探究自动跟踪补偿消弧装置对电网的作用
自动跟踪补偿消弧成套装置
自动跟踪补偿消弧成套装置
佚名
【期刊名称】《中国新技术新产品》
【年(卷),期】1996(000)001
【摘要】目动跟踪补偿消弧成套装置主要是用来自动跟踪补偿6～10KV 电网单相接地故障电容电流和限制电网稳态、暂态过电压水平。
是该公司的专利产品,广泛地应用于电力,化工、冶金、矿山等行业电网。
产品的主要特点是:1.采用消弧电抗器串联电阻联合接地方式,解决了老式消弧线圈接地谐振问题和小电阻接地不能补偿电网单相接地故障电容电流的问题。
2.消弧电抗器采用可调气隙式电抗器,实现无级连续可调。
并用电动机实时调节,解决了老式消弧线圈停电分档调节的问题。
3.实现消弧电抗器的实时自动跟踪调节,并在电
【总页数】1页(P17-17)
【正文语种】中文
【中图分类】TM864
【相关文献】
1.变电站微机变电控制消弧线圈自动跟踪补偿成套装置的原理及应用 [J], 许跃峰;
2.自动跟踪补偿消弧线圈成套装置的选择分析 [J], 王海军
3.XBSG系列自动跟踪补偿消弧线圈成套装置在变电所中的应用 [J], 范永杰;黄静;高旭;步兆彬
4.自动跟踪补偿消弧线圈成套装置的应用 [J], 李剑峰
5.自动跟踪补偿消弧线圈成套装置的应用 [J], 李剑峰
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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。
供配电网自动补偿消弧线圈的应用研究
供配电网自动补偿消弧线圈的应用研究作者：邢魁中来源：《电子技术与软件工程》2015年第13期伴随煤矿井下开采的逐渐延伸，电缆馈出线路的长度也需要不断增加，这往往会引发电容电流的运行故障，轻则损坏设备、造成停电事故，重则还有可能引发井下爆炸事故，危害到工作人员的人身安全，严重影响到企业的经济效益。
鉴于此，煤矿供配电网系统以及煤矿开采工作的安全正常运行，要通过供配电网中主要利用消弧线圈加以自动补偿。
本文就煤矿供配电网自动补偿消弧线圈的应用进行剖析，通过接地变压器的选择，接地残流的波形变化，电容电流的容量选择控制，达到消弧线圈调节时的最佳补偿。
【关键词】煤矿供配电网消弧线圈接地变电压补偿煤矿供配电网多采用10kV的中性点不接地的供配电系统，电力系统中变压器的接地方式决定了系统的接地方式，应用中我们将电力系统中变压器中性点的接地方式理解为对应的电力系统的中性点接地。
10kV配电网的内部过电压一般不会具备过高的绝对值，因此大气过电压才是危害及电网绝缘安全的主要因素，但是当电网发展到一定规模的时候，内部过电压会对供配电网设备的安全运行造成巨大威胁，尤其是其中的弧光接地过电压和铁磁谐振过电压，一旦系统出现单相接地故障，就会严重影响煤矿的正常生产，为了避免这类危害的产生，在供配电网中主要利用消弧线圈加以自动补偿。
1 消弧线圈的作用配电网中性点的可调电感线圈就是消弧线圈，一旦电网产生单相接地故障，那么消弧线圈就会做出响应，进而产生出电感电流，然后由该电感电流对因单相接地所引发的电容电流进行补偿，从而将故障点接地电流转化为数值较小的残余电流；使得接地电弧过零熄灭后故障相电压恢复初速度得到有效降低，增加其恢复时间，并且也对电压的恢复最大值加以限制，进而防止接地电弧重新燃起，以实现完全熄弧的目标。
同时消弧线圈所具有的嵌位作用也能有效避免铁磁谐振过电压的产生。
而且消弧线圈具有更好的补偿效果，那么将会大幅增加其对供配电网的安全保护作用。
自动跟踪补偿消弧线圈成套装置使用中的几个问题 樊爱东
自动跟踪补偿消弧线圈成套装置使用中的几个问题樊爱东摘要：通过实际经验对自动跟踪补偿消弧线圈成套装置使用中存在的一些理论方面的问题进行探讨，对自动跟踪补偿消弧线圈成套装置选型及使用有更进一步的认识。
关键词：自动跟踪补偿消弧线圈成套装置；调流范围；起调方式；位移电压；响应时间；残流稳定时间1、消弧线圈的调流范围问题：目前在消弧线圈的招标当中经常出现要求消弧线圈的调流范围0～100%这种提法是不科学的，作为消弧线圈生产厂家来说可以做到，但对实际消弧线圈使用中是毫无意义的，理由如下：（1）根据行标DL/T 620-1997 3.1.2的规定单相接地故障电容电流最小为10A才需要装设消弧线圈，小于10A可以不装消弧线圈，那么对消弧线圈的调流范围下限电流应大于10A，即使电容电流小于10A，装设了消弧线圈，消弧线圈下限电流10A也满足残流的要求。
