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消弧线圈自动跟踪补偿技术综述引言消弧线圈是电力系统中常见的一种设备，用于保护电力设备和系统免受电弧故障的影响。
然而，由于电力系统中的故障和变化，消弧线圈经常需要进行调整和补偿，以保证其性能和稳定性。
本文将综述消弧线圈自动跟踪补偿技术的研究进展，包括原理、方法和应用。
一、消弧线圈及其工作原理1.1 消弧线圈的定义消弧线圈是一种用于限制和控制电力系统中电弧故障影响范围的设备。
它通过产生磁场来限制电流，并将故障电流引导到地面或其他安全位置。
1.2 消弧线圈的工作原理消弧线圈通过利用磁场的作用来实现对电流的控制。
当电流超过设定值时，消弧线圈会产生一个磁场，使得故障电流被引导到地面或其他安全位置。
这样可以避免故障扩大和对设备和系统的损害。
二、消弧线圈自动跟踪补偿技术的研究进展2.1 自动跟踪技术的概述自动跟踪技术是指利用传感器和控制系统实现对消弧线圈的自动调整和控制。
通过实时监测电力系统状态和故障情况，自动跟踪技术能够及时调整消弧线圈的参数，以保证其工作效果和稳定性。
2.2 消弧线圈自动补偿技术的原理消弧线圈自动补偿技术是指利用反馈控制原理对消弧线圈进行补偿，以达到更好的控制效果。
通过监测电流、电压等参数，并根据预设的补偿算法进行计算和调整，可以实现对消弧线圈的自动补偿。
2.3 消弧线圈自动跟踪补偿技术的方法2.3.1 传感器监测方法传感器监测方法是利用传感器对电流、电压等参数进行实时监测，并将监测结果反馈给控制系统。
通过分析监测数据，控制系统可以实现对消弧线圈的自动调整和补偿。
2.3.2 控制算法方法控制算法方法是指利用数学模型和控制算法对消弧线圈进行自动调整和补偿。
通过建立电力系统的数学模型，并设计合适的控制算法，可以实现对消弧线圈的自动跟踪补偿。
2.4 消弧线圈自动跟踪补偿技术的应用消弧线圈自动跟踪补偿技术在电力系统中具有广泛的应用前景。
它可以提高电力系统的稳定性和可靠性，减少故障对设备和系统的损害。
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。
自动跟踪补偿调容式消弧线圈金黎，吴欣西安森宝电气工程有限公司摘要：自动跟踪补偿调容式消弧线圈成套装置是通过投切消弧线圈二次侧的电容器来改变其感抗的大小。
对二次侧电容器进行编码，可作到宽范围，跨越式快速调节。
控制器采用高速PC104 工控机为核心，能快速，准确计算出系统对地电容电流的大小，并带有选线功能，在模拟试验和现场应用中取得了理想的效果。
关键词：消弧线圈调容式自动跟踪补偿工控机Abstract: The capacitance-adjusting type of arc- suppressing coil that have the function of automatic tracking and compensating adjusts reactance by switching the capacitances of capacitors that paralleled the low voltage side of the arc-suppressing coil .Encoding to second side capacitors , the regulation may be realized speedily in the broad range with the leaping -over style. The controller adopts PC 104 embed industrial computer as the core, is able to calculate out exactly and speedily the electric current size of systematic earth capacitor and has the function of choosing fault current line. The effect of simulated test and field test of the controller is rather ideal . Key words: arc- suppress ing coil; capacita nc—djust ing type; automatic track ing and compensating; embed industrial computer0 引言随着国内6〜66kV配电网不断扩大，电缆线路也逐年增加，使得系统对地电容电流越来越大，消弧线圈在系统中的作用也越来越重要。
