接地变消弧线圈及自动补偿装置的原理和选择

见变电所设计中全接地变、消弧程线圈及自动补戏偿装置的原理寄和选择夹摘要：游本文分析崖了拒10k皱V挣中性点不接地食系统的特点，隔以及系统对地适电容电流超标低的危害，给出骆了电容电流的昌计算方法，对怨传统消弧线圈银接地系统在运杀行中存在的问尝题进行了简要懒分析，重点阐孔述了自动跟踪感消弧线圈成套京装置的工作原蛾理和性能特点招，以及有关技马术参数的选择缎和配置权。赢

揭关键词：均接地变消弧劲线圈中性点室不接地系页统呀

承自动跟踪消弧偏线经圈新偏

桑１本辟问题提出吗随着城市日建设发展的需缘要和供电负荷声的增加，许多狱地方正在城区隔建违设房110/10汽k妻V揭终端变电所，晋一次侧采用电嫂压镰110k工V救进线，随着城房网改造中杆线记下地，城吐区不10k键V议出线绝大多数吸为架空电缆出扎线且，蚕10k耻V克配电网络中单断相接地电容电半流将急剧增加议，根据国家原盯电力工业部《虎交流电气装置枕的过电压保护宇和绝缘配合》势规定融，宇3米—夹66K遭V昆系统的单相接拘地故障电容电甜流超过歪10A勿时，应采用消盟弧线圈接地方教式。一般扔的戒110/10得k脚V素变电所，其变汗压器低压侧为惯△枪接线，系统低典压侧无中性点释引出，因此，性在变电所设计梯中要考鞠虑耳10k裁V牺接地变、消弧队线圈和自动补克偿装置的设置脏。战

俱２倾10k抱V滑中性点不接地怖系统的特点帐

凭焦选择电网中性早点接地方式是幅一个要考虑许塘多因素的问题摄，它与电压等幻级、单相接地嗽短路电流数值震、过电压水平甜、保护配置等逝有关。并直接茫影响电网的绝珍缘水平、系统搏供电的可靠性抽和连续性、主骡变压器和发电丙机的安全运行森以及对通信线范路的干扰造。觉10k舅V自中性点不接地严系跑统秒(舒小电流接地系设统览)黎具有如下特点皮：当一相发生多金属性接地故搬障时，接地相斗对地电位为零毫，其它两相对王地电位比接地势前升集高绵√哄3援倍，一般情况选下，当发生单孙相金属性接地顶故障时，流过饮故障点的短路裁电流仅为全部灭线路接地电容警电流之和其值腥并不大，发出冒接地信号，值走班人员一般珠在玻2薯小时内选择和鸡排除接地故障写，保证连续不愉间断供电。副

丈3乱草系统对地电容低电流超标的危对害耀

脊劈实践表明中性再点不接地系垦统山(券小电流接地系晌统单)俱也存在许多问罩题，随着电缆虚出线增多金，淘10k糕V至配电网络中单价相接地电容电醋流将急剧增加纷，当系统电容乓电流大于凶10A器后，将带来一桐系列危害，具旬体表现如下：段

3.对1斑当发生间歇弧心光接地时，可跪能引起高崇达粱3.燕5竞倍相电贺压总(思见参考文鼓献描1息)漏的弧光过电压集，引起多处绝苹缘薄弱的地方本放电击穿和设复备瞬间损坏，泛使小电流供电狱系统的可靠性顷这一优点大受央影响。蛛稍

3.2躺磨配电网的铁磁播谐振过电压现红象比较普遍，顽时常发生电压栋互感器烧毁事男故和熔断器的欠频繁熔断，严窄重威胁着配电犁网的安全可靠浆性。锹

3.塔3如归当有人误触带挺电部位时，由膜于受到大电流烟的烧灼，加重本了对触电人员祥的伤害，甚至扇伤亡。户

3.响4载辛当配电网发生注单相接地时，棋电弧不能自灭海，很可能破坏已周围的绝缘，杠发展成相间短拍路，造成停电慢或损坏设备的绳事故体；芦因小动物造成恭单相接地而引图起相间故障致疏使停电的事故右也时有发生。午

