消弧线圈基本原理课件.ppt

1、消弧线圈基本原理介绍消弧线圈基本原理介绍 赵东生赵东生电网产品技术部电网产品技术部2008年年11月月消弧线圈的作用消弧线圈的作用1 1、减小接地故障电流、减小接地故障电流 消弧线圈的电感电流补偿了电网的电容电流，限制消弧线圈的电感电流补偿了电网的电容电流，限制了接地故障电流的破坏作用，使电弧更加容易熄灭了接地故障电流的破坏作用，使电弧更加容易熄灭2、降低故障相恢复电压的初速度降低故障相恢复电压的初速度 当残流过零电弧熄灭后，还能降低恢复电压的初速当残流过零电弧熄灭后，还能降低恢复电压的初速度，避免电弧重燃，使接地电弧彻底熄灭度，避免电弧重燃，使接地电弧彻底熄灭单相接地故障电流分布图单相接地故

2、障电流分布图)(00LCIIjjwLUjwCUI消弧线圈减小接地电流的数学分析消弧线圈减小接地电流的数学分析 自动跟踪补偿消弧线圈装置可以自动适时的监测跟踪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，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，使接地点残流始终处于规以跟踪补偿变化的电容电流，使接地点残流始终处于规定的范围内。目前，国内自动跟踪补偿消弧线圈按改变定的范围内。目前，国内自动跟踪补偿消弧线圈按改变电感方法的不同，大致可以分为以下几种：电感方法的不同，大致可以分为以下几种：1、有分接头的调匝式消弧线圈、有分

3、接头的调匝式消弧线圈 2、调容式消弧线圈、调容式消弧线圈 3、调气隙式消弧装置、调气隙式消弧装置 4、磁阀式调节的消弧线圈、磁阀式调节的消弧线圈 5、高短路阻抗变压器式消弧线圈、高短路阻抗变压器式消弧线圈消弧线圈的分类消弧线圈的分类 调匝式消弧线圈采用有载调压开关调节调匝式消弧线圈采用有载调压开关调节电抗器的抽头以改变电感值。电抗器的抽头以改变电感值。它可以在电网正常运行时，通过实时测它可以在电网正常运行时，通过实时测量流过消弧线圈电流的幅值和相位变化，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，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，

4、由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，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故障点的残流可以被限制在设定的范围之内。内。调匝式消弧线圈原理调匝式消弧线圈原理 调容式消弧线圈在绕组调容式消弧线圈在绕组的二次侧并联若干组用真的二次侧并联若干组用真空开关或晶闸管通断的电空开关或晶闸管通断的电容器，用来调节二次侧电容器，用来调节二次侧电容的容抗值，以达到减小容的容抗值，以达到减小一次侧电感电流的要求。一次侧电感电流的要求。电容值的大小及组数有多电容值的大小及组数

5、有多种不同排列组合，以满足种不同排列组合，以满足调节范围和精度的要求。调节范围和精度的要求。调容式消弧线圈原理调容式消弧线圈原理 调气隙式消弧线圈是将调气隙式消弧线圈是将铁芯分成上下两部分，下铁芯分成上下两部分，下部分铁芯同线圈固定在框部分铁芯同线圈固定在框架上，上部分铁芯用电动架上，上部分铁芯用电动机带动传动机构可调，通机带动传动机构可调，通过调节气隙的大小达到改过调节气隙的大小达到改变电抗值的目的变电抗值的目的 调气隙式消弧线圈原理调气隙式消弧线圈原理磁阀式消弧线圈原理磁阀式消弧线圈原理磁阀式消弧线圈原理磁阀式消弧线圈原理 高短路阻抗式消弧线圈高短路阻抗式消弧线圈现场实物现场实物高短路阻抗

6、消弧线圈原理高短路阻抗消弧线圈原理 变压器的一次绕组作为工作绕组接变压器的一次绕组作为工作绕组接入配电网中性点，二次绕组作为控制入配电网中性点，二次绕组作为控制绕组由绕组由2个反向连接的晶闸管短路，通个反向连接的晶闸管短路，通过调节晶闸管的导通角来调节二次绕过调节晶闸管的导通角来调节二次绕组中的短路电流，从而实现电抗值的组中的短路电流，从而实现电抗值的可控调节。由于采用了晶闸管调节，可控调节。由于采用了晶闸管调节，因此响应速度快，可以实现零至额定因此响应速度快，可以实现零至额定电流的无级连续调节。此外，由于是电流的无级连续调节。此外，由于是利用变压器的短路阻抗作为补偿用的利用变压器的短路阻抗作

7、为补偿用的电感，因而具有良好的伏安特性。电感，因而具有良好的伏安特性。短路阻抗定义短路阻抗定义将二次侧短路，一次侧通过调压器接到电源上，施加的电压比额定电压低的将二次侧短路，一次侧通过调压器接到电源上，施加的电压比额定电压低的多，以使一次侧电流接近额定值，测得此时一次电压多，以使一次侧电流接近额定值，测得此时一次电压UK，电流电流IK。此时一次。此时一次侧电压侧电压UK IKZK称为短路电压。称为短路电压。变压器的短路阻抗通常是用百分值（短路电压与额定电压的比值）的形式来变压器的短路阻抗通常是用百分值（短路电压与额定电压的比值）的形式来表示表示如电压等级为如电压等级为10KV，容量为，容量为9