JN-XHZ系列调匝式消弧线圈自动跟踪补偿成套装置说明书中国保定国家高新技术产业开发区保定京能电力设备制造有限公司办公地址：保定市北市区厂址：保定市乐凯大街32号电话：传真：网址：www.京能.cc邮箱：jingneng0312@目录一、概述 (1)二、产品特点 (1)三、产品型号说明 (2)四、性能指标 (2)五、装置总体构成 (2)六、订货须知 (3)JN-XHZ系列调匝式消弧线圈自动跟踪补偿成套装置一.概述对于不同电压等级的电力系统，其中性点的接地方式是不同的，根据我国国情，我国6~66KV配电系统中主要采用小电流接地运行方式。
为了有效防止系统弧光接地，消除接地故障，提高供电质量，按照国家对过电压保护设计规范新规程规定，电网电容电流超过10A时，均应安装消弧线圈装置。
由于中性点经消弧线圈接地的电力系统接地电流小，其对附近的通信干扰小也是这种接地方式的一个优点。
我公司所研制生产的JN-XHZ系列调匝式消弧线圈装置，该成套装置采用标准的工业级计算机系统，总线式结构，多层电路板设计，全彩色大屏幕液晶屏，全汉字显示。
具有运行稳定可靠、显示直观，抗干扰能力强等特点，同时系统具有完善的参数设置及信息查询功能。
该系统克服了以前各消弧线圈装置调节范围小的缺陷，能够进行全面调节。
二.产品特点（一）控制器采用工业极计算机平台，双CPU架构，多层电路板处理，运行稳定可靠。
（二）采用全彩色液晶全中文显示，参数显示、设置及查询方便直观。
（三）调节准确、速度快，且调节范围宽，可在0~100%额定电流全范围调节。
（四）内嵌高压接地选线模块，采用残流增量法及有功功率法，使选线快速准确。
（五）设有RS232及RS485通讯接口，可实现与上位机的通讯，达到信号的远距离传送。
（六）可实现单相接地故障的声光控报警功能。
（七）设有标准并口打印机，可实现数据打印，接地信息打印。
（八）具有一控二功能，可实现同一系统内两套消弧线圈随系统运行情况自动变换。
GD-FZ - / - /电阻值北京国电瑞恒科技有限公司发电机中性点电阻器接地变一次绕组电压接地电变容量发电机额定电压GD-FZ发电机中性点电阻柜⏹概述发电机中性点电阻柜经高阻接地，因其能有效抑制发电机接地故障电流，从而有效防止发电机定子烧毁,并降低电弧接地暂态过电压。
中性点经高电阻接地有多种方案，其中以单相接地变压器与电阻柜结合的方案最优。
我公司生产的GD-FZ型接地电阻柜，体积小，重量轻。
接地变压器抗冲击，阻燃，局放小。
电阻采用镍镉合金或不锈钢材料制作，电阻率大，耐受温度高，抗腐蚀性好，性能稳定，通流能力强，适合于各种复杂环境。
⏹功能特点●发电机中性点经高阻接地方案中由接地变和电阻器结合方案最优●电阻体积小，重量轻；接地变抗冲击、阻燃、局放小●电阻采用镍镉合金和不锈钢材料制作，电阻率大，耐受温度高，抗腐蚀性好，适合于各种复杂环境●可以配用隔离开关、电流互感器，提供故障信号接口和保护接口⏹使用环境●适用于户内●环境温度：不低于-40℃，不高于+55℃●海拔高度不超过3000m●相对湿度：不低于95%（25℃）●电网频率：58～62Hz(60Hz系统)、48～52Hz(50Hz系统)●安装场所的空气中不应含化学腐蚀气体和蒸汽，无爆炸性尘埃⏹型号说明05⏹技术参数●电压等级：6.3KV-20KV发电机组●电阻值、额定电流、通流时间由用户提供，也可由我方设计●电阻柜外形、尺寸、材料、颜色可根据用户要求制作⏹订货须知●发电机的额定电压，接地变压器的容量和变比，电阻值，通流时间●接地变压器的绝缘形式（干式或油浸式）●电流互感器的变比、精度、容量及型号；柜体的颜色，进出线方式●有无隔离开关和避雷器●安装方式，户内/户外，IP防护等级。
