消弧知识简介
消弧消谐原理
消弧消谐原理
《消弧消谐原理》
消弧消谐原理是应用振动与控制理论的一个重要研究方向，是一种可以有效抑制或减弱机械系统受到外力激励而引起的振动反应的
一种方法。
它具有高效率、低损耗、准确控制振动、携带质量低的特点，是近几十年来振动控制领域发展迅猛的一个新技术。
本文主要介绍消弧消谐原理的定义、技术原理以及产品应用等内容。
一、定义
消弧消谐原理又叫噪声及振动消弧原理，它是指利用控制力抑制振动及噪声的一种理论，属于振动与控制技术的一种应用。
它是利用控制力和抗振动驱动力抑制机械系统振动反应的一种技术，其被控制的系统需要具有可控的习性和可激活的抗振动力。
二、技术原理
消弧消谐原理是在主动反馈技术基础上发展起来的一项新技术，其原理如下：
1、对控制被激振物体的输入力量作出相应的抑制力，使其不加大物体本身的振动强度；
2、采用增大抗振动力的方法，能够有效抑制物体的振动；
3、可以有效减弱机械系统中传导出的振动信号；
4、可以有效地削减机械系统中的振动噪声。
三、应用
消弧消谐原理在电子、机械、汽车、船舶、飞机等行业有着广泛的应用，可以有效减弱机器的振动、噪声等。
比如，用消弧消谐原理可以有效减少工程机械的振动，比如挖掘机、搅拌机等；可以有效削减汽车、船舶、飞机等的振动、噪声，使行驶中的乘客得到非常愉悦的体验；可以有效抑制电器、电子元件等发出的噪声，使它们的机能正常发挥。
总之，消弧消谐原理是一项先进的有效技术，在抑制噪声及振动方面有着重要的应用，为工业发展贡献了重要的一份力量。
电抗器基本知识介绍
电抗器基本知识介绍一、干式电抗器的种类与用途电抗器是重要的的电力设备，在电力系统中起补偿杂散容性电流、限制合闸涌流、限制短路电流、滤波、平波、启动、防雷、阻波等作用。
根据电抗器的结构型式可分为空心电抗器、铁心电抗器与半心电抗器。
补偿杂散容性电流的电抗器主要有并联电抗器与消弧线圈。
并联电抗器的作用是限制电力传输系统的工频电压升高现象，工频电压升高的原因在于空载长线的电容效应、不对称对地短路故障与突然甩负荷。
消弧线圈通常应用在配电系统，它的作用是使得单相对地短路电流不能持续燃烧，导致电弧熄灭。
消弧线圈通常具有调谐功能，可根据电力系统的杂散电容与脱谐度改变其电感值。
串联电抗器或称阻尼电抗器的作用是限制合闸涌流。
串联电抗器与电力电容器串联使用，用于限制对电容器组合闸时的浪涌电流，通常选取电容器组容量的6%。
限流电抗器是串联于电力系统之中，多用于发电机出线端或配电系统的出线端，起限制短路电流的作用。
为了与其他电力设备配合，其实际阻抗不能小于额定值。
滤波电抗器与电容器配合使用，构成LC谐振支路。
针对特定次数的谐波达到谐振，滤除电力系统中的有害次谐波。
平波电抗器应用在直流系统中，起限制直流电流的脉动幅值作用。
在设计平波电抗器时须注意线圈中的电流是按电阻分布的，设计时最好采用微分方程组计算。
若按交流阻抗设计可能造成线圈出现过热现象，且阻抗值未必准确。
启动电抗器用于交流电动机启动时刻，限制防雷线圈通常用于变电站进出线上，减阻波器与防雷线圈的应用场合相仿，线用于阻碍电力便于将通讯载波提取出来，实现电力载波的重要设备。
户外空心干式电抗器是20世纪80年代出现的新一代电抗器产品，如图1.1所示。
它是利用环氧绕包技术将绕组完全密封，导线相互粘接大大的增加了绕组的机械强度。
同时利用新的耐候材料喷吐于包封的表面，使得产品能够满足在户外的苛刻条件下运行。
包封间由撑条形成气道，包封间与包封内绕组多采用并联连接以便满足容量与散热的要求。
消弧线圈-知识分享
消弧线圈的调度管理