3.者5机芽配电网对地电凉容电流增大后更，对架空线路妙来说，树线矛谢盾比较突出，淡尤其是雷雨季班节，因单相接泉地引起的短路叠跳闸事故占很胃大比例。配

4雅雹单相接地电容社电流的计算气

4州.1趣枪空载电缆电容蜂电流的计算方锯法有以下两种级：幕（斜1天）根据单相对稼地电容，计算固电容电物流窄(舅见参考文夕献棵2莲)竞。鞭

棉

Ic停=那√霸3×U程P染×倒ω颤×C×10条3阁

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(届4-1)锹式厘中衔:U浇P偷━峰电网线电掘压占(艇kV)搜

幕C辩━到单相对地电良容队(全F)峰一般电缆单位忠电容汉为叮200-40牧0pF/久m捐左右（可查电尸缆厂家样本）呢。论

阿昌（屑2宏）窗粮根据经验公式苍，计算电容电幻流贫(部见参考文严献浙3)披矿。长

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列(4-2)露式抬中醒:U粘P徐━揉电网线电吃压交(疲kV)躁

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L弃━杨电缆长可度级(的km)与

4.冬2匪夹架空线电容电南流的计算有以打下两种：立

龟胡（榴1驰）寸守根据单相对地赠电著容票,舰计算电容电煎流朵(修见参考文泪献盟2命)铜。讯

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(4坦-3)驻式喘中时:U赤P滚━趁电网线电背压桨(蜜kV)恐

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C父━匆单相对地电哀容理(依F)烟一般架空线单弹位电容串为见5-6pF羊/秤m申。为

姥吗（望2季）吵碑根据经验公兴式食,唯计算电容电姓流王(迅见参考文域献锐3京)棚。肿

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(4-蒙4)瓜式版中掀:U霜P米━蒸电网线电砍压山(陆kV)拨

危L被━与架空线长葵度乏(浑km)丑

2.腐7寒━静系数，适用于景无架空地线的杜线路浑

3.谅3隔━馆系数，适用于冰有架空地线的机线路作

僻茎同杆双回架空蛾线电容电津流乱(带见参考文吊献表3)枕过：沃Ic置2旷=故（盗1.3~1.矛6签）望Ic当东（环1.3辟-望对策应庭10K要V散线为路肤,1.6刊-与对悉应俭35K沾V仇线挖路爷,

Ic蠢-慨单回线路电容蝇电流）败

4.敌3党传变电所增加电棕容电流的计阁算廊(芽见参考文啊献陪3)份额定电压栗（铜K方V发）饥葱威增大率味（谱%鹰）甘6欲跪挂倍18歉10激纪拌缝16宣35单为熊沫13丹浮

坑必通披过盖4-将2肾和弯4-牢4绳比较得出电缆树线路的接地电膝容电流是同等辱长度架空线路还的巴3局7蠢倍左右，所以配在城区变电站参中，由于电缆脏线路的日益增饲多，配电系统焰的单相接地电蛾容电流值是相胡当可观的，又川由于接地电流齿和正常时的相后电压相方差处90凭°射，在接地电流猾过零时加在弧居隙两端的电压舌为最大值，造弱成故障点的电探弧不易熄灭，箱常常形成熄灭废和重燃交替的达间隙性和稳定蜘性电弧，间隙谷性弧光接地能兼导致危险的过诊电压，而稳定橡性弧光接地会顾发展成相间短岂路，危及电网狱的安全运行。捞

5椅出传统消弧线圈绒存在的问题禽

参赖当崖3态—细66K锅V拔系统的单相接可地故障电容电矿流超过庄10A烫时，应采用消垄弧线圈接地方排式，通过计算积电网当前脱谐涝度辆（桥ε由=(I禁L败-I柱C班)/I驼C翁·100宵%放）与设定值的诵比较，决定是科否调节消弧圈疾的分接头，过钉去选用的传统残消弧线圈必须石停电调节档位划，在运行中暴师露出许多问题件和隐患，具体凭表现如下软：踏鸽烦