管理制度参考范本自动调谐消弧线圈的工作原理aI时'间H 卜/ / 1 / 7自动调谐消弧线圈在供电系统中的应用为适应供电系统的实际需要，20世纪90 年代末，采用我国自行研制ZTJD 型自动跟踪补偿消弧线圈系统，其自动跟踪监测技术达到先进水平，运行证明其效果良好。
ZTJD型自动跟踪补偿消弧线圈系统的构成该系统在总结老式消弧线圈运行经验的基础上，独立开发成功的高新技术产品，由下列几个部分组成。
（1）接地变压器消弧线圈必须通过中性点接入系统，对无中性点的角形结线的电源（如6〜10kV系统）需配置接地变压器，目前有油浸式或干式两种型式，有如下的功能：1）提供有效的中性点，接地变压器的特点是零序阻抗很小，单相接地时，零序电压在接地变上的压降很小，95％的电压加到消弧线圈上，具有相当好的补偿能力，这种变压器高压侧绕组由两段组成，并分别位于不同相的心柱上，如图2所示，铁心柱上的磁势为零，匝数n1=n2。
2）接地变的二次可代站用变使用，节省投资。
3）能调整电网的不对称电压，满足自动调谐的需要。
（2）电动式消弧线圈目前有油浸式或干式两种型式。
调分头开关同样也有两种型式，对油浸式消弧线圈配油浸式有载开关（9〜15档），对干式消弧线圈可配空气式有载开关和真空式有载开关（9〜19档）。
有载开关使用在消弧线圈上，以预调方式工作是很轻松的，几乎在空载状态下切换，因此工作很可靠。
这种消弧线圈的电流调节范围比较宽，一般能达到1：4(如20〜80A)。
消弧线圈的二次线圈增多，不但供测量，而且满足二次阻尼和注入信号的要求。
(3) 微机控制部分ZTJD型接地补偿装置之所以能够达到自动跟踪和自动调谐的目的, 主要靠微机控制器来实现。
主要完成在线检测位移电压、电容电流等参数，根据测量参数分析判断，如需调整，发出指令进行调整，并有显示、报警、远送等功能。
(4) 阻尼电阻及其控制部分调匝式自动调谐消弧线圈系统之所以能够实现在全补偿状态或很小脱谐度下运行，关键是在消弧线圈回路串人大功率的阻尼电阻只，以提高电网的阻尼率使谐振点的位移电压降到15％相电压以下，所以不必担心谐振时会发生调谐过电压，阻尼电阻在电网正常运行时串入，防止串联谐振，当系统发生接地时，快速将其短接以免影响消弧线圈的输出电流。
自动跟踪补偿消弧线圈成套装置用途
自动跟踪补偿消弧线圈成套装置是一种用于电力系统中的重要
设备，其主要用途是用于消除电力系统中的电弧现象，提高系统的
可靠性和稳定性。
在电力系统中，由于电气设备的运行和外部因素的影响，往往
会产生电弧现象。
电弧不仅会导致设备的损坏，还会对整个电力系
统造成严重的影响，甚至引发火灾和安全事故。
因此，消弧是电力
系统中非常重要的一项工作。
自动跟踪补偿消弧线圈成套装置通过检测电力系统中的电弧现象，并实时跟踪和补偿电弧，可以有效地消除电弧现象，保护电力
设备，提高系统的可靠性和稳定性。
同时，该装置还可以提高系统
的运行效率，减少能源损耗，降低维护成本，延长设备的使用寿命。
除此之外，自动跟踪补偿消弧线圈成套装置还具有智能化、自
动化的特点，能够实现对电力系统的实时监测和控制，提高系统的
运行效率和安全性。
这对于提高电力系统的智能化水平，实现电力
系统的可持续发展具有重要意义。
总之，自动跟踪补偿消弧线圈成套装置在电力系统中具有重要的用途，可以有效地消除电弧现象，保护电力设备，提高系统的可靠性和稳定性，实现电力系统的智能化和可持续发展。
2024年自动调谐消弧线圈的工作原自动调谐消弧线圈在供电系统中的应用为适应供电系统的实际需要，20世纪90年代末，采用我国自行研制ZTJD型自动跟踪补偿消弧线圈系统，其自动跟踪监测技术达到先进水平，运行证明其效果良好。
ZTJD型自动跟踪补偿消弧线圈系统的构成该系统在总结老式消弧线圈运行经验的基础上，独立开发成功的高新技术产品，由下列几个部分组成。
(1)接地变压器消弧线圈必须通过中性点接入系统，对无中性点的角形结线的电源(如6～10kV系统)需配置接地变压器，目前有油浸式或干式两种型式，有如下的功能：1）提供有效的中性点，接地变压器的特点是零序阻抗很小，单相接地时，零序电压在接地变上的压降很小，95％的电压加到消弧线圈上，具有相当好的补偿能力，这种变压器高压侧绕组由两段组成，并分别位于不同相的心柱上，如图2所示，铁心柱上的磁势为零，匝数n1=n2。