（2）根据DL/T 1057-2007行标 7.8规定，消弧线圈的调流范围的下限，不应超过系统在各种运行方式下最小的系统电容电流值，一般情况下不宜大于消弧线圈额定的30%，同时7.5又规定残流不大于10A，如采用最小下限电流为10A，系统电容电流为2A，残流也只有8A，也能满足要求。
（3）消弧线圈的作用除了产生电感电流以补偿电网电容电流，使故障点残流变小，达到自行熄弧，消除故障的目的外，还应起到消除电磁式压变饱和引起的磁铁谐振过电压。
如果从零起调，就起不到消除铁磁谐振过电压之目的。
根据以上分析，消弧线圈的下限电流一般情况下取最小值10A已足够，对发电机中性点消弧线圈取5A，要求0起调是不合适的提法。
2、起调方式问题自动跟踪消弧线圈有个自动起调问题，即按设定的脱谐度起调，还是以设定的残流值起调，目前实际使用中，两种方式都有，从灭弧的角度看，以残流绝对值起调比较合理，从有关文献都主张以残流的绝对值为起调比较合理。
因脱谐度是一个相对的概念，当分接头电流比较小，间隔又比较密时，脱谐度变化大而残留变化不是很大，此时调整档位的必要性不大，如10.5kV，200kVA的消弧线圈，采用9档开关，分接头电流（1）10A，（2）11.6A，（3）13.45A，（4）15.6A，（5）18.1A，（6）21A，（7）24.36A，（8）28.25A，（9）32.8A，各档的脱谐度=0.16，如系统电容电流为10A，过补一档为11.6A，此时如设定脱谐度的起调值为±5%，达到设定值就要调档，可是电流变化不是很大，级差电流只有11.6-10=0.6A，根本就没有必要调档，如以残流值起调，设定值为2A，那么小分接头时就不用调整，只有残流超过2A才起调，这样可减少不必要的调档次数。
消弧线圈基本原理
∞ ZSC+ZSCR～ZSC
ZSC
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额定电流
高短路阻抗消弧线圈原理
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高短路阻抗消弧线圈原理
KD-XH消弧系统技术特点
KD-XH消弧线圈是利用漏抗，而不是励磁阻抗,因此KD-XH型高短路阻抗
消弧线圈的伏安特性在0-110%额定电压范围内保持极佳线性度
消弧成套系统介绍－单相接地试验室
消弧成套系统介绍－接地变压器
• 接地变压器
• 作用：制造出一个中性点 • 主变10KV侧是多是三角形接线，
所以需要制造出一个中性点， 对于有星形接法的地方，可以 直接与消弧线圈连接 • 具有低阻抗特点
消弧成套系统介绍－接地变压器
消弧成套系统介绍－滤波回路
• 滤波回路 • 消弧线圈有两个二次绕组，
如电压等级为10KV，容量为900KVA的变压器标明的短路阻抗为4％，它 短路阻抗是多少？
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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：
可控硅导通角
不导通 不完全导通 完全导通
消弧线圈的阻抗Zeq 额定电压下输出的电感电流
消弧线圈基本原理介绍
消弧线圈的作用
1、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
消弧线圈工作原理及应用
消弧线圈⼯作原理及应⽤消弧线圈⼯作原理及应⽤⽬录摘要 (2)⼀、引⾔ (3)⼆、消弧线圈作⽤原理与特征 (4)三、消弧线圈⾃动补偿的应⽤ (7)四、消弧线圈接地系统⼩电流接地选线 (8)五、消弧线圈的故障处理⽅法与技术 (11)六、结束语 (13)参考⽂献 (14)谢辞 (15)摘要本⽂通过对配电系统中性点接地⽅式和配电⽹中正常及发⽣故障时电容电流的分析，阐述了中性点经消弧线圈接地⽅式在⽬前配电⽹系统中应⽤的必要性，并从消弧线圈的⼯作原理，使⽤条件，容量选择，注意事项和故障处理等⽅⾯进⾏了探讨，同时也对⽬前国内消弧线圈装置进⾏了简单介绍。
