偏磁式消弧线圈与调匝式消弧线圈的比较-修改版
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。
KD-XH与调匝式的比较
≥98%
并联中电阻选线，增加了多个一次设备，维护工作量大。高阻接地时选线不准确。
维护、检修
无传动、转动机构，噪音小，免维护。
有载开关、阻尼电阻维护工作量大。
运行效果
根据南方地区的数据统计，一年中KD-XH接地记录大多可达50次以上，集中发生在雨季，大部分是持续时间在1s左右的故障，充分说明KD-XH响应快和灭弧效果好的优点，跳闸率大大降低，与现场情况相符。
接地残流
接地工频残流一般<2A。
接地残流较大，由档位差决定。
选线原理
增量突变原理+零序电流幅值、功率方向
各厂家采用不同方法。如零序电流幅值、功率方向、五次谐波、信号注入等。
选线特点
并行选线，补偿、选线同时进行。选线特征量明显且不易受干扰。
小电流系统，选线特征量不明显或易受干扰。对于串行选线，先选线，后补偿，不利消弧。
配网正常运行时，有载开关存在来回调节现象；同时观察其接地记录，有些系统一年动作才几次，而且几乎全是持续时间为数分钟以上的接地故障，与实际配网结构情况不符。实际多为瞬时接地。
KD-XH型配电网智能化快速消弧系统与调匝式消弧系统的比较
项目
KD-XH型配电网
智能化快速消弧系统
调匝式消弧系统
工作原理
采用高短路阻抗变压器式消弧线圈（专利之一），通过静态调节低压侧大功电流。
补偿电流范围
0~100%额定电流。
(30~50)%~100%额定电流。特别不适用新建变电站使用。
响应速度
响应时间小于5 ms。
响应时间超过50 ms甚至几百毫秒。
伏安特性
0~110%额定电压范围内线性度极佳。
受磁滞回线影响伏安特性不可能保持线性。
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。
四种消弧线圈的性能比较doc(2011三钢)
四种消弧线圈的性能比较第一部分一、调匝式消弧线圈1、基本工作原理：此种消弧线圈是通过有载开关调节电抗器的分接抽头来改变电感。
2、缺点：1）、补偿范围小（由于有载开关的档位数量的限定，导致消弧线圈补偿电流的上下限之比也就三倍或四倍左右，这样消弧线圈的适用性就比较小）；2）、调节速度慢，每调一个档位都要十几秒钟；3）、有载开关不能带高压调节（电网在正常运行时，中性点的电压几乎等于零的时候才能调节，电网发生单相接地后，中性点的电压升高后（最高升到相电压）不能调节，如此时有载开关动作，那么立马就会被烧掉），但有谁能保证在调节档位的时候不发生单相接地事故呢？4）、只能采用预调的方式，不能采用动态的补偿方式，容易导致电网串联谐振过电压（由于调节速度慢，且不能带高压调节，所以消弧线圈必须在电网未发生单相接地时（此时消弧线圈和电网的分布电容处于串联的状态）调节到谐振点附近，这样一来即使串联了阻尼电阻也容易导致电网串联谐振过电压；5）、必须串联阻尼电阻，阻尼电阻容易崩烧（由于必须提前把消弧线圈调节到谐振点附近，所以必须串联一个阻尼电阻，在电网发生单相接地后再把阻尼电阻短接掉，万一接地后阻尼电阻未短接掉或发生高阻接地后中性点电压未升到装置认定接地的门槛电压而导致阻尼电阻不短接，那么阻尼电阻就会被烧掉）；6）、使用寿命短，可靠性差（由于此种消弧线圈是靠调整有载开关档位来测量系统的电容电流的大小的，那么电网在一波动时就必须调节档位，此种消弧线圈由于原理性死循环的问题，会导致有载开关来回调整，这样寿命就很短了，另外往往在调整有载开关的过程中如果电网此时发生接地，就会导致有载开关烧毁）；7）、补偿电流有级差，补偿效果差（由于消弧线圈是调档位的，所以补偿电流只能分级补偿，不能做到无级连续调节，所以接地后残流大，补偿效果差）；8）、一次设备占地大、凌乱、安装使用维护繁杂（由于成套装置一次设备包括接地变、消弧线圈本体、阻尼电阻箱和有载开关四部份，安装使用及维护繁杂）9）、测量方法单一，准确性差（主要是用两点法测量，也就是把消弧线圈分别调到两个不同的档位来测量，在波动及比较大及操作频繁的电网测量准确性更差）。
几种消弧线圈产品的分析比较
几种消弧线圈产品的分析比较摘要：为了避免单相接地后弧光过电压引起事故扩大，10-66KV线路电容电流超过10A都应加装消弧线圈，根据现状，自动补偿的消弧线圈国内主要有四种产品，分别是调气隙式、调匝式、偏磁式、调可控硅式。
