
如上图(a)所示，单相(如w相)接地故障时，接地点对地电压为零，中性点对地电压上升为相电压，非故障相对地电压上升为线电压，网络的线电压不变。这与中性点不接地系统相似，此时，消弧线圈处于中性点电压的作用下，有电感电流IL通过，此电流通过接地点形成回路(加上单相接地时的接地电容电流IC，两电流方向相反，见相量图(b)。在接地处IL 和Ic相互抵消，称电感电流对接地电流的补偿，如果适当选取消弧线圈的匝数，可使接地处的电流变得很小或等于零。从而消除了接地处的电弧，消弧线圈因此而得名。
图(b)中性点经消弧线圈接地的相量图
(二)消弧线圈的补偿方式
,(完全补偿
完全补偿是使电感电流等于电容电流，即IL=IC，接地处电流为零。从消弧的角度看，完全补偿十分理想，从产生过电压的角度看，却存在严重的问题。因为，正常运行时，在某些条件下，中性点与地之间会出现一定的电压，此电压作用在消弧线圈通过大地与三相对地电容构成的串联电路中，因此时XL=XC。 满足谐振条件。产生过电压，危及绝缘。
,(欠补偿欠
补偿是使电感电流小于电容电流，即IL
,(过补偿
过补偿是使感电流大于电容电流，即IL>IC，单相接地处有感性电流流过。过补偿既能消除接地处的电弧，又不会产生谐振过电压，这是因为若因停电检修部分线路或系统频率降低，使接地电流IC=3ωCUX减少，IL>>IC，远离产生谐振的条件。即使将来电网发展使电容电流增加，由于消弧线圈有一定的裕度，也有IL>IC，不会产生谐振，可以继续使用一段时间，故过补偿在电网中广泛使用。过补偿既能消除接地处的电弧，又不会产生谐振过电压，这是因为若因停电检修部分线路或系统频率降低，使接地电流IC=3ωCUX减少，IL>>IC，远离产生谐振
的条件。即使将来电网发展使电容电流增加，由于消弧线圈有一定的裕度，也有IL>IC，不会产生谐振，可以继续使用一段时间，故过补偿在电网中广泛使用。
应当注意:过补偿电流不能超过10A，否则接地处电弧不能自动熄灭。消弧线圈补偿容量计算公式:Q=KICUN/
式中 Q----消弧线圈补偿容量，KVA;
K----系数，过补偿取1(35;
IC---接地电容电流，A;
UN---额定电压，KV。
(三)中性点经消弧线圈接地系统的适用范围
适用范围:
用在不适合采用中性点不接地的3,60KV系统中。
特 点:
1(供电可靠性高(与中性点不接地系统相同)。
2(绝缘方面的投资较大(与中性点不接地系统相同)。
3(接地处的接地电流较小，能迅速熄灭电弧(与中性点不接地系统不相同)。
范文五：中性点经消弧线圈接地
中性点经消弧线圈接地 (2009-12-11 17:07:47)
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电气知识
杂谈
中性点经消弧线圈接地（谐振接地系统）
中性点经过消弧线圈接地的系统，也称为谐振接地系统。系统中性点与大地之间接入消弧线圈后，当发生单相接地故障时，接地处的接地电流就可以减少。消弧线圈是一个具有铁芯的电感线圈，线圈的电阻很小，电抗很大。消弧线圈的铁芯留有间隙，填以绝缘纸板，以避免饱和。它的线圈有分接头可调整匝数，以改变其电抗的大小。
（1）中性点经消弧线圈接地的系统在正常工作时，中性点的电位为零，消弧线圈两端没有电压，所以没有电流通过消弧线圈。当某一相发生金属性接地时，消弧线圈中就会有电感电流流过，补偿了单相接地电流，如果适当选择消弧线圈的匝数，就使消弧线圈的电感电流和接地的对地电容电流大致的相等，就可使流过接地故障电流变得很小，从而减轻了电弧的危害。