关键词：接地；中性点；消弧线圈；电弧；补偿；⼀、引⾔⽬前，在我国⽬前配电⽹系统中，单相接地故障是出现概率最⼤的⼀种，并且⼤部分是可恢复性的故障，6~35 kV电⼒系统⼤多为⾮有效接地系统，由于⾮有效接地系统的中性点不接地，即使发⽣单相接地故障，但是三相线电压依然处于对称状态,所以仍能保持不间断供电，这是中性点不接地系统电⽹的⼀⼤优点，但当供电线路较长时,单相接地电流容易超过规范规定值，造成接地故障处出现持续电弧,⼀旦不能及时熄灭，可能发展成相间短路；其次，当发⽣间歇性弧光接地时，易产⽣弧光接地过电压，从⽽波及整个电⽹。
为了解决这些问题，选择在系统中性点装设消弧线圈接地已经被证实是⼀项有效的措施，对电⽹的安全运⾏⾄关重要。
⼆、消弧线圈作⽤原理与特征2.1各类中性点接地⽅式及优缺点介绍我国⽬前中性点的运⾏⽅式主要有两种：a)中性点直接接地系统直接接地系统主要⽤在110KV及以上的供电系统和低压380V系统。
直接接地系统发⽣单相接地故障时由于故障电流较⼤会使继电保护马上动做切除电源与故障点回路。
中性点直接接地系统的优点是发⽣单相接地时，其它⾮故障相对地电压不升⾼，因此可节省⼀部分绝缘费⽤，供电⽅式相对安全。
其缺点是发⽣单相接地故障时，故障电流⼀般较⼤，要迅速切除故障回路，影响供电的连续性，从⽽供电可靠性较差。
调匝式自动跟踪补偿消弧系统技术说明书
中心屏 1、KZT-II型控制器
实现对电网单相接地故障的全过程智能化处理。通过实时采集系统中性点电压、电流的幅值和相位，自动跟踪电 网的变化，并测量电网的电容电流；自动识别系统中永久性接地故障并选线跳闸（跳闸延迟时间可调）；自动识别系 统中瞬时性故障的产生和消失，并快速启动和退出消弧线圈的补偿；自动记录接地开始和结束时间、接地线路代码、 接地时系统零序电压及与其对应的电容电流、消弧线圈补偿电感电流、消弧线圈档位等信息，同时控制器还具有录波 功能，可以记录接地开始和接地结束时消弧线圈的电压电流波形。控制系统实时跟踪电网当前零序电容电流，并由此 自动优化有关参数，确保接地残流限制到规定值以下。系统运行信息可通过装置的RS-232口或RS-485口远传，适 应无人值守变电站要求。控制器背面配有USB接口，方便使用U盘存取接地记录和录波数据。 2、跳闸箱及出口端子、压板（选件）
成套装置组成
KD-XHTZ型调匝式自动跟踪补偿消弧线圈成套装置由接地变压器、调匝式消弧线圈、有载开关、阻尼电阻箱和 中心屏五大部分和一些CT、PT等配件组成。 接地变压器
对于35kV、66kV电网，变压器绕组为Y接法，系统有中性点引出，当变压器零序阻抗较低时可不用接地变。对 于6kV、10kV电网，因变压器绕组为Δ接法，需要用接地变压器制造中性点，以便加装消弧线圈。为降低零序阻抗， 接地变压器一般采用Z形接线，并可带适当的二次容量兼作站用变用。同时接地变可适当调整电网的不对称。
由广州智光电气股份有限公司生产的KD-XHTZ型调匝式自动跟踪补偿消弧线圈成套装置可以实现上述的功能。 它采用二次并阻尼电阻和完善二次保护技术，配以先进的单相接地故障检测装置，可实时跟踪电网电容电流，对瞬 时性单相接地故障具有极佳的快速补偿效果而确保能消除，对非瞬时性单相接地故障既能快速（远小于10秒）判断 故障线路并跳闸（可选），又可以按传统消弧线圈接地方式持续运行。由于本套装置采用二次并阻尼电阻技术，避 免了以一次串电阻工作条件恶劣容易烧毁的缺点，所以具有更高安全性可靠性，是一种优良的电网中性点自动补偿 装置。
消弧线圈基本原理
• 自动调谐必要性 • 计算方法 • XHK-II型选线原理 • XHK-II型产品特点 • 运行维护 • 证书报告 • 服务
电容电流
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。
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 定，和系统的负荷大小无关。
KD-XH消弧系统一次接线图
消弧成套系统介绍－单相接地试验室
消弧成套系统介绍－接地变压器