调度划分 1、220kV变电站消弧线圈属地调调度管辖，站用变压器属 地调同意、变电站管理设备； 2、110kV变电站35kV消弧线圈，接于地调调度管辖的主变 中性点由地调调度；接于县调调度管辖的主变中性点消 弧线圈由县调调度、地调许可； 3、35kV以下消弧线圈，该系统仅接有用户出线时列入站管 设备；仅接有同一县调管辖出线的消弧线圈由县调调度； 接有不同县调管辖出线或部分用户出线的消弧线圈由地 调调度。
单相接地故障与其他故障的区别
当相电压升高在相电压—线电压之间；线电压不变；有 接地信号 。 PT高压熔断器熔断一相：熔断相电压降低，但不为零， 未熔断相电压不升高；与熔断相相关的线电压降低；有 接地信号 。 PT低压熔断器熔断一相：熔断相电压降低，但不为零， 未熔断相电压不升高；与熔断相相关的线电压降低；无 接地信号 。 系统谐振：相电压一相降低，两相升高，超过线电压； 三相同时升高，超过线电压；三相轮流升高，超过线电 压线；有时发系统接地信号。
消弧线圈的调整应以过补偿运行为主，在下列情况下 允许欠补偿运行： 消弧线圈容量不足时。 网络中部分消弧线圈检修等情况下网络分区运行时。
消弧线圈的倒闸操作
1、有关消弧线圈的一切操作(包括分头调整)均需得到 值班调度员的指令或许可后方能进行。 2、在系统发生单相接地故障时，禁止用刀闸断开消 弧线圈，因为消弧线圈是经刀闸与变压器中性点相 联接的，在系统接地情况下，拉开中性点刀闸，将 会造成带负荷拉刀闸。
消弧线圈的安装要求
消弧线圈的外部接线是上端经刀闸与变压器中性点 相联结，下端与发电厂、变电站的接地网相联结。 应当指出，并不是任何一台变压器的中性点，都能 接消弧线圈，在选择装消弧线圈的变压器时，一方 面要考虑和消弧线圈串联的变压器的阻抗，另一方 面还要考虑因接入消弧线圈而使变压器过负荷的条 件，以下几条可供参考。
电抗器基本知识介绍及应用
电抗器基本知识介绍应用一、干式电抗器的种类与用途电抗器是重要的的电力设备，在电力系统中起补偿杂散容性电流、限制合闸涌流、限制短路电流、滤波、平波、启动、防雷、阻波等作用。
根据电抗器的结构型式可分为空心电抗器、铁心电抗器与半心电抗器。
补偿杂散容性电流的电抗器主要有并联电抗器与消弧线圈。
并联电抗器的作用是限制电力传输系统的工频电压升高现象，工频电压升高的原因在于空载长线的电容效应、不对称对地短路故障与突然甩负荷。
消弧线圈通常应用在配电系统，它的作用是使得单相对地短路电流不能持续燃烧，导致电弧熄灭。
消弧线圈通常具有调谐功能，可根据电力系统的杂散电容与脱谐度改变其电感值。
串联电抗器或称阻尼电抗器的作用是限制合闸涌流。
串联电抗器与电力电容器串联使用，用于限制对电容器组合闸时的浪涌电流，通常选取电容器组容量的6%。
限流电抗器是串联于电力系统之中，多用于发电机出线端或配电系统的出线端，起限制短路电流的作用。
为了与其他电力设备配合，其实际阻抗不能小于额定值。
滤波电抗器与电容器配合使用，构成LC谐振支路。
针对特定次数的谐波达到谐振，滤除电力系统中的有害次谐波。
平波电抗器应用在直流系统中，起限制直流电流的脉动幅值作用。
在设计平波电抗器时须注意线圈中的电流是按电阻分布的，设计时最好采用微分方程组计算。
若按交流阻抗设计可能造成线圈出现过热现象，且阻抗值未必准确。
启动电抗器用于交流电动机启动时刻，限制电动机的启动电流，保护电动机正常运行。
防雷线圈通常用于变电站进出线阻波器与防雷线圈的应用场合相户外空心干式电抗器是20世纪年代出现的新一代电抗器产品，如图1.1所示。
它是利用环氧绕包技术将绕组完全密封，导线相互粘接大大的增加了绕组的机械强度。