2)接地变的二次可代站用变使用，节省投资。
3)能调整电网的不对称电压，满足自动调谐的需要。
(2)电动式消弧线圈目前有油浸式或干式两种型式。
调分头开关同样也有两种型式，对油浸式消弧线圈配油浸式有载开关(9～15档)，对干式消弧线圈可配空气式有载开关和真空式有载开关(9～19档)。
有载开关使用在消弧线圈上，以预调方式工作是很轻松的，几乎在空载状态下切换，因此工作很可靠。
这种消弧线圈的电流调节范围比较宽，一般能达到1：4(如20～80A)。
消弧线圈的二次线圈增多，不但供测量，而且满足二次阻尼和注入信号的要求。
(3)微机控制部分ZTJD型接地补偿装置之所以能够达到自动跟踪和自动调谐的目的，主要靠微机控制器来实现。
主要完成在线检测位移电压、电容电流等参数，根据测量参数分析判断，如需调整，发出指令进行调整，并有显示、报警、远送等功能。
(4)阻尼电阻及其控制部分调匝式自动调谐消弧线圈系统之所以能够实现在全补偿状态或很小脱谐度下运行，关键是在消弧线圈回路串人大功率的阻尼电阻只，以提高电网的阻尼率使谐振点的位移电压降到15％相电压以下，所以不必担心谐振时会发生调谐过电压，阻尼电阻在电网正常运行时串入，防止串联谐振，当系统发生接地时，快速将其短接以免影响消弧线圈的输出电流。
消弧线圈自动跟踪补偿装置的原理《说说消弧线圈自动跟踪补偿装置那些事儿》嘿，朋友们！今天咱们来聊聊这个听起来有点专业，但其实超有意思的消弧线圈自动跟踪补偿装置的原理。
你可别一听这名字就觉得头大，觉得跟咱普通人没啥关系。
实际上，这玩意儿就像是电力系统里的一个超级英雄！想象一下，在那复杂庞大的电网世界里，时不时会有点小电流跑来跑去，要是放任不管，可能就会惹出大麻烦。
而消弧线圈自动跟踪补偿装置呢，就是专门来对付这些调皮小电流的。
它的原理其实挺好玩的，就像是一个很会察言观色的小机灵鬼。
它时刻关注着电网里的情况，一旦发现有那些不老实的电流出现了，立马就行动起来。
它会迅速地调整自己的状态，放出合适的电流去把那些捣蛋的家伙给“收服”了。
比如说吧，电网里突然多了一些不该有的电容电流，这时候消弧线圈就会赶紧调整自己的电感电流，让两者达到一个平衡，把麻烦扼杀在摇篮里。
它就像是一个默默守护电网安全的卫士，无声却又至关重要。
我第一次了解到这个装置的时候，就忍不住想，这玩意儿可真神奇啊！那么小的一个东西，居然能对那么大的电网起到这么重要的作用。
而且它还一直在那自动跟踪、自动补偿，根本不用人时刻盯着它。
感觉它就像是有自己的小脑袋瓜一样，知道什么时候该做什么。
有时候我就想，要是生活中也有这样一个东西就好了。
比如能自动跟踪我的情绪，在我心情不好的时候给我补偿点快乐，哈哈！开个玩笑啦。
总的来说呢，消弧线圈自动跟踪补偿装置虽然原理有点复杂，但咱们可以用一种有趣的方式去理解它。
它就是电力世界里的保护神，默默地为我们的用电安全保驾护航。
下次当你打开电灯，享受着明亮的灯光时，说不定就是这个可爱的小装置在背后默默地付出呢！所以啊，咱们可得好好感谢它，也感谢那些研究和制造它的人们，让我们的生活变得更加便利和安全。
10KV自动跟踪补偿消弧线圈运行规定作为一种补偿单相接地电容电流的设备，10KV自动跟踪补偿消弧线圈近几年在我局得到推广应用，其中主要类型有:ZBYH-10/10-25 XDJ-LT-300/10.5 XDJ-242/10.5消弧线圈的投退必须按调度命令执行，运行中发现异常应及时向调度汇报。
一、对于ZBYH-10/10-25型号规定如下：1、当10KV两段母线并列或分列运行时，应投入消弧线圈，使其发挥作用。
2、当一段母线停运时，应退出消弧线圈。
3、消弧线圈进行预试、加油及检修时，应退出消弧线圈。
4、消弧线圈高压保险熔断或发生障碍、异常、事故，需要进行检查处理时，应退出消弧线圈。
5、消弧线圈运行中不得停用低压电源，如必须停用低压电源，应退出消弧线圈。
A、投入消弧线圈操作顺序：①合上交流电源刀闸，检查电源指示灯亮。
②将手动/自动开关打至手动位置。
③检查消弧变高压保险已装好。
④推上消弧变高压侧隔离刀闸。
⑤将手动/自动开关打至自动位置。