8、00KVA的变压器标明的短路阻抗为的变压器标明的短路阻抗为4，它短，它短路阻抗是多少？路阻抗是多少？KNNZIU4NNNNNNNKSUUSUIUZ2*%4/*%4*%4高短路阻抗消弧线圈原理高短路阻抗消弧线圈原理 可控硅在不同导通情况下的消弧线圈电感及输出电流的变化情况：可控硅在不同导通情况下的消弧线圈电感及输出电流的变化情况：可控硅导通角消弧线圈的阻抗Zeq额定电压下输出的电感电流不导通0不完全导通ZSC+ZSCRZSC0额定电流完全导通ZSC额定电流高短路阻抗消弧线圈原理高短路阻抗消弧线圈原理高短路阻抗消弧线圈原理高短路阻抗消弧线圈原理nscnscnscnLIZUZUZUI0)0(KD-X

9、HKD-XH消弧系统技术特点消弧系统技术特点 KD-XHKD-XH消弧线圈是利用漏抗，而不是励磁阻抗消弧线圈是利用漏抗，而不是励磁阻抗,因此因此KD-XH型型高短路阻抗消弧线高短路阻抗消弧线圈的圈的伏安特性在伏安特性在0-110%额定电压范围内保持极佳线性度额定电压范围内保持极佳线性度 高短路阻抗消弧线圈原理高短路阻抗消弧线圈原理CjIUCjIILjUnnnn0系统电容电流测量方法系统电容电流测量方法CjIUUnn110CjIUUnn2202121nnnnUUIIC 高短路阻抗消弧线圈原理高短路阻抗消弧线圈原理 接地变压器接地变压器消弧线圈消弧线圈 就地控制柜就地控制柜微机控制器微机控制器中性

10、点中性点PT 中性点中性点CT 避雷器避雷器 控制屏控制屏消弧成套系统介绍消弧成套系统介绍配置配置KD-XH消弧系统一次接线图消弧系统一次接线图 消弧成套系统介绍消弧成套系统介绍单相接地试验室单相接地试验室 接地变压器接地变压器作用：制造出一个中性点作用：制造出一个中性点主变主变10KV侧是多是三角形接线，侧是多是三角形接线，所以需要制造出一个中性点，对所以需要制造出一个中性点，对于有星形接法的地方，可以直接于有星形接法的地方，可以直接与消弧线圈连接与消弧线圈连接具有低阻抗特点具有低阻抗特点消弧成套系统介绍消弧成套系统介绍接地变压器接地变压器消弧成套系统介绍消弧成套系统介绍接地变压器接地变压器

11、消弧成套系统介绍消弧成套系统介绍滤波回路滤波回路 滤波回路滤波回路 消弧线圈有两个二次绕组，消弧线圈有两个二次绕组，一个接可控硅，另一个接一个接可控硅，另一个接滤波回路。由于可控硅在滤波回路。由于可控硅在导通时刻会产生很大的谐导通时刻会产生很大的谐波电流，所以通过在滤波波电流，所以通过在滤波回路配置电容电感，将回路配置电容电感，将3次，次，5次谐波个过滤。次谐波个过滤。消弧线圈消弧线圈自动调谐及接地选线自动调谐及接地选线目录目录电容电流电容电流接地方式接地方式国内国外现状国内国外现状谐振接地的实效谐振接地的实效谐振接地与低电谐振接地与低电阻接地阻接地继电保护的选择继电保护的选择性性 自动调谐必

12、要性自动调谐必要性 计算方法计算方法 XHK-II型选线原理型选线原理 XHK-II型产品特点型产品特点 运行维护运行维护 证书报告证书报告 服务服务电容电流电容电流 在单相接地故障时，线路对地电容和接在单相接地故障时，线路对地电容和接地电阻在零序电压的作用下流经回路的电流地电阻在零序电压的作用下流经回路的电流。电容电流主要由线路的长度、导线的截电容电流主要由线路的长度、导线的截面面积、介电常数、距地距离、额定电压决面面积、介电常数、距地距离、额定电压决定，和系统的负荷大小无关。定，和系统的负荷大小无关。ABCCCIgCBCAICCICBICAUCUBUA UAOUB UN电容电流的估算与测量

13、电容电流的估算与测量一、架空电力线路一、架空电力线路缆芯截面（mm2）电容（F/km）电流（A/km）1200.271.642400.352.013000.392.33 10kV绞联聚氯乙烯电缆接地电流估算一览表绞联聚氯乙烯电缆接地电流估算一览表 注：注：1.此表适用于小电流接地系统中铜芯电缆。此表适用于小电流接地系统中铜芯电缆。2.电缆绝缘厚度为电缆绝缘厚度为4.5mm。3.估算公式估算公式Ic=2f3C106Ue（A/km）Ue取取11kV系统相电压系统相电压额定电压kV单回路（A/km）双回路（A/km）变电所设备影响增大率无避雷线有避雷线无避雷线有避雷线（%）100.030.04216