同时利用新的耐候材料喷吐于包封的表面，使得产品能够满足在户外的苛刻条件下运行。
包封间由撑条形成气道，包封间与包封内绕组多采用并联连接以便满足容量与散热的要求。
为了满足各个并联支路电流合理分配的需要，采用分数匝来减少支路间的环流问题。
消弧线圈原理讲义
当接地电流不大时，则电流过零时电弧将自行熄灭，于是 接地故障随之消失；如果接地电流较大，将产生稳定的电 弧，形成持续性的电弧接地；当接地电流还不至于大到形 成稳定电弧的程度时，则可能出现电弧时燃时灭的不稳定 状态，引起电网运行状态的瞬间变化，出现间歇性电弧接 地过电压，它与电网振荡回路的相互作用可能引起相与地 之间的谐振过电压。这种电压可以达到2.5~3倍相电压值， 进而导致非接地相绝缘击穿,形成相间短路,使事故扩大。
Hale Waihona Puke 目前在我国，中性点不接地电力网的适用范围如下： （1）电压小于500V的装置（380/220V照明装置除外）； （2）3~10kV电力网，当单相接地电流小于30A时； （3）35~60kV电力网，当单相接地电流小于10A时。 如满足上述条件，可以继续工作不超过二小时，但应采取 必要措 施，防止设备损坏（一次绕组为额定相电压的电压 互感器饱和，超过 二小时易烧毁）、相间短路的发生。 不满足上述条件可采用经消弧线圈接地或中性点直接接地。 如上所述，在中性点不接地的电力系统中，发生单相 接地时，如果10kV电网接地电流大于30A，66kV电网接地 电流大于10A，可能在电力系统中发生断续电弧或稳定电弧， 将引起线路的电压谐振。若能找到一种方法减少接地电流， 就可以解决因接地电流过大而引起的问题。中性点经过消 弧线圈接地就是减少接地电流的有效方法。
操作队值班员开始操作前应通知集控中心，集控中心值 班人员在现场操作过程中可通过监控后台监视设备状态 变化情况，发现异常应及时通知调度和操作人员停止操 作。 操作结束后，操作队值班员应向调度汇报。全部操作结 束后操作队值班员应通知集控中心，集控中心值班人员 根据情况做好监控系统检修挂牌或解除检修挂牌的功能。 操作队值班员在变电站进行操作或巡视时，若遇有事故 或紧急缺陷必须立即处理，可直接向调度申请停电，同 时必须向集控中心汇报。
开关消弧
7
• 数据传输功能：装置配置RS485 通讯接口，可按给定规约实现 与监控主机的数据传输
NO.2
特点
1
• 故障控制能力强：系统发生接 地故障时，装置在25ms以内将 故障相直接接地，并立即熄灭 接地电弧，限制弧光接地过电 压，有效地控制故障进一步发 展 • 选线准确率高：达到四个百分 之百，即：1.样机1000次选线 准确率百分之百；2.出厂产品 100次选线准确率百分之百；3. 现场就地操作选线准确率百分 之百；4.客户反馈选线准确率 百分之百
增大数千倍
很快形成相间短路
解决方案
针对3~35kV中性点非有效接地系统，专门 开发的开关式消弧选线装置（SG-KX） 可以快速有效控制单相弧光接地故障的进 一步发展 快速准确地选出故障线路
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功能
1
• 运行监测功能：显示系统运行 参 故障控制功能：系统发生单相 接地时，装置能在25ms以内将 故障相直接接地，熄灭接地电 弧 • 过压限制功能：装置中三相组 合式过电压保护器可以把相对 地、相间的过电压限制到较低 水平
3
4
• 消除谐振功能：装置采用抗饱 和电压互感器并在一次绕组中 性点加装自限流强阻尼抑制器 ，能有效破坏铁磁谐振