⑥记录投入时间。
B、退出消弧线圈操作顺序：①所在系统确无单相接地②将手动/自动开关打至手动位置。
③拉开消弧变高压侧隔离刀闸，检查确已拉开。
④断开交流控制电源刀闸。
⑤记录退出时间。
二、对于XDJ-242/10.5型号规定如下：1、消弧线圈投入运行时，应先推上刀闸后，再送上电机操作电源，然后送上测控器电源。
2、消弧线圈退出运行时，应先断开测控器电源，再断开电机操作电源，然后拉开刀闸。
3、母线分列运行时，两台消弧线圈均投入运行，调节方式均置于“自动”位置。
4、母线并列运行时，一般情况下两台消弧线圈均投入，一台置为自动，一台置为手动，每隔三个月调节方式应变换一次，并且两台消弧线圈的档位差不应超过两档；当置为自动的消弧线圈运行到电流下限，而同时置为手动的消弧线圈也需运行下限时，应退出置为手动的消弧线圈，并汇报调度。
5、母线分列运行前，两台消弧线圈均应置于自动调节状态。
6、系统非正常状态运行时，不必改变消弧线圈的运行方式。
ACHC微机控制消弧线圈补偿装置产品概述对于不同电压等级的电力系统，其中性点的接地方式是不同的，根据我国国情，6～66KV供电系统中主要采用中性点不接地运行方式。
为了有效防止系统弧光接地，消除接地故障，提高供电质量，按照国家对过电压保护设计规X新规程规定，3～10KV架空线路、35KV、66KV、系统单相接地电容电流超过10A；3～10KV电缆线路电容电流超过30A时，均应安装消弧线圈接地电容电流补偿装置。
此外，《煤矿安全操作规程》规定，高压电网单相接地电容电流超过20A时，应采取措施减小接地电容电流。
安装消弧线圈接地补偿装置，是最为有效的措施。
以前我国电网普遍采用手动调匝式消弧线圈，由于不能实时监测电网的电容电流，其主要缺陷表现在以下两个方面：（1）调节不方便，需要装置退出运行才能进行调节。
（2）判断困难，无法对系统运行状态做出准确判断，因此很难保证失谐度和中性点位移电压满足要求。
此外，供电系统出现单相接发地故障后，如何准确地选出接地线路一直是困扰供电系统的难题，尤其是中性点经消弧圈接地的系统单相接地故障的选线准确率更低。
因此，高压电网出现单相接地故障后，如何快速准确地选出接地故障线咱也是供电系统急需解决的难题。
随着微电子技术的飞速发展与广泛应用，消弧线圈接地补偿装置自应用于电力系统以来，也有了较大的发展。
我公司最新研制生产的ACHC系列微机控制消弧线圈自动跟踪补偿装置采用先进的PC104工控机系统，总线式结构，彩色液晶屏汉字显示，具有运行稳定可靠，显示直观，抗干扰能力强等特点，同时系统具有完善的参数设置与信息查询功能。
该系列装置按调节式分为调容式与调匝式两种，该系列装置均能准确地实时测量电网电容电流，当电网发生单相接地故障时，对电容电流实施自动补偿，同时准确选出接地线路，可有效地抑制电网弧光过电压，并可大大缩短接地故障的处理时间，保障供电系统的安全运行。
本系统产品广泛应用于供电局、发电厂、冶金、煤炭、石油与化工等大型厂矿企业的变电站，适用电压等级6～66KV，是老式消弧线圈理想的更新换代产品，用时也是新建变电站接地补偿与选线装置的首选配套产品。
调容式自动跟踪消弧线圈补偿技术张希峰 李明娣 张文广 田海霞 中原油田供电管理处(453800)1 一般消弧线圈补偿技术的缺点按照部颁DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的规定,3～66kV系统的单相接地故障电容电流超过10A时,中性点应采用消弧线圈接地方式。
中原油田有7座110kV变电所,主变35kV 中性点的消弧线圈容量皆为550kVA,补偿电流在12～24A之间,并且只有5档手动调整档位。
因此不可避免地存在以下缺点:(1) 手动现场调整。
消弧线圈必须退出运行才能调节分接头,因其调节不便,在实际运行中就不能保证根据电网电容电流的变化及时进行调节。
(2) 人为估算电容电流值。
由于没有在线实时测量电容电流的设备,再加上油田电网中的窃电现象严重,并且存在不定时性,电流值的误差较大使消弧线圈难以补偿在最佳状态。
(3) 增加了劳动强度和操作的频率。
每投退一次线路,为保证补偿的合理性,就要投退一次消弧线圈进行调档。