14、350.100.130.140.1813二、电缆线路二、电缆线路电容电流的测量电容电流的测量一、中性点外加电容法一、中性点外加电容法二、母线外挂电容法二、母线外挂电容法三、金属接地法三、金属接地法电容电流的影响电容电流的影响单相接地是电力系统中最常见的故单相接地是电力系统中最常见的故障形式，约占障形式，约占60%60%以上。对于中性点不以上。对于中性点不接地电网，由于电容电流的存在，在接地电网，由于电容电流的存在，在接地瞬间形成接地电弧，而接地电弧接地瞬间形成接地电弧，而接地电弧不易熄灭，电弧的发展会引起相间短不易熄灭，电弧的发展会引起相间短路；接地电弧产生间歇性弧光过电压路；接地电弧产生间歇

15、性弧光过电压；电磁式电压互感器铁心饱和引起谐；电磁式电压互感器铁心饱和引起谐振过电压等，将造成烧保险振过电压等，将造成烧保险、避雷器避雷器、PTPT的爆炸的爆炸、线路的跳闸等事故发生线路的跳闸等事故发生，其中尤以相间短路和间歇性弧光接，其中尤以相间短路和间歇性弧光接地过电压最为严重。地过电压最为严重。接地方式接地方式中压电网的发展，形成了两类中性点接地方式：中压电网的发展，形成了两类中性点接地方式：1.中性点非有效接地中性点非有效接地(小电流接地方式小电流接地方式)中性点不接地（电容电流大时不能灭弧）、消弧线圈中性点不接地（电容电流大时不能灭弧）、消弧线圈(谐谐振振)接地、高电阻接地接地、高电

16、阻接地特点：单相接地电弧能够瞬间自动熄灭特点：单相接地电弧能够瞬间自动熄灭2.中性点有效接地中性点有效接地 (大电流接地方式大电流接地方式)(X0/X13 R0/X11)直接接地直接接地,低低（中中）电阻和低电抗接电阻和低电抗接地等地等。特点：需要断路器遮断单相接地故障特点：需要断路器遮断单相接地故障 适用范围：适用范围：根据最佳技术经济指标要求，根据最佳技术经济指标要求，110kV以上电力以上电力系统主要矛盾为降低绝缘水平。采用直接接地（有系统主要矛盾为降低绝缘水平。采用直接接地（有效接地）。效接地）。中低压电力系统主要降低单相接地故障电流的中低压电力系统主要降低单相接地故障电流的危害，提高

17、系统供电可靠性、保证人身与设备安全危害，提高系统供电可靠性、保证人身与设备安全、降低通讯干扰等、降低通讯干扰等。110kV以下系统，小电容电流电网采用不接地以下系统，小电容电流电网采用不接地系统（以电弧能自行熄灭为前提）。电容电流大时系统（以电弧能自行熄灭为前提）。电容电流大时采用谐振接地（补偿电容电流）或电阻接地（故障采用谐振接地（补偿电容电流）或电阻接地（故障跳闸）。跳闸）。单相电弧接地过电压单相电弧接地过电压理论上的最高过电压不超过理论上的最高过电压不超过3.5 p.u国内、外实测结果国内、外实测结果 1。中性点不接地系统最高为。中性点不接地系统最高为3.9p.u(2倍以上概率为倍以上概

18、率为64%)2。谐振系统最高为。谐振系统最高为2.8p.u(2倍以上概率为倍以上概率为5%)3。电阻接地最高为。电阻接地最高为2.5p.u(2倍以上概率倍以上概率34%)4。接地系统最高为。接地系统最高为1.5p.u （摘自（摘自C.L.Gilkeson 和和 P.A.Jeanne的实验结论）的实验结论）谐振接地谐振接地残流：在单相接地故障时，残流：在单相接地故障时，流经故障点电流。流经故障点电流。Ig=IL Ic脱谐度：脱谐度：（ILIC）/IL正常运行时正常运行时单相接地故障时单相接地故障时电弧熄灭原理电弧熄灭原理1。补偿电容电流，减少残流，。补偿电容电流，减少残流，电弧易于熄灭。电弧易于

19、熄灭。2。残流过零熄弧后，降低恢。残流过零熄弧后，降低恢复电压初速度，避免电弧复电压初速度，避免电弧重燃。重燃。国内现状国内现状 1.1.我国从解放初期就开始采用苏联的方式，我国从解放初期就开始采用苏联的方式，中性点采用不接地或经消弧线圈接地方式。中性点采用不接地或经消弧线圈接地方式。2.2.改革开放初期，我国有的地区从国外购买改革开放初期，我国有的地区从国外购买了低绝缘水平的电力电缆等设备，无法直接了低绝缘水平的电力电缆等设备，无法直接在我国的中压电网投入运行，遂出现了引进在我国的中压电网投入运行，遂出现了引进低电阻接地方式（低电阻接地方式（配合快速保护和开关装置配合快速保护和开关装置，瞬间