• 接地变压器
• 作用：制造出一个中性点 • 主变10KV侧是多是三角形接线，
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 与消弧线圈连接 • 具有低阻抗特点
消弧成套系统介绍－接地变压器
消弧成套系统介绍－滤波回路
）
谐振接地
脱谐度：
ε＝（IL－IC）/IL
残流：在单相接地故障时， 流经故障点电流。
Ig= IL－ Ic
IL Ig Ic
正常运行时
电弧熄灭原理
1。补偿电容电流，减少残流， 电弧易于熄灭。
2。残流过零熄弧后，降低恢 复电压初速度，避免电弧 重燃。
单相接地故障时
国内现状
1. 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。
如电压等级为10KV，容量为900KVA的变压器标明的短路阻抗为4％，它短 路阻抗是多少？
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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：
可控硅导通角
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探究自动跟踪补偿消弧装置对电网的作用
摘要：目前，自动跟踪补偿消弧装置在电网系统中应用的比较广泛，而且这种现代化的自动控制装置和传统的消耗装置而言，它有着更好的性能，对供电可靠性的提升更大。
这不但有利于我国电力系统行业的发展，还促进社会经济的进行，从根本上提高了供电的可靠性，也使得我国的电网技术得到了进一步的提升。
但是，由于电网自身的结构、消耗装置的内部结构以及电网系统的运行方式等各种因素的影响，这也使得自动跟踪补偿消耗装置在电网运行过程当中存在着一定的问题，这些问题也直接影响到了供电的稳定性，给我国的电力工程发展有着一定的影响。
本文通过对自动跟踪补偿消耗装置在电网运行中的作用进行探讨，总结了自动跟踪补偿消弧装置在电网运行当中的应用，以供同行参考。
关键词：消耗装置；过电压防护；接地线的选定
随着科技的不断发展，自动跟踪消耗装置在电网系统中的应用越来越广泛，而且在不断的实践中，还开发出了许多的形式，而这些形式适用于不同的配电网系统中，而且他们都有着各自的优缺点。
因此，我们在进行自动跟踪消耗装置选用的时候，我们要根据电网的实际情况选取，而且要对其进行严格的分析，以免在使用过程中造成不必要的影响，给供电设备的正常供电带来一定的困难。
所以，我们在进行选有的时候要从电网和自动跟踪消弧装置的各个方面
进行考虑，比如电压的防护措施，接地方法的选择等，这些都是造成问题发生的主要因素，因此我们要从各个方面对其进行分析处
理，以免在实际运行中出现不必要的损失。
一、对电网的影响
电缆在实际应用的工程当中，主要是根据电网的三相对地电容来对电力的平衡进行处理，当这三相三角的排列架上线路的电力出现相处较大的时候，就会对电网，造成一定的影响，而电网有时也会出现单相负荷无法进行全面输出的情况，这也给电网的实际运行带来了一定的影响，从而使得供电系统的可靠性出现了一定的问题。
由此可见，对电网造成影响的主要因素就是单相供电变压器在运行的时候，内部结构或者其他方面没有进行合理的处理，其实不够完善。
目前，在电网实际运用的过程中，电网的漏电问题也是人们应该注意的，这主要是应收在运行的工程中电网的绝缘子受到污染和破坏，使得绝缘材料的绝缘性受到严重的影响了电网的电力，从而使得电力资源的大量流失，严重的话还可能发生意外施工。
因此，我们在电网正常运行的过程中我们要对其进行一定的保护，避免让其受到影响从而导致一些不必要的损失。
二、消弧装置过电压防护效果比较
1间歇电弧接地过电压
在当前应用的现行消弧线圈中能够，通过采用各种自动跟踪或者调解的工作频率系下完成消弧装置是当前的主要方式，同时在单相间歇性电弧接地时刻，要充分的利用高频振荡过渡段，对各种电容电流进行分量控制，而且在应用均应当采用高频率电波。
这两者频率特性相差悬殊，是不可能互相补偿或调谐的。
但因它可使接地电流每次过零点后恢复电压大为减缓，从而有利于接地残流电弧的熄灭，电弧存在的时间大为缩短，所以重燃的次数也就大为减少，从而使得高幅值过电压出现的概率明显减小。