5.1使罚由于传统消弧蜻线圈没有自动渗测量系统，不包能实时测量电贱网对地电容电抗流和位移电压殊，当电网运行挪方式或电网参膀数变化后靠人军工估算电容电井流，误差很大笼，不能及时有伶效地控制残流装和抑制弧光过职电压，不易达拖到最佳补偿。灰

5.赶2酿青传统消弧线圈潜按电压等级的兽不同、电网对壮地电容电流大顽小的不同，采誓用的调节级数沉也不同，一般诚分五级或九级晴，级数少、级咸差电流大，补垦偿精度很低。箭荐

5.3疏吸调谐需要停电非、退出消弧线津圈，失去了消龟弧补偿的连续首性，响应速度岩太慢，隐患较锤大，只能适应毕正常线路的投双切。如果遇到嘴系统异常或事播故情况下，如简系统故障低周盐低压减载切除薄线路等，来不鹊及进行调整，蝶易造成失控。玉若此时正碰上漠电网单相接地窑，残流大，正肃需要补偿而跟胳不上，容易产蹈生过电压而损抵坏电力系统绝兵缘薄弱的电器旨设备，引起事斤故扩大、雪上座加霜。慎亭

5.迎4乱由于消弧线圈艰抑制过电压的摊效果与脱谐度枣大小相关，实井践表明：只有蒜脱谐度不超贿过毙±5火%英时，才能把过旺电压的水平限数制略在芒2.令6容倍的相电压以勿下芬(惜见参考文睁献砍1到)酒，传统消弧线能圈则很难做到百这一点。蹄

5.摄5往运行中的消弧语线圈不少容量弟不足，只能长绣期在欠补偿下将运行。传统消霞弧线圈大多数签没有阻尼电阻倍，其与电网对泉地电容构成串贪联谐振回路，柄欠补偿时遇电衫网断线故障易忌进入全补偿状售态（即电压谐粘振状态），这失种过电压对电神力系统绝缘所支表现的危害性颜比由电弧接地臣过电压所产生榨的危害更大。乔既要控制残流纷量小，易于熄猾弧；又要控制卡脱谐度保证位胆移电压隔（汤U0=0.8宅U令/抖√惩d辉2察+殊ε连2娃(识见参考文纪献遭3留）不超标，这浮对矛盾很难解祸决。鉴于上述从因素，只好采闸用过补偿方式锻运行，补偿方偷式不灵活，脱列谐度一般达碗到胜15胖%妨—肥25堪%紫，甚至更大，颠这样消弧线圈棉抑制弧光过电愉压效果很差，嘴几乎与不装消偏弧线圈一样。刻

5.蹦6献单相接地时，际由于补偿方式载、残流大小不顾明确，用于选愉择接地回路的帜微机选线装置侧更加难以工作疼。此时不能根歇据残流大小和皇方向或采用及耍时改变补偿方惊式或调档变更交残流的方法来飘准确选线。该侵装置只能依靠率含量极低的高晒次谐波（小鹿于挽5登%扰）的大小和方宋向来判别，准捧确率很低，这拣也是过去小电怜流选线装置存只在的问题之一振。采

5.锯7慎烟为了提高我国锣电网技术和装起备水平，国家仙正在大力推行驾电网通讯自动办化和变电站综揪合自动化的科压技方针，实现熊四遥（遥信、郊遥测、遥调、乒遥控），进而击实现无人值班葛，传统消弧线趋圈根本不具备恨这个条件。斤

循6鼻析自动跟踪消弧少线圈补偿技术推

验挖根据供配电网隆小电流接地系陷统对地电容电劲流超标所产生宫的影响和投运岭传统消弧线圈硬存在问题的分艇析，应采用自昼动跟踪消弧线园圈补偿技术和拔配套的单相接衡地微机选线技泰术唉。栋

劝泰兴供电局采机用的接地变为尺上海思源电气盒有限公司生产晶的袖DKS以C唤系列的，消弧场线圈为该厂生纯产冬的虽XHD手C运系列的，自动甲调谐和选线装排置为该厂生产谦的扣XH龄K灌系列，全套装掀置包括：中性开点隔离开纹关梯G军、垒Z填型接地变压犹器盒B偷（系统有中性眨点可不用）、涨有载调节消弧痛线裳圈据L萄、中性点氧化宇锌避雷咬器铺MO诵A垫、中性点电压挠互感梅器俱P辰T姻、中性点电流奋互感陶器释C潮T见、阻尼限压电甚阻坟箱练R的和自动调谐和惭选线装艇置吨XHK-I巡I晓。该项技术的批设备组成示意叙图见附图。虹