20、跳开故障线路），瞬间跳开故障线路），目前已逐步更换。，目前已逐步更换。3.3.从从9090年代中开始国内接地方式已经推广使用年代中开始国内接地方式已经推广使用自动调谐的消弧线圈接地方式。随着选线技自动调谐的消弧线圈接地方式。随着选线技术的发展，已经形成行业标准方式。术的发展，已经形成行业标准方式。国内规程国内规程DL/T-620-1997DL/T-620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘交流电气装置的过电压保护和绝缘配合配合的标准规定：的标准规定：1 1110kV110kV500kV500kV系统应采用有效接地方式。系统应采用有效接地方式。2 2、35kV35kV、66kV66kV系统单

21、相接地故障电容电流超过系统单相接地故障电容电流超过10A10A时时应采用经消弧线圈接地。应采用经消弧线圈接地。3 3城网城网10kV10kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路，当钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路，当单相接地电容电流超过单相接地电容电流超过10A10A时，应采用经消弧线圈时，应采用经消弧线圈接地。接地。国外情况国外情况1.1.德国，而且奥地利、芬兰、意大利、丹麦、比利德国，而且奥地利、芬兰、意大利、丹麦、比利时及瑞典、独联体及其周边地区等许多国家，现时及瑞典、独联体及其周边地区等许多国家，现在依然采用小电流接地（中性点不接地或经消弧在依然采用小电流接地（中性点不接地或经消弧线圈接地）方

22、式。线圈接地）方式。2.2.法国电力公司（法国电力公司（EDFEDF）早在）早在8080年代末期决定将运行年代末期决定将运行了近了近3030年的、中性点采用低阻抗接地方式的城乡年的、中性点采用低阻抗接地方式的城乡中压电网，在全国范围内分阶段地全部改为谐振中压电网，在全国范围内分阶段地全部改为谐振接地方式运行，现已基本完成；近来英国也正在接地方式运行，现已基本完成；近来英国也正在研究、考虑采用谐振接地方式等。研究、考虑采用谐振接地方式等。国外情况国外情况3 3、美国（、美国（AIEE)AIEE)电工协会明确承认谐振接地方式的优电工协会明确承认谐振接地方式的优点，过去未采用，是由于技术原因（点，过

23、去未采用，是由于技术原因（美国曾使用空美国曾使用空心消弧线圈不当发生严重过电压而形成心消弧线圈不当发生严重过电压而形成“惯例惯例”），而现在保持电阻接地主要是经济因素。（，而现在保持电阻接地主要是经济因素。（美美国国IEEE143对工业设施的接地电流限制为对工业设施的接地电流限制为400A）4 4、日本开始采用谐振接地，战败后使用美国电力产品、日本开始采用谐振接地，战败后使用美国电力产品采用大电流接地，但后来又开始推广谐振接地。采用大电流接地，但后来又开始推广谐振接地。将中压电网的单相接地故障电流，由将中压电网的单相接地故障电流，由“大大”改改“小小”将是未来发展趋势。将是未来发展趋势。谐振接

24、地的实效供电可靠性谐振接地的实效供电可靠性1.供电可靠性是国家对电网的考核指标供电可靠性是国家对电网的考核指标 瞬间接地：小电流接地系统对于瞬间接地能自动灭瞬间接地：小电流接地系统对于瞬间接地能自动灭弧，可有效提高供电的连续性。弧，可有效提高供电的连续性。永久接地：谐振接地系统在一定的时间内可带单相永久接地：谐振接地系统在一定的时间内可带单相故障继续运行，有足够的时间转移负荷，避免突然中断故障继续运行，有足够的时间转移负荷，避免突然中断供电。供电。低电阻接地系统由于不论接地故障是瞬间还是永久低电阻接地系统由于不论接地故障是瞬间还是永久，都必须切除线路。但保护动作可靠性并不理想。，都必须切除线路

25、。但保护动作可靠性并不理想。GZ市（87-91)（92-93)单相接地动作次数120354重合成功次数2274供电中断次数98（81.7%)280（79%)谐振接地的实效供电设备安全谐振接地的实效供电设备安全1.谐振接地系统中，接地电流与故障点无关，由谐振接地系统中，接地电流与故障点无关，由于消弧线圈补偿了对地电容电流，使故障点残于消弧线圈补偿了对地电容电流，使故障点残流很小，接地电弧可瞬间熄灭，限制了电弧接流很小，接地电弧可瞬间熄灭，限制了电弧接地过电压的危害。地过电压的危害。2.谐振接地延长了残压恢复时间，降低了恢复电谐振接地延长了残压恢复时间，降低了恢复电压的速度，避免电弧重燃，降低了电