5
• 接地选线功能：基于最大增量 原理的小电流选线装置，根据 电弧熄灭前后各条线路零序电 流的变化，快速准确选出故障 线路
6
• 事件记忆功能：装置可记录15 次故障类型、发生时间及故障 时的电气量，为故障分析提供 有效信息
额定短路耐受电流（有效值）kA 额定峰值耐受电流（峰值）kA 额定电流A 额定频率Hz 单相接地动作时间ms
80/100/125/160
31.5/40/50/63 80/100/125/160 630/1250/1600 50 <25
6.3消弧装置简介
(3）系统发生单相接地时，禁止操作或手动调节该段线路上 变压器的消弧线圈。
朗目山
消弧装置简介
4.消弧线圈在使用中存在的问题 (1)由于电网运行方式的多样化及弧光接地点的随机性，消弧 线圈要对电容电流进行有效补偿有难度，且消弧线圈仅仅补偿电 容电流，而实际通过接地点的电流不仅有工频电容电流，还包含 大量的高频电流和阻性电流，严重时反高频电流及阻性电流就可 以维持间歇电弧的存在； (2)当电网发生断线，非全相、同杆线路电容耦合等非接地故 障，使电网的不对称电压升高，可能导致消弧线圈的自动调节装 置误判为电网发生接地而动作，这时将会在电网中产生很高的中 性点位移电压，以致损坏电网的其他设备 ；
消弧装置简介
朗目山
消弧装置简介
一、消弧线圈
所谓小电流接地系统就 是指在该系统发生系统 单相接地时产生的接地 电流较小
1.消弧线圈的作用 消弧线圈是用于小电流接地系统中的一种补偿装置，当系统发生 单相弧光接地时，消弧线圈产生感性电流来补偿接地容性电流，使通 过接地点的电流降低到使间歇性电弧不再重燃或保持在接地电弧稳定 燃烧的电流值。起到防止小电流接地系统因间歇电弧单相接地而产生 谐振过电压。
型号： XHG-35/31.5
朗目山
消弧装置简介
2.主要元件 (1)电压互感器 为装置提供被保护系统的二次电压 和辅助二次电压信号,亦可为继电保 护装置和计量仪表提供电压信号。 (2)微机控制器 根据电压互感器提供的信号，判断 故障类别（PT断线、金属接地、弧 光接地）和相别，向控制室或上位 机发出故障通讯信号，当发生弧光 接地时向故障相真空接触器发出合 闸命令。
朗目山
消弧装置简介
c.装置动作前的各种过电压由TBP 限制到较低水平，系统发生单相接地时 通过把故障相直接接地，迫使弧光接地 过电压降低至线电压水平，可有效避免 弧光接地过电压引起的相间短路及避雷 器爆炸事故；d.装置的电压互感器可向 计量、测量和继电保护提供二次电压信 号，能取代常规PT柜； e.装置配备了以太网和RS485接口， 可照客户规约进行数据远传； f.具有事故追忆功能，能记录18次 故障时间及类型；
消弧和消谐的工作原理
消弧和消谐的工作原理是不一样的。
消弧是指当母线发生单相金属接地时消弧装置动作使金属接地通过消弧装置动作的真空接触器直接接地，有利于母线保护动作、这样可以避免谐波的产生。
消谐主要是消除二次谐波以及高次谐波，有利于电网的安全运行。
正常运行时，消弧线圈中无电流通过。
而当电网受到雷击或发生单相电弧性接地时，中性点电位将上升到相电压，这时流经消弧线圈的电感性电流与单相接地的电容性故障电流相互抵消，使故障电流得到补偿，补偿后的残余电流变得很小，不足以维持电弧，从而自行熄灭。
这样，就可使接地迅速消除而不致引起过电压。
消弧线圈主要是由带气隙的铁芯和套在铁芯上的绕组组成，它们被放在充满变压器油的油箱内。
绕组的电阻很小，电抗很大。
消弧线圈的电感可用改变接入绕组的匝数加以调节。
