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1、消弧线圈一、中性点不接地系统的运行特点电网系统按中性点接地方式可分为：中性点直接接地系统和中性点不直接接地系统在中性点直接接地系统中，当发生单相接地故障时，接地短路电流很大，故称其为大接地电流系统。要求保护能灵敏、可靠、快速地切除接地短路故障。一般应用在110KV以上电网中。中性点不直接接地系统，包括经消弧线圈或电阻接地系统，也称为小接地电流系统。1、正常运行情况下：IACjCUA说明：每相都有超前相电压流。90的电容电EcEbEa2、A相接地后（见左图1-1）:各相对地电压为：1Ib/C0.t7二I1JIc=Ib=IcIdB-D=Eb-Ea=J3EAej150U故障点d零序电压为:C_DK3
2、EAej1501.Ud0（UA-DU3非故障相的电容电流为：B-dUc）-EAB-DjC0IC=其有效值为:C-DjC0C二接地点D流回的电流为:COID=IBIc其有效值为：ID=3UCo3倍，对地电容电流也说明：中性点不接地系统，当发生单相接地后，非故障相对地电压升高相应增大3倍。三相线电压仍旧保持对称，对负荷的供电没有影响，因此一般情况下，允许再继续运行1-2小时，不必立即跳闸，这也是采用中性点非直接接地运行的主要优点。但单相接地以后，其它两相对地电压升高了3倍，为了防止故障进一步扩大，应及时发出信号。3、当网络中有变压器和多条线路存在时，如图1-2所示，变压器和每条线路对地均有电容存在
3、，设以COt、C01、C02等集中电容表示。对于非故障的线路I:在线路始端所反映的零序电流为:3I01二IBIICI其有效值为：31oi-3UCoi方向由母线流向线路。即零序电流为线路i本身的电容电流,对于变压器：出线端零序电流为：3I0t=IBt|Ct其有效值为：310t二3UC0t即零序电流为变压器本身的电容电流，方向由母线流向变压器对于线路u：接地点的电流为:ID=（|其有效值为：BtICt)(IId=3J（CoiCotCon）二3JC。、在线路始端所反映的零序电流为：3lou二IauIbnlcn=-（IbiICiiBtICt）其有效值为：3Ion=3U代（Co送Con）即零序电流等于全
4、系统非故障元件对地电容电流之总和，方向为线路流向母线。结论：1、在发生单相接地时，全系统都将出现零序电压。2、在非故障的元件上有零序电流，其数值等于本身的对地电容电流，电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路。3、在故障线路上，零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之总和，数值一般较大，电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。二、装设消弧线圈的条件根据以上分析，当中性点不接地电网中，发生单相接地时，在接地点要流回全系统的对地电容电流。如果此电流过大，就会在接地点燃起电弧，引起弧光过电压，从而会使非故障相的对地电压进一步升高，使绝缘损坏，形成两点或多点接地，造成事故扩大。我国现行电力设备过电压
5、保护设计技术规程（SDJ7-76）规定：3-60KV的电力网，应采用中性点非直接接地的方式，当单相接地故障电流大于下列数值时，应装设消弧线圈：3-1OKV电力网3OA20KV及以上电力网1OA与发电机或调相机电气上直接连接的32OKV线路，中性点应采用非直接接地的方式。当单相接地故障电流大于5A时，如果要求发电机（调相机）能带内部单相接地故障运行，应装设消弧线圈。三、消弧线圈的作用为了减少单相接地的电容性电流，从二三十年代就应用了消弧线圈。它接在供电变压器的中性点，目的是使经消弧线圈流入接地弧道的电感电流抵消经健全相注入该处的电容性电流，从而使接地电流大大减少。当采用消弧线圈以后，单相接地时的