6.乘1胆效接地变压器货

读失接地变压器的乳作用是在系统浙为奸△党型接线饭或此Y仿型接线中性点蠢无法引出时，杆引出中性点用狼于加接消弧线禾圈，该变压器目采节用加Z恰型接线（或称使曲折型接线）凤，与普通变压洪器的区别是每梨相线圈分别绕地在两个磁柱上誉，这样连接的煎好处是零序磁扎通可沿磁柱流桨通，而普通变杰压器的零序磁扩通是沿着漏磁悉磁路流通，所策以山Z秀型接地变压器逝的零序阻抗很桃小庭（陡1央0奶Ω辫左右），而普秘通变压器要大疏得多。因此规茫程规定，用普干通变压器带消垒弧线圈时，其台容量不得超过吧变压器容量周的洒20毒%类，早而妨Z夜型变压器则可花带稿90%问疼～背100绸%池容量的消弧线扰圈，接地变除寺可带消弧圈外顾，也可带二次自负载，可代替怠所用变，从而顷节省投资费用锯。幅

6.英2灵轨有载调节消弧浩线圈卷宜窜（累1填）拍故消弧线圈的调面流方式：一般孝分掉为完3加种，即：调铁唯芯气隙方式、罩调铁芯励磁方劫式和调匝式消铃弧线圈。目前泽在系统中投运北的消弧线圈多株为调匝式，它内是将绕组按不稿同的匝数，抽卷出若干个分接沃头，将原来的奔无励磁分接开勺关改为有载分法接开关进行切茄换，改变接入催的匝数，从而蛋改变电感量，纹消弧线圈的调弄流范围为额定石电流聚的嗓3杰0咸～傲100怨%凭，相邻分头间贯的电流数按等粗差级数排列，编分头数按相邻株分头间电流差递小于乞5A五来确定。为了骡减少残流，增俩加了分头数，持根据容量不同咽，目前颠有都9债档绞—责1粘4跟档，因而工作润可靠，可保证坑安全运行。消芽弧线圈还外附敢一个电压互感设器和一个电流奉互感器。遥

妄帜（读2己）恢伙消弧线圈的补除偿方式：一般斜分为过补、欠宵补、最小残垂流穿3烟种方式可供选毒择。谢

a.颈骗欠补：指运行含中线圈电感电骡流闭I皱L铅小于系统电容姻电览流惕I换C见的运行方式。押当拿0册＜杂I第C娘-I签L寄≤患I片d朋，阁（三I鉴d很为消弧线圈相改邻档位间的级娃差电流），即么当残流为容性驼且残流良值瓜≤姜级差电流时，棵消弧线圈不进喝行调档。若对兆地电容发生变柱化不满足上述求条件时，则消形弧线圈将向上饥或向下调节分君头，直至重新摄满足上述条件睁为止。驼

b.违搞过补：指运行就中电容电殃流乳I池C班小于电感电贺流药I米L碰的运行方式。冶当恢I我C心-I著L睬＜械0蠢，窃且掀│偿I户C纪-I乓L匙│嚼≤添I骄d抵，即在残流为软感性且残流配值程≤抹级差电流时，钓消弧线圈不进妄行调档。若对香地电容发生变件化不满足上述移条件时，则消霜弧线圈的分接岂头将进行调节式，直至重新满线足上述条件为匪止。愁

c.吹脉最小残流：妈在往│菜I抽C稍-I冰L大雾│自≤船1/2I炸d葱时，消弧线圈民不进行调节；扫当对地电容变铸化，上述条件沈不满足时进行丰调节，直至满蹈足上述条件。铅在这种运行方春式下，接地残铲流可能为容性狱，也可能为感疾性，有时甚至哭为零（即全补团），但由于加狂装了阻尼电阻妈，中性点电压射不会超驳过伸15摩%害相电压。摊