26、弧过电压压的速度，避免电弧重燃，降低了电弧过电压发生的概率，减少了事故扩大的可能性。发生的概率，减少了事故扩大的可能性。3.谐振接地可避免零序谐振接地可避免零序PT铁磁谐振过电压。降低铁磁谐振过电压。降低断线过电压和雷击过电压。断线过电压和雷击过电压。谐振接地的实效人生安全谐振接地的实效人生安全谐振接地系统单相接地故障时，故障点电流很谐振接地系统单相接地故障时，故障点电流很小，因此，故障点周围电位梯度较低，相应的接触小，因此，故障点周围电位梯度较低，相应的接触电压和跨步电压较小，对人身和设备的威胁大为降电压和跨步电压较小，对人身和设备的威胁大为降低。低。不接地系统电容电流较大。低电阻接地系统在

27、不接地系统电容电流较大。低电阻接地系统在高阻接地时不能瞬间可靠跳闸，电流值仍然很大。高阻接地时不能瞬间可靠跳闸，电流值仍然很大。故障电流的减小也避免了电弧烧伤事故的发生故障电流的减小也避免了电弧烧伤事故的发生。谐振接地的实效用户设备安谐振接地的实效用户设备安全全谐振接地系统限制单相接地故障电流，防止低谐振接地系统限制单相接地故障电流，防止低压用户的地电位升高。压用户的地电位升高。有的电网将接地故障电流提高到有的电网将接地故障电流提高到1000A1000A，如接，如接地电阻为地电阻为44，地电位升高的稳态值便可达，地电位升高的稳态值便可达4000V4000V；而暂态值更高。美国为此将低压设备的工

28、频耐压水而暂态值更高。美国为此将低压设备的工频耐压水平提高到平提高到4000V4000V、1min1min；我国现行低压设备的工频；我国现行低压设备的工频耐压标准为耐压标准为2000V2000V、1min1min。同时，谐振接地也降低了对接地装置的要求。同时，谐振接地也降低了对接地装置的要求。谐振接地的实效电磁兼容谐振接地的实效电磁兼容电力系统在正常运行和发生故障的情况下，因电力系统在正常运行和发生故障的情况下，因电磁耦合、静电耦合、地中电流传导和高频电磁辐电磁耦合、静电耦合、地中电流传导和高频电磁辐射等原因，对信息网络产生干扰。主要表现为音频射等原因，对信息网络产生干扰。主要表现为音频干扰、

29、工频干扰、接触干扰、地电位升高和纵向电干扰、工频干扰、接触干扰、地电位升高和纵向电势等。通信干扰的危害性很大，轻则影响通信质量势等。通信干扰的危害性很大，轻则影响通信质量，重则危害通信设备和人身的安全。，重则危害通信设备和人身的安全。大电流接地方式单相接地故障电流大，其电磁大电流接地方式单相接地故障电流大，其电磁干扰影响明显。而谐振接地方式的干扰甚小，这早干扰影响明显。而谐振接地方式的干扰甚小，这早已是不争的事实。已是不争的事实。谐振接地的实效经济效益和社会效益谐振接地的实效经济效益和社会效益谐振接地系统提高了电网运行的可靠谐振接地系统提高了电网运行的可靠性，降低了停电所带来的损失；减少性，降

30、低了停电所带来的损失；减少了故障的危害，降低了设备损坏的损了故障的危害，降低了设备损坏的损失；减少了运行的操作，提高了安全失；减少了运行的操作，提高了安全可靠性可靠性据金华电业局义乌变运行结果：据金华电业局义乌变运行结果：不接地自动消弧线圈接地0.923/条.年0.0857/条.年继电保护的选择性继电保护的选择性大电流接地系统故障选线简单，但受故障点接大电流接地系统故障选线简单，但受故障点接地电阻影响。地电阻影响。小电流接地系统（谐振接地系统）故障选线已小电流接地系统（谐振接地系统）故障选线已经不能使用传统的选线方法。目前使用效果较好的经不能使用传统的选线方法。目前使用效果较好的方式有：方式有

31、：1.1.增大有功电流增大有功电流 2.2.增大无功电流增大无功电流 3.3.增大接地电流增大接地电流 4.4.谐波与暂态分析谐波与暂态分析谐振接地与低电阻接地谐振接地与低电阻接地1 1、短时间带故障运行对电缆绝缘老化的影响，远不及短路电流短时间带故障运行对电缆绝缘老化的影响，远不及短路电流的冲击对电缆绝缘造成的损伤。的冲击对电缆绝缘造成的损伤。2 2、消弧线圈可靠近谐振点运行，电弧接地过电压为、消弧线圈可靠近谐振点运行，电弧接地过电压为2.3p.u.2.3p.u.，一般不超过一般不超过2.5p.u.2.5p.u.，而且出现，而且出现2.0p.u.2.0p.u.以上过电压的概率小以上过电压的概