6、电流分布将发生重大变化。补偿电网的单相接地见图3-1。当D地接地后，电容电流的大小和分布与不接消弧线圈时是一样的，不同之处是在接地点又增加了一个电感电流。ID=ILIc由于的相位大约相差180度，因此，将因消弧线圈的补偿而减少。相量图见图3-2。_1如果则)I八jCEA八lc此时ID=0这就是消弧线圈的第一个作用，即能够大大减少故障点的接地电流；消弧线圈第二个作用是当接地电弧熄灭后，减小故障相上的电压恢复速度，避免电弧重燃，限制了弧光接地过电压。故障相上的电压恢复得快，超过了电弧间隙介电强度的恢复速度，电弧就不熄灭；故障相上的电压恢复得慢，比不上电弧间隙介电强度，电弧就熄灭。1 四补偿电网的运
7、行特点.补偿电网正常运行时，消弧线圈与三相对地电容处于串联谐振状态图41为补偿电网的接线图，图42为补偿电网正常运行时的零序等值电路图EcOOEbEaC0C0C0r1r1rr/3图中消弧线圈与网络对地电容处于串联谐振状态，若不计线路对地泄漏电阻的影响，则在12. ：厂&(即全补偿时)，L上的电压理论上可达到无穷大。这就是为什么要避免采用全补偿的其实在实际情况下，由于泄漏电阻的存在，即使在全补偿时，电网中性点的位移电压也是有限理由的。补偿电网发生单相接地时，消弧线圈与三相对地电容处于并联谐振状态。图43为补偿电网单相接地时的零序等值电路图。显然消弧线圈与三相对地电容处于并联谐振状态。由此可以很方
8、便地求出通过故障点的残流1j(3C)国Ld=IrJ(IcTl)二r/33. 由上式可见，要使残流最小，必须使蛍L=3国C补偿电网的三种运行方式(1)全补偿：当13C时,，此时Ic-ILPC为脱谐度。(2)过补偿：当(3)欠补偿：当13C时,13C时,IlIcIlIc，此时0电网的中性点不对称电压：当电网的中性点不接地运行时，此时中性点会出现电压，主要是由三相对地电容不平衡引起的，称为中性点不对称电压。见图44。UcUbUaUhc、一ICIB、一1ACACbCCx/4-4设三相电容为CA、CB、CC，根据克希堆夫定理，三相电流之和为零。c=0或改写成.UadYa+UbdYb+UcdYc=0各相对
9、地电压等于各相对中性点的电压及中性点对地电压之和，即：UA-UAUHCUBD=UUcd=UcuHC额定相电压是对称平衡的，所以UAUBUC中性点不对称电压为:HCUaYaUbYbUcYcUHCYAYBYC2=(Ca：Cb：Cc1CA*CC*CC1j3g01_J(CaCcCc)U1U1一Jd。式中：由各相对地电容不平衡引起的不对称度,、=CA.2CB.CCCA+Cc+Cc为额定相电压d。3go(CaCcCc)为中性点不接地电网的阻尼率4. 中性点位移电压：当消弧线圈投入运行后，正常运行情况下，消弧线圈与三相对地电容处于串联谐振状态，在消弧线圈两端产生电压降，称为中性点位移电压。由于串联谐振的关系
10、，位移电压要远远大于不对称电压。见图4一5。Uc中性点位移电压为:UAYAUbYbUcYcU0=11YAYBYC(j)coLrLCaCb%U0_(CaCcCc)(11(CaCcCc)-L(CaCcCc)PU一jd_j9l3go(CaCcCc)式中：一一补偿电网的脱谐度Cc)(CaCcCc)(CaCc(CACCCC)为补偿电网的阻尼率pUc=U半中性点电压的绝对值为y/2+d2在电网长期运行情况下，中性点位移电压不得超过相电压的15%,在特殊情况下也不得超过相电压的20%。如表41示15%相电压（伏）20%相电压（伏）35KV电网:3330444010KV电网91512206KV电网572762
11、五消弧线圈自动调谐原理消弧线圈调谐的二个基本要求：1、接地点的残流小于一定值（一般为5A）,或者脱谐度在规定的范围内（一般为不超过5%）;2、电网中性点位移电压不大于15%的相电压。1 手动调谐原理：首先测量系统及每一条出线的电容电流，计算系统运行的电容电流，根据消弧线圈每一档的电感电流（铭牌电流），来确定消弧线圈的运行档位。2 位移电压法：中性点位移电压与脱谐度成一定的关系。当脱谐度为零时，位移电压最大；当M越大，位移电压越小。3 注入信号法：利用微机控制器向电网不断发出30-65HZ的频率信号，当某一频率f0是谐振状态时,就可以利用这个频率直接计算出电网的脱谐度。计算公式为:504 可调气隙式：工作原理是靠移动插入消弧线圈线圈内部的可动铁心来改变磁导率从而改变线圈电5 感。主要缺点：响应慢相位相角法：改变消弧线圈分接头，测量两次中性点电压及它们之间电流相角差，然后就可以根据已知的电抗来计算出电网实际的电容量和脱谐度。2000年8月21日