110 k v变电站 1 0 k v电容器组油浸式放电线圈内部发生间歇性接地，因每次接地存在时间不足 1 s ，接地补偿及选线成套装置来不及调档判线，使故障持续了4 h 3 9 m i n，导致中性点xho避雷器f y hwz 一 1 0/2 4 ）烧毁、放电线圈冒油、套管开裂及油箱变形，5000kv a r 密集型电容器一相电容值降低18.8%。
而就消弧柜 x hq而言，随着电弧能量的积蓄。
电弧接地过电压较大值大约发生在接地后 2个工频周期以后， x hq的真空接触器j z可在 4 0 ms 内完成合闸动作，弧光接地随之消失，稳定的过电压只有 1 倍。
而在 j z动作之前及断开接地点的过程中出现的短暂过电压，可由装置中的过电压保护器和电网中其他避雷器联合构成后备保护。
2电压互感器铁磁谐振过电压
对于调匝式及调容式 x h q，因消弧线圈感抗 x 。
与互感器的励磁感抗相比要小得多（相差几个数量级），在零序回路中几乎被x短接，系统三相对地参数基本上取决于消弧线圈感抗 x。
因饱和引起的三相不平衡，也就不会产生过电压了。
然而，对于相控式x h q，采用随调谐方式，无接地故障发生时，其等值阻抗为高短路阻抗变压器的励磁阻抗，数值极高，通常意义上的消弧线圈
消谐机理已不再适用。
3其他内部过电压
对于配电变压器高压绕组接地谐振、断线谐振等过电压，装设x h q后，只要过补偿运行，便可抑制到对绝缘无害的程度。
然而xh g大多情况下难以起到有利作用。
三、接地选线的实现
调容式 x hq接地选线，采用残流增量法，即接地发生后.消弧线圈改变一档，各馈线调档前后零序电流改变值最大者，判为故障线路。
对于稳定的接地，基本上判线正确，但对于间歇性弧光接地，准确率较低，甚至因每次接地存在时间极短而来不及调档判线，总体选线准确率约 8 0 %、9 0%。
相控式 x h q采用扰动原理进行选线。
其基本原理实质上与残流增量法相似，只是无级调节，可得到更为明显的增量值。
四、自动跟踪补偿消弧装置的应用
1 消弧装置形式的选择
a对于所供电的配电网。
电缆化比例较大（如城区、工业区等）、可能建设开闭所以及实施配电网自动化等情况的变电站，宜选用调匝式消弧线圈并联中电阻接地选线成套装置。
在此，综合了调匝式x hq结构简单、故障率低、技术较成熟，可实现接地保护的优势。
b对于高压室内接地故障率较高的老变电站，为了防止r：投入时较大接地弧光发展成相间短路，同时又无需考虑下级接地选线
及区段定位问题，则可考虑选用新型调容式 x h q装置，使用晶闸管元件与真空接触器并联控制调节电容器，实现零压投切，且宜采用预调谐方式，避免对电容器造成冲击。
当初期补偿电流和最终补偿电流相差较大时，也可采用调容式消弧线圈带分抽头（可分成 2大档）再经细调节的办法. 同样可以解决合理的级差电流和较宽的调流范围之间的矛盾。
2应用 x h q注意几个接地选线问题
a对于 x hq加接地装置，为了使接地选线准确率真正达到100%，必须解决弧光接地的选线问题。
间歇性接地比稳定接地危害更大，但准确选线难度较大。
为此，当装置判断为间歇接地故障性质，若因每次接地存在时间不足则可采取提前投入火。
等待接地发生的方法实现故障选线。
b 当xh q未投入运行期间，成套装置控制器也应具备接地选线功能。
可采用零序电流基波幅值比较法判线。
五、结束语
目前，自动跟踪补偿消弧装置在电网中已经得到了广泛的应用，它不但提高了供电的可靠性，还有效的推动了电力行业的发展。
但是，由于电网的结构、自动跟踪补偿消弧装置的选用不当或者其他方法的原因使得电网在正常运行的过程中受到影响，因此只有解决这些问题才能有效的对其进行解决，才能有效的推动电网系统的发展，所以我们在进行问题分析的时候，一定要根据电网运输的实际情况对其进行一定的处理，只有这样才能降低电网系统故障的发生
频率，才能有效的提高供电系统的可靠性。
参考文献
[1] 杨毅波，何人望. 配电网故障原因分析及应对措施[j]. 大众科技. 2010（02）
[2] 李东.浅谈低压无功补偿装置在配电网中的应用[j]. 中国科技信息. 2010（17）。