32、率小于于5%5%，而间歇电弧接地过电压自然也不会存在了。，而间歇电弧接地过电压自然也不会存在了。3 3、电压互感器铁心饱和引起的中性点不稳定过电压，主要限于、电压互感器铁心饱和引起的中性点不稳定过电压，主要限于中性点不接地电网，只要采用谐振接地方式，便可根除此种中性点不接地电网，只要采用谐振接地方式，便可根除此种过电压。再者，谐振接地系统中的断线过电压，即使采用人过电压。再者，谐振接地系统中的断线过电压，即使采用人工调谐的消弧线圈，最高也不会超过线电压。工调谐的消弧线圈，最高也不会超过线电压。4 4、谐振接地故障选择方式不断改进，特别是并电阻方式已经取、谐振接地故障选择方式不断改进，特别是并电

33、阻方式已经取得了一定经验，而低电阻接地在接地电阻大时，也不能马上得了一定经验，而低电阻接地在接地电阻大时，也不能马上跳闸。跳闸。自动调谐的必要性自动调谐的必要性固定式的消弧线圈在我国运行了几十年，存在以下问题：固定式的消弧线圈在我国运行了几十年，存在以下问题：（1)1)调节不方便（调节不方便（2)2)运行人员判断困难（运行人员判断困难（3)3)系统发展（系统发展（4)4)无人值班变电站的推广无人值班变电站的推广采用计算机在线实时计算，结果准确；线路的变化反映在电容电流的变化上采用计算机在线实时计算，结果准确；线路的变化反映在电容电流的变化上，又可带电调节，通过计算机可实现实时跟踪补偿，又可带电

34、调节，通过计算机可实现实时跟踪补偿由于采用计算机，可以轻松实现自动调节功能，并能与自动化系统相通信，由于采用计算机，可以轻松实现自动调节功能，并能与自动化系统相通信，满足自动化的要求满足自动化的要求电网的规模越来越大，电网的运行方式多样化，使得手动调节越来越不现实电网的规模越来越大，电网的运行方式多样化，使得手动调节越来越不现实，越难以实现，只能采用自动调节消弧线圈，越难以实现，只能采用自动调节消弧线圈无需整定，运行维护简单无需整定，运行维护简单预调式与预调式与随调式随调式消弧线圈消弧线圈预调式：预调式：在系统正常时测量系统的电容电流，并将在系统正常时测量系统的电容电流，并将消弧线圈调节到对应

35、位置，单相接地故障时，消弧消弧线圈调节到对应位置，单相接地故障时，消弧线圈零延时进行补偿。线圈零延时进行补偿。问题：问题：正常运行时，防止谐振发生正常运行时，防止谐振发生随调式：随调式：在系统正常运行时测量系统的电容电流，在系统正常运行时测量系统的电容电流，当发生单相接地故障后，调节消弧线圈至对应的位当发生单相接地故障后，调节消弧线圈至对应的位置。置。问题：问题：1.1.测量过程中的谐振测量过程中的谐振 2.2.响应时间对瞬时性单相接地故障的补偿效果响应时间对瞬时性单相接地故障的补偿效果不同类型的消弧线圈不同类型的消弧线圈调节方式调节方式调节范围调节范围电容电流测量电容电流测量快速性快速性谐波

36、谐波 补偿效果补偿效果 附加设备附加设备 补偿方式补偿方式 一次设备对控一次设备对控制的依赖性制的依赖性 可靠性可靠性XHK-II型消弧线圈自动调谐装型消弧线圈自动调谐装置置同时完成两台消弧线圈的自动同时完成两台消弧线圈的自动调谐和四十八条线路的单相接调谐和四十八条线路的单相接地故障选线。地故障选线。提高电力系统运行的可靠性。提高电力系统运行的可靠性。抑制系统单相接地故障的发展抑制系统单相接地故障的发展自动跟踪系统电容电流的变化自动跟踪系统电容电流的变化保证脱谐度在设定的范围内保证脱谐度在设定的范围内阻尼电阻及保护阻尼电阻及保护系统图系统图ML母联开关 XHK-型消弧线圈自动调节及选线控制屏保

37、护单元保护单元母线 10KV线路1母线开口三角母线开口三角线路48母线 10KVPTPT调谐计算方法调谐计算方法1.1.谐振法谐振法不断改变消弧线圈的电感量，当中性点电压最大时即不断改变消弧线圈的电感量，当中性点电压最大时即认为系统容抗与消弧线圈感抗相等。测量不同档位时认为系统容抗与消弧线圈感抗相等。测量不同档位时的中性点电压和中性点电流，计算出电容电流。的中性点电压和中性点电流，计算出电容电流。2.2.注入法注入法扫频法扫频法 在中性点在中性点PTPT的低压侧向系统零序回路注入可变的低压侧向系统零序回路注入可变频率的电流，当中性点电压最高时，即表示消弧线圈频率的电流，当中性点电压最高时，即表

38、示消弧线圈感抗与系统容抗在该频率下相等感抗与系统容抗在该频率下相等单频法单频法 在中性点在中性点PTPT的低压侧注入一已知频率的电流，的低压侧注入一已知频率的电流，通过测量通过测量PTPT低压侧（或中性点）的该频率的电流和电低压侧（或中性点）的该频率的电流和电压和已知消弧线圈的感抗下计算系统的容抗压和已知消弧线圈的感抗下计算系统的容抗3.3.状态参数法状态参数法状态参数法原理介绍状态参数法原理介绍电容电流的计算电容电流的计算U U0 0=I=I0101*R+j(XR+j(XL1L1-X-XC C)U U0 0=I=I0202*R+j(XR+j(XL2L2-X-XC C)X XC C=I=I02