(4) 容量不够。
实际测量结果表明,不能满足现在电网的实际需要。
(5) 对电网产生的谐振过电压没有一定的预防措施。
(6) 不能记录单相接地时的各项相关技术参数,技术人员分析电网运行情况缺乏必要的技术资料。
(7) 造成了大量人力、物力、财力的浪费。
2 自动跟踪补偿微机控制消弧线圈的应用目前,国内运行的消弧线圈有三种类型,即调匝式、调气隙式和二次调容式。
所谓调容式消弧线圈就是通过接入一定数量的电容器以实现抵消消弧线圈电感电流的装置,具体做法是通过真空接触器的开、合来接入不同数量的电容器。
由于感性电流和容性电流的相位相差180°,两者可以进行算术运算,因此,可通过对电容电流的开、合将消弧线圈二次侧的电容电流折算到一次侧去抵消电感电流,从而改变消弧线圈的电感补偿电流。
调容式自动跟踪消弧线圈补偿成套装置由消弧线圈、电容调节箱(装于消弧线圈导轨上)、阻尼电阻箱、自动跟踪调节及控制器(装于控制屏中)、控制屏五部分组成(如图1所示)。
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【摘要】xbsg系列自动跟踪补偿消弧线圈成套装置（以下简称成套装置）在结构上突破了传统消弧线圈的结构模式，将接地变压器与消弧线圈有机地结合成一体，不仅减小了体积，降低了成本，而且提高了设备的效率，安装、维护更加方便。
本文重点介绍了xbsg 系列自动跟踪补偿消弧线圈成套装置装置及其在变所中的应用。
【关键词】消弧线圈；可控硅技术；自动跟踪补偿１单相接地故障的危害（１）易造成二次故障配电网越大，电容电流越大，单相接地时接地电流越大。
接地点电弧不能自行熄灭，易形成稳定电弧，易发展成相间短路（电缆放炮），造成停电或设备损坏事故。
（２）易产生单相电弧接地过电压当配电网接地电流大于5～10a时，单相接地故障时可能出现周期性熄灭和重燃的间歇电弧。
间歇电弧将导致相与地之间产生过电压，其值可达到2.5～3倍的相电压峰值。
（３）易产生铁磁谐振电压在相电压时pt特性已趋于饱和拐点，当系统中运行电压偏离并出现某些扰动（如单相接地故障），能使pt饱和程度加剧，就有可能激发铁磁通谐振过电压，致使母线电压互感器烧毁和熔断器熔断，严重威胁着配电网的安全和供电可靠性。
2 xbsg系列自动跟踪补偿消弧线圈成套装置概述《煤矿安全规程》第457条规定：“矿井高压电网，必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20a。
”限制单相接地电容电流的有效措施是在电网上装设自动跟踪补偿的消弧线圈。
xbsg系列自动跟踪补偿消弧线圈成套装置独特的自动跟踪调节功能采用嵌入式系统与可控硅技术相结合的原理来实现，没有机械传动部分，调节、跟踪速度快，噪音低，运行可靠。
另外该消弧线圈不仅运行可靠，而且由于大大减小了接地故障电流，使电缆接地放炮事故大幅度减少，大大提高了电网的安全、可靠运行性能。
3 xbsg系列自动跟踪补偿消弧线圈成套装置用途该成套装置适用于6kv或10kv中性点不接地的电网，对电网单相接地的电容电流进行自动跟踪补偿，并可根据设定的脱谐度实现欠补、全补或过补运行。
自动跟踪补偿调容式消弧线圈金黎，吴欣西安森宝电气工程有限公司摘要：自动跟踪补偿调容式消弧线圈成套装置是通过投切消弧线圈二次侧的电容器来改变其感抗的大小。
对二次侧电容器进行编码，可作到宽范围，跨越式快速调节。
控制器采用高速PC104工控机为核心，能快速，准确计算出系统对地电容电流的大小，并带有选线功能，在模拟试验和现场应用中取得了理想的效果。
关键词：消弧线圈调容式自动跟踪补偿工控机Abstract: The capacitance-adjusting type of arc- suppressing coil that have the function of automatic tracking and compensating adjusts reactance by switching the capacitances of capacitors that paralleled the low voltage side of the arc-suppressing coil .Encoding to second side capacitors , the regulation may be realized speedily in the broad range with the leaping -over style. The controller adopts PC 104 embed industrial computer as the core, is able to calculate out exactly and speedily the electric current size of systematic earth capacitor and has the function of choosing fault current line. The effect of simulated test and field test of the controller is rather ideal .Key words: arc- suppressing coil; capacitance–adjusting type; automatic tracking and compensating; embed industrial computer0引言随着国内6～66kV配电网不断扩大，电缆线路也逐年增加，使得系统对地电容电流越来越大，消弧线圈在系统中的作用也越来越重要。
消弧线圈可以有效地补偿系统线路对地电容电流的大小，在发生单相接地故障时，减小了故障点的残流，达到自然熄弧的目的，避免了单相接地扩大为相间短路，降低了人身伤亡和设备损坏的可能性。
3-10KV不直接连接发电机的系统和35KV、66KV系统，当单相接地故障电容电流不超过下列数值时，应采用不接地方式；当超过下列数值又需在接地故障条件下运行时，应采用消弧线圈接地方式。
（1）3-10KV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有35KV、66KV 系统、10A。
（2）3-10KV电缆构成系统30A。
目前国内运行的消弧线圈主要有：调匝式，调气隙式，直流偏磁式等。
调匝式和调气隙都存在调节范围窄，动作缓慢。
直流偏磁式虽然克服了这以缺点，但是晶闸管移相控制会给系统带来了大量的谐波污染，此外，与其他几种调感方式相比较，成本高。
【1】1调容式消弧线圈的组成及补偿原理1．1 调容式消弧线圈的结构组成基于电力系统对消弧线圈成套装置的要求不断提高，西安森宝电气工程有限公司独立研制了一种调容式消弧线圈成套设备，如图1所示（虚线以下为成套装置，虚线以上为系统）。
1＃B，2＃B为Z型接地变压器的特点为零序阻抗小，一次侧设有无励磁分接开关用于调节不平衡度。
它能引出中性点接消弧线圈，二次侧一般带站用电。
1＃XH ，2＃XH 为消弧线圈串接在接地变压器的中性点上，电容器柜消弧线圈并联1＃R ，2＃R 为阻尼电阻接于消弧线圈于大地之间，用来限制系统谐振过电压。
用于本装置工作在靠近谐振位置，阻尼电阻串接其中可以起到消除谐振过电压，使中性点位移电压小于系统相电压的15％。
1＃PT ，2＃PT 为中性点电压互感器用于采集中性点位移电压，1＃CT ，2＃CT 为中性点电流互感器用于采集中性点电流，为计算电容电流提供参数。
控制器及控制屏安装于变电站室内。
图 1 调容式消弧线圈系统原理图1．2 调容式消弧线圈调感原理调容式消弧线圈如图2所示，有一次侧和二次侧两组电感线圈，通过调节二次侧并列电容器的大小，改变二次侧电感，从而改变一次测电感值。
C1，C2， C3，C4，C5大小分别以C ，2C ，4C ，8C ，16C 排列，其中C 为C1的大小。
这样，就为5路电容器编码，一共可以有00000～11111，32级档位。
由于使用动作时间为毫秒级的真空接触器投切电容器，故调容式消弧线圈不但拥有很宽的调节范围，并且其响应速度快，克服了传统消弧线圈不能越级调节的困难。
电容器在二次侧工作，降低了电容器的电压等级，大大降低了生产成本。
其等效电路如 图3所示。