（2）中性点经消弧线圈接地的系统，如图2-1所示。当发生一相完全接地时，其电压的变化和中性点不接地系统完全一样，故障相对地的电压变为零，非故障相对地电压值升高到 倍，各相对地的绝缘水平是按照线电压设计的，因为线电压没有变化，不影响用户的工作可以继续运行2个小时，值班人员应尽快查找故障并且加以消除。
（3）消弧线圈的补偿方法
在单相接地故障时，根据消弧线圈产生的电感电流对容性的接地故障电流补偿的程度，可分为三种补偿方式：完全补偿、欠补偿和过补偿。 完全补偿（I L=I C）
就是消弧线圈产生的电感电流刚好等于容性的接地电容电流，在接地故障处的电流等于零，不会产生电弧。
欠补偿（I L
就是由消弧线圈产生的电感电流略小于接地故障处流过的容性接地故障电流,在接地处仍有未补偿完的的容性接地故障电流IC—IL流过。产生电弧的情况由电流I=IC—IL的大小决定。电流I较小就不会产生稳定电弧，一般要求补偿到不会产生电弧为止。
过补偿（I L>I C）
就是由消弧线圈产生的电感电流略大于接地故障处流过的容性接地故障电流，在发生完全接地故障时，接地处有大小为I L>I C的感性电流流过，过补偿时，流过接地故障处的电流也不大，一般也要求补偿到不会产生电弧为止。
1）中性点经消弧线圈接地的系统在运行时，实际上都不采用完全补偿的方式，也不采用欠补偿的方式，而采用过补偿的方式。若采用完全补偿的方式运行，在发生单相接地故障时，是一个谐振的系统，完好相的电容与消弧线圈的电感形成串联谐振回路，串联谐振也是电压谐振，谐振过电压不但危及系统的对地绝缘，也对消弧线圈形成威胁。因此一般谐振系统都不采用完全补偿的运行方式。
2）谐振系统接地在运行时，一般情况下也不采用欠补偿的运行方式，而采用过补偿运行方式。因为若采用欠补偿运行方式，当发生单相接地时I L
3）但应该指出过补偿方式下接地点将流过某一数值的电流，这种电流不能超过某一规定值，否则故障点的电弧不能自动熄灭。一般采用过补偿方式，补偿后的残余电流不超过5—— 10A。运行经验证明，各种电压等级的电网，只要残余电流不超过下表的允许值，接地电弧就会自动熄灭。
表2—1 过补偿时残余电流的允许值
如果系统中性点位移电压过高，则单相接地时采用消弧线圈也难以灭弧。因此，要求中性点经消弧线圈接地的系统在正常运行时中性点的位移电压不得超过额定电压的15%，这样采用消弧线圈易于灭弧。
（4）自动跟踪补偿装置
1）目前，在谐振系统中，除了对消弧线圈合理调谐、正确动作和适当的运行维护外，还采用了自动跟踪补偿装置。它能够避免人工调节消弧线圈的诸多麻烦，不会使电网的部分活全部在调谐过程中暂时失去补偿，能够保持精确的精度，不仅提高了消弧线圈动作的成功率，同时还能限制接地过电压和谐振过电压。
2.）自动补偿装置一般由驱动式消弧线圈和自动测控系统配套构成，自动完成跟踪测量和跟踪补偿。
3）当补偿电网的运行方式改变时，该装置便自动跟踪测量电网的电容电流，将消弧线圈调谐到合理的补偿状态；或者当电网发生单相接地故障时，迅速将消弧线圈调谐到接近谐振点的位置运行，使接地电弧瞬间熄灭。
4）为了提高消弧线圈的动作成功率，并减轻运行人员的操作负担，应优先选用自动跟踪补偿的消弧线圈。虽然投资有所增加，但可以对运行人员带来许多方便，而且还能显著提高电网的供电连续性。