6.扑3绝经限压阻尼电阻止箱愁在自动跟场踪消弧线圈中怎，因调节精度重高，残流较小骗，接近谐振（股全补）点运行朽。为防止产生含谐振过电压及旋适应各种运行脖方式，在消弧索线圈接地回路震应串接阻尼电悉阻箱。这样在州运行中，即使红处于全补状态驳，因电阻的阻但尼作用，避免誓产生谐振，而痛且中性点电压研不会超云过倾15赴%甩相电压，满足助规程要求，使再消弧线圈可以流运行于过补、外全补或欠补任馆一种方式。阻天尼电阻可选用亦片状电阻，根罗据容量选用不她同的阻值。当蝴系统发生单相寺接地时，中性淋点流过很大的陪电流，这时必严须将阻尼电阻堵采用电压、电狗流双重保护短戴接。国

6.饶4蝶氧调谐和选线装抛置贿

困价自动调谐和选薪线装置是整套辱技术的关键部晴分，所有的计窜算和控制由它塞来实现，控制净器实时测量出龄系统对地的电搏容电流，由此链计算出电网当廊前的脱谐现度圆ε惭，当脱谐度偏辛差超出预定范坐围时，通过控薯制电路接口驱厘动有载开关调汪整消弧线圈分茶接头，直至脱散谐度和残流在串预定范围内为极止。系统发生歉单相接地时，恨将系岭统劈P堤T珠二次开口三角施处的零序电压湖及各回路零序荐电流采集下来吉进行分析处理枕，通过视在功悲率、零序阻抗谋变化、谐波变致化、五次谐波沸等选线算法来省进行选线。申

6.腊5钳玻隔离开关、电没压互感器眨

抬城隔离开关安装千消弧线圈前，本用于投切消弧双线圈，由于消充弧线圈内的电咏压互感器不满螺足测量精度，蕉需另设中性点索电压互感器测芒量中性点电压姜。太

7符销自动跟踪消弧康线圈补偿技术仇的性能和特点勒适

7.1奥惠该装置在正常猪运行中每虾隔声3好S指（秒）对系统凯电容电流、残五流进行测量计籍算，根据测量疏结果控制消弧总线圈升降档，生使残流（脱谐住度）保持在最垄小，测量时不深需进行调档试养探，具有响应正速度快、有载委开关寿命长、检跟踪准确的优谈点。泻

7.捉2喘饺过补、欠补、刑最小残促流佣3贤种运行方式任湖选，可在现场温根据需要随时板设定变更。北

7.避3厉赤在最小残流方涂式下运行，可条使补偿后的接鸽地残唤流窗≤啊3柱%崇额定电流（即芝消弧线圈最大漫电流）。替兄饲7.4菊极消弧线圈串联少电阻方式，可小限制全补时中庄性点位移电压违＜裹15卡%秀相电压，避免储谐振，满足了犹运行规程要求愁。令问

7.5微跨根据企业电网越的电压和容量看等级，依照测拢出的系统电容限电流等具体参借数，可选用合降适型号规格的反成套装置，该义技术适应面大懂。剖

7.欲6兵改该技术包括的芽微机选线保护质装置采用特殊言的多种算法，缘可快速准确显骑示单相接地线扛路贝。孝

誓

8.报绢接地变压器、扣消弧线圈容量绪和额定电流的好确定浙

8.制1兼杂根据架空线或效电缆参数计算妙公式计算电容黎电庭流挥Ic暮

8.薪2靠发消弧线圈容量惜的确兴定斧(凤见参考文椒献盏3)异

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Q=定K×Ic×U棚P拐/弹√课3

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(8-1哄)聪式剂中蔽:K页扇—挠德系数，过补偿宫取策1.35新

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路Q吩拾—稀拿消弧线圈容量哪，皮kVA世

8窑.3绿岂消弧线圈容量喉及额定电流的另选择视

狡燕根据最大电容佳电鞠流樱I榆c填，确定相应的矮消弧线圈容量疼及额定电流，隶使最大补偿电稀感电流满足要茂求。都

8.父4糕史接地变压器容渗