图 2 消弧线圈结构原理图如图3所示为以电感，电容并列支路，其对外等效阻抗X 为：C j L j C j L j X ωωωω+⋅=1＝LC L j 21ωω- （1） 图3 消弧线圈等效电路图 图 4 (1)式函数曲线因为ω，L 均为常数，令M L =2ω，画出（1）式函数曲线如图4所示。
当C ∈（0，1/M ）式时，阻抗值X>0,成感性，此时X 值随C 值的增大而增大，随C 值的减小而减小。
当C 值趋近于1/M 时，C 值的改变会引起X 的剧烈变化，故在这个区间内，电容电流的计算值相对误差会稍大一些。
1．3 自动跟踪补偿原理在图5 的等效回路中，考虑的是零序回路的参数【2】，所以导线的相间电容、改善功率因数用的电容器组、电网内负载变压器及其有功负荷不起作用。
因为它们都是接在相间的。
由于消弧线圈一般工作在谐振位置，故在消弧线圈与地之间串接阻尼电阻，来降低品质因数。
控制器在计算电网电容电流时，忽略消弧线圈的等值损耗电导及对地电容的泄露电导。
调谐时,先测量当前档位时流过消弧线圈的电流i 1,然后调节消弧线圈的档位,测量新的电流i 2并计算其相对于的相位差θ。
根据两档位的电抗之差和θ的关系,可以计算出对应档位时的脱谐度。
图 5 一次系统等效电路图)(11.c n bd X X j R U I -+= （2）)(22.c n bd X X j R U I -+= （3） 式中，R 为等效回路的等值电阻，Xc 为系统对地容抗，Xn 1，Xn 2分别为消弧线圈两次档位时的感抗。
在每次换档由于时间很短，可认为中性点不平衡电压Ubd 不发生变化，上两式相除得：)()(12.2.1Xc X j R Xc X j R I I n n -+-+= (4) 由于 θθsin cos 2.1.jk k I I += （5） 式中k ，θ分别为两次测量电流幅值之比和相角差。
将（4）式代入（5）式，分别对实部，虚部列方程得系统对地容抗：C X ＝MMX X n n --112 （6） 式中 k k M 1cos cos --=θθ （7） 当系统对地容抗发生改变时，同理可推导出新的对地容抗：12)1(C n C MX M X X +-= （8）式中21,C C X X 为系统对地容抗变化前后的对地容抗值。
控制器可根据式（6），（8）自动测得系统对地容抗，以此为判据调整消弧线圈到相应档位，达到自动跟踪补偿的目的。
3 控制器的设计3．1 控制器硬件结构本装置控制器采用PC104嵌入式CPU 模块为核心，可以运行DOS 操作系统，为编写软件提供了很大的便利。
板载显卡，并带有串行口，并行口，为其远动控制及功能扩展提供了前提条件。
看门狗为连续不间断工作提供了良好保障。
A/D 转换模块AD1612，通过PC104 栈接器与CPU 模块相连，可以组成一个高性能的数据采集与控制系统。
它有16个单端或8个差分模拟输入通道，24 路可编程数字量I/O ，精度为±0.5%。
每1.25毫秒对外部信号采样一次，一个周波可采16点，然后对采样点进行FFT ，可得到测量量的幅值和相角。
通过PC104 栈接器再连接一块IR104输入输出模块。
它拥有20路继电器（可读写）和20路光耦（只读），通过光耦可获得外部开关量信号，通过对继电器编程控制，对外输出开关量信号。
控制器还提供良好的人机对话界面，装有大屏汉显液晶，打印机，和工业小键盘。
用户可十分方便的观察和操作。
3．2 软件流程控制器软件直接在DOS操作系统TC环境下编写。
软件采用模块化设计，可移植性高。
图5为程序主流程图。
另外程序中还有液晶显示模块，打印控制模块，响应键盘模块等。
图 5 程序主流程图4 结论西安森宝公司独立研制的调容式自动跟踪补偿消弧线圈采用预调谐式，响应速度快，调档范围宽，计算准确。
并带有RS232，RS485通讯接口，能实现遥信，遥测，遥控，遥调，能够满足变电站无人值班，少人职守的要求。
带有接地选线功能，发生单相接地故障时为运行人员提供了有利的指导依据。
一台控制器可控制两台消弧线圈。
目前已在西安子午峪变电站运行10个月，效果良好。
参考文献：【1】电力行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》,1997【2】解广润电力系统过电压北京：水利电力出版社，1985。