39、02*(R+jX(R+jXL1L1)-I)-I0101(R+jX(R+jXL1L1)/j(I)/j(I0202-I-I0101)不调档时电容电流的计算不调档时电容电流的计算U U0 0=I=I0101*R+j(XR+j(XL1L1-X-XC C)U U0 0=I=I0202*R+j(XR+j(XL1L1-X-XC CDXDXC C)DXDXC C=I I0101I I0202*R+jR+j（XLXL1 1X XC C)/jI/jI0202X XC C=X=XC C+DX+DXC CU0XCXLR阻尼电阻阻尼电阻短接方式短接方式1.1.机械式机械式2.2.电子式电子式优点：优点：1.1.速度快速

40、度快10uS0，欠补偿；，欠补偿；v0，过补偿；，过补偿；启动电压启动电压：装置判断系统发生单相接地从而进入补偿状态的系统中性点对地电压。：装置判断系统发生单相接地从而进入补偿状态的系统中性点对地电压。退出电压退出电压：零序电压降至一定范围后，调节消弧远离谐振点运行，退出电压低于：零序电压降至一定范围后，调节消弧远离谐振点运行，退出电压低于启动电压。启动电压。残流残流：谐振接地系统发生单相接地后，经消弧线圈补偿后流过接地点的全电流。：谐振接地系统发生单相接地后，经消弧线圈补偿后流过接地点的全电流。对于不直接连接发电机的系统，残流不应大于对于不直接连接发电机的系统，残流不应大于 10A；对于直接

41、连接发电机的系；对于直接连接发电机的系统，残流不宜大于统，残流不宜大于DL/T 620 规定的发电机接地故障电流允许值。规定的发电机接地故障电流允许值。了解消弧的几个概念了解消弧的几个概念自动跟踪时间自动跟踪时间：预调式装置自动跟踪时间应：预调式装置自动跟踪时间应3min/3min/档。档。随调式装置自动随调式装置自动跟踪时间应跟踪时间应3s3s。装置额定运行时间装置额定运行时间:装置额定运行时间应装置额定运行时间应2h2h中性点位移电压中性点位移电压:在正常运行情况下，装置不应导致系统中性点长时间位移在正常运行情况下，装置不应导致系统中性点长时间位移电压超过电压超过 15%Un 15%Un。

42、并列运行并列运行:同一变电站多台消弧线圈应能并列运行。同一变电站多台消弧线圈应能并列运行。消弧线圈的运行特性消弧线圈的运行特性RXLXCU00正常运行时，避免系统谐振：正常运行时，避免系统谐振：1 1、消弧线圈靠近谐振点运行，加装阻尼电阻，防止谐振（预调）、消弧线圈靠近谐振点运行，加装阻尼电阻，防止谐振（预调）2 2、不加阻尼电阻，消弧线圈远离谐振点运行（随调）、不加阻尼电阻，消弧线圈远离谐振点运行（随调）CjIUUnn110CjIUUnn2202121nnnnUUIIC减方程法测量系统电容减方程法测量系统电容单相接地故障时，利用谐振单相接地故障时，利用谐振：1 1、消弧线圈靠近谐振点运行，使

43、残流满足要求、消弧线圈靠近谐振点运行，使残流满足要求2 2、接地解除后，需要及时调节消弧状态，使之远离谐振点、接地解除后，需要及时调节消弧状态，使之远离谐振点XLUnXCRd发生单相金属接地后系统的重要变化：发生单相金属接地后系统的重要变化：接地相电压降为接地相电压降为0，另外两相电压升高至线电压。，另外两相电压升高至线电压。中性点电压上升为相电压。中性点电压上升为相电压。比如比如10KV系统发生单相金系统发生单相金属性接地故障后，中性点电压升至属性接地故障后，中性点电压升至6KV，故障相电压降，故障相电压降为为0V，非故障相电压升至，非故障相电压升至10KV。接地变压器接地变压器制造出一个中

44、性点制造出一个中性点主变主变10KV侧是多是三角形接线，侧是多是三角形接线，所以需要制造出一个中性点，对所以需要制造出一个中性点，对于有星形接法的地方，可以直接于有星形接法的地方，可以直接与消弧线圈连接与消弧线圈连接KNNZIU46.1*%4/*%4*%42NNNNNNNKSUUSUIUZ高短路阻抗消弧线圈原理高短路阻抗消弧线圈原理短路阻抗定义短路阻抗定义 将二次侧短路，一次侧通过调压器接到电源上，以使一次侧电流接近额将二次侧短路，一次侧通过调压器接到电源上，以使一次侧电流接近额定值，测得此时一次电压定值，测得此时一次电压UK，电流，电流IK。此时一次侧电压。此时一次侧电压UK IKZK称称为