在正常运行状态下，由于系统中性点的电压是三相不对称电压，数值很小，所以通过消弧线圈的电流也很小，电弧可能自动熄灭。
一般采用过补偿方式，就是电感电流略大于电容电流消弧线圈是一种带铁芯的电感线圈。
它接于变压器（或发电机）的中性点与大地之间，构成消弧线圈接地系统。
正常运行时，消弧线圈中无电流通过。
而当电网受到雷击或发生单相电弧性接地时，中性点电位将上升到相电压，这时流经消弧线圈的电感性电流与单相接地的电容性故障电流相互抵消，使故障电流得到补偿，补偿后的残余电流变得很小，不足以维持电弧，从而自行熄灭。
这样，就可使接地迅速消除而不致引起过电压。
消弧线圈和消弧消谐及过电压保护装置长期以来，我国6～35KV(含66KV)的电网大多采用中性点不接地的运行方式。
此类运行方式的电网在发生单相接地时，故障相对地电压降为零，非故障相的对地电压将升高到线电压（UL），但系统的线电压维持不变。
因此国家标准规定这类电网在发生单相接地故障后允许短时间（2小时）带故障运行，所以大大提高了该类电网的供电的可靠性。
现有的运行规程规定：“中性点非有效接地系统发生单相接地故障后，允许运行两小时”，但规程未对“单相接地故障”的概念加以明确界定。
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中性点经消弧线圈接地系统简述
1．引言
我国的城市电网及厂矿企业的中压系统，大部分为中性点不接地(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，提高了供电系统的可靠性，但当发生单
相接地故障时，接地电容电流很大，如果接地电弧发展为间歇性的熄灭与重燃，就会引起弧光接地过电压，危及电气设备的绝缘，给供用电设备造成了极大的危害。
如果接地电弧不能可靠熄灭，就会迅速发展为相间短路，引起线路跳闸，供电中断。
防止这种危害的方法之一就是在中性点和地之间串接一个电抗器，这个电抗器也就是通常所说的消弧线圈。
它能有效的减少接地点电流，从而达到自动熄灭电弧的目的。
2．自动跟踪补偿消弧线圈
自动跟踪补偿消弧线圈按改变电感方法的不同，大致可分为调匝式、调气隙式、调容式、调直流偏磁式、可控硅调节式等。
(1)调匝式自动跟踪补偿消弧线圈。
调匝式消弧线圈是将绕组按不同的匝数抽出分接头，用有载分接开
关进行切换，改变接入的匝数，从而改变电感量。
调匝式因调节速度慢，只能工作在预调谐方式，为保证较小的残流，必须在谐振点附近运行。
(2)调气隙式自动跟踪补偿消弧线圈。
调气隙式电感是将铁心分成上下两部分，下部分铁心同线圈固定
在框架上，上部分铁心用电动机，通过调节气隙的大小达到改变电抗值的目的。
它能够自动跟踪无级连续可调，安全可靠。
其缺点是振动和噪声比较大，在结构设计中应采取措施控制噪声。
这类装置也可以将接地变压器和可调电感共箱，使结构更为紧凑。
(3)调容式消弧补偿装置。
通过调节消弧线圈二次侧电容量大小来调节消弧线圈的电感电流，二次绕组
连接电容调节柜，当二次电容全部断开时，主绕组感抗最小，电感电流最大。
二次绕组有电容接入后，根据阻抗折算原理，相当于主绕组两端并接了相同功率、阻抗为K2倍的电容，使主绕组感抗增大，电感电流减小，因此通过调节二次电容的容量即可控制主绕组的感抗及电感电流的大小。
电容器的内部或外部装有限流线圈，以限制合闸涌流。
电容器内部还装有放电电阻。
(4)调直流偏磁式自动跟踪补偿消弧线圈。
在交流工作线圈内布置一个铁心磁化段，通过改变铁心磁化
段磁路上的直流励磁磁通大小来调节交流等值磁导，实现电感连续可调。
直流励磁绕组采取反串连接方式，使整个绕组上感应的工频电压相互抵消。
