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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。

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