45、短路电压。为短路电压。变压器的短路阻抗通常是用百分值（短路电压与额定电压的比值）的形变压器的短路阻抗通常是用百分值（短路电压与额定电压的比值）的形式来表示式来表示例：如电压等级为例：如电压等级为10KV，容量为，容量为900KVA的变压器标明的短路阻抗为的变压器标明的短路阻抗为4，它短路阻抗是多少？它短路阻抗是多少？若短路阻抗为若短路阻抗为100，则，则40/*%1002NNNNNNNKSUUSUIUZ则可以补偿的最大电流为则可以补偿的最大电流为6000/40=150A 高短路阻抗消弧线圈原理高短路阻抗消弧线圈原理KD-XH型消弧产品的配型消弧产品的配置置 成套消弧线圈的配置核心部分成套消弧线

46、圈的配置核心部分 接地变压器：容量、额定电压、阻抗电压、零序阻抗、连接组别接地变压器：容量、额定电压、阻抗电压、零序阻抗、连接组别干式干式DKSC-500/10.5-100/0.4，油式，油式SJD-500/10.5-100/0.4消弧线圈：干式消弧线圈：干式KD-XH01-500/10.5，油式，油式KD-XH11-500/10.5 就地控制柜：与消弧线圈配套，就近安装就地控制柜：与消弧线圈配套，就近安装微机控制器：一控一或一控二微机控制器：一控一或一控二，可多台并列，可多台并列中性点中性点PT：JDZ15-6（10kV）中性点中性点CT：LQZ-0.66 避雷器：避雷器：YH5WZ-10/

47、27（10kV）控制屏控制屏 选线控制器，调匝箱选线控制器，调匝箱调匝式成套配置调匝式成套配置接地变，消弧本体接地变，消弧本体阻尼电阻控制器阻尼电阻控制器有载开关有载开关电阻柜电阻柜档位控制器档位控制器微机控制器微机控制器3.3.磁控式消弧线圈原理介绍磁控式消弧线圈原理介绍 U 1U2I1I2+二端口网络 1.消弧线圈二端口网络分析：消弧线圈二端口网络分析：U1=I1*K1+K12*I2一次侧表现阻抗公式：一次侧表现阻抗公式：XL=U1/I1 令令I2I1 XL=K1+K12*-1,0 K1为一次侧自阻抗；为一次侧自阻抗；K12为一二次侧互感表现出来的阻抗，简称互阻为一二次侧互感表现出来的阻抗

48、，简称互阻抗。抗。电容电流测量原理电容电流测量原理实际控制中，用全桥电压源型实际控制中，用全桥电压源型PWM逆变器（功率器件为逆变器（功率器件为IGBT）向电抗器的二次侧绕组注入与一次侧绕组电流）向电抗器的二次侧绕组注入与一次侧绕组电流i1反相位和同频率的电流反相位和同频率的电流i2，即控制，即控制i2 跟踪跟踪i1。基于磁通补偿的消弧线圈基于磁通补偿的消弧线圈采用二次侧采用二次侧多个绕组的多个绕组的形式实现大形式实现大容量容量 鉴定报告鉴定报告性能参数（武汉高压研究院检测报告）：性能参数（武汉高压研究院检测报告）：接地电容检测准确度接地电容检测准确度 1%故障残流故障残流 5A响应速度响应速

49、度 20ms补偿电流三次谐波畸变率补偿电流三次谐波畸变率 3%中钰自动消弧线圈及接地系统中钰自动消弧线圈及接地系统1.1.电抗器主体及附件电抗器主体及附件2.2.控制柜（补偿模块，扫频模块，断路器等）控制柜（补偿模块，扫频模块，断路器等）可拓展大容量、多台并联等运行模式可拓展大容量、多台并联等运行模式3.3.远方中心屏，工控机，选线装置。远方中心屏，工控机，选线装置。系统组成系统组成二、部件生产设备现场二、部件生产设备现场 4.消弧试验消弧试验消弧试验消弧试验接地试验：金属接地，高阻接地，弧光接地接地试验：金属接地，高阻接地，弧光接地现场试验现场试验电容组电容组升压器升压器调压器调压器试验布置

50、试验布置 单相接地模拟试验室单相接地模拟试验室 单相接地模拟试验室单相接地模拟试验室试题试题1.电力系统中性点接地方式有两大类电力系统中性点接地方式有两大类:大接地电流系统有哪些：大接地电流系统有哪些：。小接地电流系统哪些：小接地电流系统哪些：。2.10KV系统发生单相金属性接地时，中性点电压是系统发生单相金属性接地时，中性点电压是 KV，故障相电压是故障相电压是 KV，非故障相电压是，非故障相电压是 KV 3.消弧线圈的作用是：消弧线圈的作用是：。4.中钰磁通补偿式消弧线圈采用的功率器件是中钰磁通补偿式消弧线圈采用的功率器件是 。5.请写出中钰磁通补偿式消弧线圈一次侧阻抗公式。请写出中钰磁通