关键字：调隙式；调匝式；偏磁式；调可控硅式Abstract: In order to avoid the accident expansion caused by the single-phase grounding arc over voltage, if the10-66KV line capacitive current is more than 10A,we should equip the arc suppression coil, according to the current situation, the domestic automatic compensation arc-suppression coil are four main products, they are adjusting gapped-core type, the multistep type , bias type and adjustable and controllable silicon type.Keywords: gap adjustable type; the multistep type; bias type; adjustable and controllable silicon type电力系统输电线路经消弧线圈接地，为小电流接地系统的一种，当单相出现断路故障时，流经消弧线圈的电感电流与流过的电容电流相加为流过断路接地点的电流，电感电容上电流相位相差180度，相互补偿。
当两电流的量值小于发生电弧的最小电流时，电弧就不会发生，也不会出现谐振过电压现象。
10-66KV电压等级下的电力线路多属于这种情况。
偏磁消弧线圈特点及独有的选线方法
直流偏磁式消弧线圈特点及独特的选线方法一概述直流偏磁式消弧线圈的工作原理是利用附加直流励磁磁化铁芯，改变铁芯磁导率，实现电感量连续变化。
直流偏磁式消弧线圈是一种可连续调节电感的消弧线圈，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。
二与传统消弧线圈的比较众所周知，消弧线圈在高压电网正常运行时无任何好处，如果这时调谐到全补偿状态或接近全补偿状态，会出现串联谐振过电压，使中性点电压升高，电网中的各种正常操作及单相接地以外的各种故障的发生都可能产生危险的过电压。
所以在电网正常运行时，调节消弧线圈使其跟踪电网电容电流的变化有害无利，这也就是电力部门有关规程规定“固定补偿式消弧线圈不能工作在全补偿及接近全补偿状态”的原因。
传统的调匝、调容消弧线圈均是预调系统，都是在电网尚未发生故障前即将消弧线圈调节到全补偿状态等待接地故障的发生，为了避免出现过高的串联谐振过电压而在消弧线圈上串联一个阻尼电阻，将稳态谐振过电压限制到容许的范围内，并不能解决暂态谐振过电压的问题。
另外，由于电阻的功率限制，在出现接地故障后必须迅速切除，这无疑给电网增加了一个不安全因素。
直流偏磁式消弧线圈不是采取限制串联谐振过电压的方法，而是采用避开谐振点的动态补偿方法，根本不让串联谐振出现。
即在电网正常运行时，不施加励磁电流，将消弧线圈调谐到远离谐振点的状态（即补偿下限），但控制器实时检测电网电容电流的大小，当电网发生单相接地后，瞬间调节消弧线圈实施最佳补偿。
三独有的增量法选线在经额定电压下可调谐的消弧线圈接地方式中，发生单相接地故障时，由于接地处电流被消弧线圈补偿掉了，这势必会对选线造成困难（因为传统的选线为功率方向型，是靠判断零序电流的幅值、相位和方向来进行选线的），从而影响选线的准确率。
我公司选线控制器通过消弧线圈向接地点注入变化电流，然后检测该电流在各支路的变化量，根据该增量只会出现在故障支路的原理，可以轻松准确判断出接地故障支路。
调匝式与调可控硅式消弧线圈的比较
电流达 到一定数值 ，遇到系 统单相接地 时，弧光 电
流 不 易熄 灭 ，会 产 生 弧 光 接 地 过 电压 ，危 及 系 统 绝 缘 薄 弱 环 节 。我 国６ １０ Ｖ 不 接地 网 络 中 ， 当 电容 电 ～ １ｋ 的
流 稍 大 时 ，采 用 经 消 弧 线 圈补 偿 接 地 这 种 中 性 点接 地 方 式 。其 作 用 有 ：
点 ，在 现 在 的 电 网 中尤 其 是 农 村 电 网 中 ， 消 弧线 圈 接 地 方 式得 到广 泛 运 用 。
一
二 、 调 匝式 消 弧 线 圈 的缺 点
佛 山供 电局 使 用 的 消 弧 线 圈 大 部 分 是 调 匝 式 。调
匝 式 消 弧 线 圈 是 由原 先 的 人 工 调 匝 消 弧 线 圈 改 造 而 成 ， 即采 用 有 载 调 节 开关 改变 工 作 绕 组 的 匝数 ，达 到 调 节 电感 的 目的 。 消弧 线 圈 的调 流 范 围 为额 定 电流 的 ３％ １０ ，相邻分头 问的电流数按等差级 数排列 ， ０ ～ ０％