通过对三相全控整流电路输出电流的闭环调节，实现消弧线圈励磁电流的控制，利用微机的数据处理能力，对这类消弧线圈伏安特性上固有的不大的非线性实施动态校正。
(5)可控硅调节式自动跟踪补偿消弧线圈。
该消弧系统主要由高短路阻抗变压器式消弧线圈和控制器组成，同时采用小电流接地选线装置为配套设备，变压器的一次绕组作为工作绕组接入配电网中性点，二次绕组作为控制绕组由2个反向连接的可控硅短路，可控硅的导通角由触发控制器控制，调节可控硅的导通角由0～180°之间变化，使可控硅的等效阻抗在无穷大至零之间变化，输出的补偿电流就可在零至额定值之间得到连续无极调节。
可控硅工作在与电感串联的无电容电路中，其工况既无反峰电压的威胁，又无电流突变的冲击，因此可靠性得到保障。
接地变压器采用Z型接法，有以下优点
1. 可用作接地变压器的接法形成人工中性点
2. 允许中性点接负载且有较低的零序阻抗
3. 可降低系统中电压不平衡(系统中三相负载不平衡时)；
3.4中性点经消弧线圈接地系统的优点
电力系统中，发电机和变压器的中性点是否接地运行，涉及到技术、经济、安全等多个方面，是一个综合性的问题。
中性点经消弧线圈接地(又称非有效接地)根据系统中发生单相接地故障时的电流，我国将其划分为小接地电流系统。
按我国有关规程规定，在3～10kV电力系统中，若单相接地时的电容电流超过30A；或35～60kV电力系统单相接地电容电流超过10其系统中性点均应采取消弧线圈接地方式。
消弧线圈迄今已有80多年的应用历史，中压电力系统运行经验表明，中性点采用经消弧线圈接地的方式优点显著。
3.4.1提高电力系统的供电可靠性
首先系统发生瞬间单相接地故障时不断电。
消弧线圈是一个具有铁心的可调电感线圈，当由于电气设备绝缘不良、外力破坏、运行人员误操作、内部过电压等任何原因引起的电网瞬间单相接地故障时，接地电流通过消弧线圈呈电感电流，与电容电流的方向相反，可以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以及由此引起的各种危害，自动消除故障，不会引起继电保护和断路器动作，大大提高了电力系统的供电可靠性。
3.4.2发生永久性接地故障时不被动
由于消弧线圈能够有力地限制单相接地故障电流，虽然非故障相对地电压升高倍，三相导线之间线电压仍然平衡，发电机可以免供不对称负荷，电力系统可以继续运行。
特别是在电源紧张或停电后果严重时，有足够的时间启动备用电源或转移负荷，避免突然中断对用户的供电而陷入被动局面。
3.4.3对全网电力设备有保护作用
中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时，接地电流与故障点的位置无关。
由于残流很小，接地电弧可瞬间熄灭，有力地限制了电弧过电压的危害作用。
继电保护和自动装置、避雷器、避雷针等，只能保护具体的设备、厂所和线路，而消弧线圈却能使绝大多数的单相接地故障不发展为相间短路，发电机可免供短路电流，变压器等设备可免受短路电流的冲击，继电保护和自动装置不必动作，断路器不必动作，从而对所在系统中的全部电力设备均有保护作用。
3.4.4电磁兼容性好
当今社会，多种信息处理系统广泛应用于国防、社会生产、生活的各个方面，但其抗干扰能力却很差，电磁兼容问题成为一个崭新的研究领域。
强电干扰弱电，电力系统是矛盾的主要方面。
目前最好地解决方法是引入光纤，却存在着投资增加。
实际上，由于中性点经消弧线圈接地系统有效地限制单相接地故障电流，所以不失为一种经济有效的办法，补偿系统能够向通信系统提供良好的电磁兼容环境。