由于 系 统 中 的 电容 电流 是 随 系 统 运 行 方 式 而 变 化 的 ， 因此 消 弧 线 圈 的 电抗 值 要 随系 统 运 行 方 式 作 相 应 的 调 节 ， 才 能 达 到 补 偿 的 目 的 。 为 了 方 便 运 行 与 管 理 ，我 们 应 该 采 用 主 动 补 偿 的消 弧 系 统 的方 式 进 行 消
在 中 性 点 不 接 地 的 电 网中 ，架 空 线 、 电缆 、母 线 和 变 配 电设 备 对 地 电容 电流 （ Ｉ ）是 不 能 忽 视 的 。 电 容 电流 （ Ｉ）与 系 统 电压 、线 路 长 度 等 成 正 比 。若 这
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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偏磁式消弧线圈与调匝式消弧线圈
的比较
2012年12月
一、消弧线圈的作用
我公司35KV供电系统全部为中性点不接地即小电流接地系统，这种系统在发生单相接地时，电网仍可带故障运行，这就大大降低了运行成本，增加了供电系统的可靠性。
但这种运行方式在单相接地电流较大时容易产生弧光过电压和相间短路，给供电设备造成了极大的危害。
防止这种危害的方法之一就是在中性点和地之间串联一个电抗器（消弧线圈）。
消弧线圈能有效减少接地点电流，从而达到自动熄灭电弧的目的。
二、偏磁式消弧线圈与调匝式消弧线圈比较
（一）调匝式消弧线圈
（1）基本工作原理：此种消弧线圈是通过有载开关调节电抗器的分接抽头来改变电感。
（2）主要优、缺点：
①补偿范围小（由于有载开关的档位数量的限定，导致消弧线圈补偿电流的上下限之比也就三倍或四倍左右，这样消弧线圈的适用性就比较小）；
②调节速度慢，每调一个档位都要十几秒钟；
③有载开关不能带高压调节（电网在正常运行时，中性点的电压几乎等于零的时候才能调节，电网发生单相接地后，中性点的电压升高后（最高升到相电压）不能调节，如此时有载开关动作，那么立马就会被烧掉）。
④只能采用预调的方式，不能采用动态的补偿方式，容易导致电网串联谐振过电压（由于调节速度慢，且不能带高压调节，所以消弧线圈必须在电网未发生单相接地时（此时消弧线圈和电网的分布电容处于串联的状态）调节到谐振点附近，这样一来即使串联了阻尼电阻也容易导致电网串联谐振过电压；
⑤必须串联阻尼电阻，阻尼电阻容易崩烧（由于必须提前把消弧线圈调节到谐振点附近，所以必须串联一个阻尼电阻，在电网发生单相接地后再把阻尼电阻短接掉，万一接地后阻尼电阻未短接掉或发生高阻接地后中性点电压未升到装置认定接地的门槛电压而导致阻尼电阻不短接，那么阻尼电阻就会被烧掉）；
⑥使用寿命短，可靠性差（由于此种消弧线圈是靠调整有载开关档位来测量系统的电容电流的大小的，那么电网在一波动时就必须调节档位，此种消弧线圈由于原理性死循环的问题，会导
致有载开关来回调整，这样寿命就减小，另外在调整有载开关的过程中如果电网此时发生接地，就会导致有载开关烧毁）；
⑦补偿电流有级差，补偿效果差（由于消弧线圈是调档位的，所以补偿电流只能分级补偿，不能做到无级连续调节，所以接地后残流大，补偿效果差）；
⑧一次设备占地大、凌乱、安装使用维护繁杂（由于成套装置一次设备包括接地变、消弧线圈本体、阻尼电阻箱和有载开关四部份，安装使用及维护繁杂）
（二）偏磁式消弧线圈
（1）基本工作原理：电控无级连续可调消弧线圈、全静态结构、内部无任何运动部件，整套装置无任何触点，可靠性高，调节速度快，使用寿命长。
它的基本工作原理是利用施加直流励磁电流，改变铁芯的磁阻，从而达到实现电抗器值无级连续可调的
目的，它可以带高压快速调节电感值。
（2）主要优、缺点：
①调节范围大，补偿电流上下限之比可达40倍以上；
②无级连续调节，补偿效果好（补偿电流可以很平稳平滑的无级连续调节）；
③可带高压调节（消弧线圈在电网发生单相接地后，也就是中性点电压升到相电压以后仍然可以调节）；
④调节速度快，5ms内完成（补偿电流从5A调到400A可以在5ms内完成）；
⑤采用动态补偿，从根本上解决了补偿系统中的串联谐振过电压问题；
⑥无需外加阻尼电阻，不存在由于控制死区而引发的阻尼电阻崩烧等问题；
⑦使用寿命长（消弧线圈全静态结构，不存在任何的机械运动部件，一次设备不存在任何的电子元器件，使用寿命同变压器一样长，达到二三十年都不会出现烧毁等问题）；
⑧占地小，安装使用维护方便（一次设备主要有接地变和偏磁式消弧线圈两大部分，占地小，安装简单使用方便，基本属于免维护）
三、总述
我公司目前使用的消弧线圈大部分都为偏磁式消弧线圈，该
设备设计原理比较先进，现场运行安全、可靠，能对电容电流进行动态补偿，使用效果较好；调匝式消弧线圈暂未在我公司进行使用，且设计原理也存在缺陷。
为了保证变电所正常运行，建议继续采购偏磁式消弧线圈，实现电容电流的动态补偿。
二〇一二年十二月二十九日。