下载文档原格式
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。
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。
2012年8月第22期科技视界Science &Technology Vision1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。
2XBSG 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。
3XBSG 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。
也可以采用手动运行进行固定补偿。
自动运行时该装置能始终处于最佳补偿状态,使接地故障点的残余无功电流减小到5A 以下,因而可显著提高电网供电的安全性和可靠性。
该成套装置对电网对地分布电容比较大,对地绝缘相对薄弱的电缆电网尤为重要,它可有效地抑制电弧接地过电压,减少单相接地故障引发相间短路和电缆放炮的几率;此外,还能有效地抑制电弧接地过电压和铁磁谐振过电压。
自动跟踪补偿消弧系统综述
赵晓东;黄小彬
【期刊名称】《机电工程》
【年(卷),期】2013(030)010
【摘要】针对电网发生单相接地故障时,系统无法快速、准确地对单相接地电容电流进行有效补偿的问题,对中性点电压和补偿原理进行了研究,通过采用中性点经消弧线圈的接地方式,建立了自动跟踪补偿消弧系统,同时提出了自动调谐原理.该系统主要由消弧线圈和控制系统组成,在发生单相接地故障时,自动进入补偿状态,接地故障消除后,自动退出补偿状态.调谐原理是系统进行自动跟踪补偿的关键技术,在很大程度上影响系统的跟踪补偿速度与精度.通过对国内外几种常用的调谐原理进行总结和对比,指出了各自存在的优缺点及适用范围.研究结果表明,不同结构特点的消弧线圈所适用的调谐原理也不同,选择合适的调谐原理才能快速、有效地补偿接地电容、电流.
【总页数】4页(P1293-1296)
【作者】赵晓东;黄小彬
【作者单位】杭州电子科技大学信息与控制研究所,浙江杭州 310018;杭州电子科技大学信息与控制研究所,浙江杭州 310018
【正文语种】中文
【中图分类】TM711
【相关文献】
1.自动跟踪消弧补偿装置与故障转移接地装置现场故障处理对比试验及分析 [J], 晏锋;廖志军;刘伟平;周菊根;杨博;郭成
2.基于自动化技术的跟踪补偿消弧装置测控系统设计 [J], 侯少锋;李洪祥;刘阳
3.一种新型的消弧线圈自动跟踪补偿装置 [J], 吴斌;陈纲;金云奎;李国
4.关于10kV配电系统增加自动跟踪补偿消弧装置必要性的技术分析 [J], 王占忠
5.10kV配电网传输系统中采用自动跟踪补偿消弧的探讨 [J], 黄方
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
![自动跟踪消弧线圈装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/00e49c25a1c7aa00b42acb83.png)
专利名称：自动跟踪消弧线圈装置
专利类型：实用新型专利
发明人：仝新宇,王海峰,程子华,杨乔川申请号：CN201420499486.3
申请日：20140901
公开号：CN204068245U
公开日：
20141231
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种自动跟踪消弧线圈装置，本装置以磁阀式电抗器作为消弧线圈，在配电网络中的变压器中性点与地之间安装磁阀式可控电抗器，在磁阀式可控电抗器与地之间加装一有源滤波器，在磁阀式可控电抗器中的消弧线圈中性点装设电压互感器和电流互感器，当发生单相接地故障时测量电容电流。
本实用新型提供的自动跟踪消弧线圈装置从硬件设备上进行改造，本装置以磁阀式电抗器作为消弧线圈，其能够实现可连续平滑调整，调节范围宽，且调节响应时间短，此外，由于无机械动作设备，气隙固定，振动小，噪声低，具有运行维护简单的特点，在电抗器与地之间串联了有源滤波器，以降低谐波对系统的干扰。
申请人：国家电网公司,国网天津市电力公司
地址：100031 北京市西城区西长安街86号
国籍：CN
代理机构：天津盛理知识产权代理有限公司
代理人：王来佳
更多信息请下载全文后查看。
一种新型的消弧线圈自动跟踪补偿装置
吴斌;陈纲;金云奎;李国
【期刊名称】《电力系统保护与控制》
【年(卷),期】2018(046)019
【摘要】准确地计算电容电流是消弧线圈自动跟踪补偿装置应用基础.采用一种简单实用的带阻尼电阻的消弧线圈电容电流计算方法,只需通过投切消弧线圈接地系统的阻尼电阻便可求解电容电流.研发了基于多核控制器的自动跟踪补偿装置,多核分工协调完成自动跟踪补偿装置的复杂任务,避免了传统补偿装置需要多个控制器的繁琐设计.具体介绍了各个控制核的功能,并搭建了消弧线圈自动跟踪补偿装置IEC61850模型.实验测试所研发装置满足IEC61850一致性要求,而且装置的电容电流补偿具有良好的精度.
【总页数】7页(P151-157)
【作者】吴斌;陈纲;金云奎;李国
【作者单位】国网山东省电力公司泰安供电公司,山东泰安271000;国网山东省电力公司泰安供电公司,山东泰安271000;国网山东省电力公司泰安供电公司,山东泰安271000;国网山东省电力公司泰安供电公司,山东泰安271000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.一种新型自动跟踪补偿消弧线圈原理分析 [J], 李秀强;张军利
2.一种新型自动跟踪补偿消弧线圈原理分析 [J], 李秀强;张军利
3.ACHC微机控制消弧线圈自动跟踪补偿装置在现场中的应用 [J], 张敬亚
4.一种新型直流偏磁式自动跟踪消弧线圈的探讨 [J], 李品德
5.消弧线圈自动跟踪补偿装置的设计与实现 [J], 王慧;闫志伟;刘国强;刘向波;丛伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
基于调相法的消弧线圈自动跟踪补偿的测量方法桑振华;苗晓鹏;李晓波;李慧敏【摘要】A new method is proposed to measure the capacitive and impedance current of resonance grounding power networks based on phase modulation of zero-sequence voltage. For the arc suppression coil and damping resistance in parallel grounded power networks, the grid-to-earth capacitance and resistance can be calculated accurately through switching the parallel damping resistor to increase the damping rate, while adjusting the inductance of arc suppression coil to guarantee phase difference of zero sequence voltage be 90 degrees before and after the adjustment. The simulation model is established and experiments are carried out in MATLAB to verify the correctness of this tuning method. The tuning method is simple, implemented easily, and can be used in not only the follow-resonant arc-suppression but also the pre-resonant one.%提出了一种基于调相法的消弧线圈自动跟踪补偿测量方法。
基于自动化技术的跟踪补偿消弧装置测控系统设计
侯少锋;李洪祥;刘阳
【期刊名称】《自动化应用》
【年(卷),期】2018(000)005
【摘要】基于当前电网的跟踪补偿消弧装置设计需求,设计基于自动化技术的跟踪补偿消弧装置测控系统,以确保实现系统设计可靠性.经测试应用,该系统可有效提升电网运行稳定性,提升幅度高达20.0％;同时也提高了跟踪补偿消弧装置测控系统运行可靠性,提升幅度高达16.0％.由此表明,设计基于自动化技术的跟踪补偿消弧装置测控系统,能够行之有效地提升电网系统运行的可靠性、稳定性,值得在实际中推广.【总页数】2页(P33-34)
【作者】侯少锋;李洪祥;刘阳
【作者单位】渤海石油装备(天津)新世纪机械制造有限公司,天津300280;渤海石油装备(天津)新世纪机械制造有限公司,天津300280;渤海石油装备(天津)新世纪机械制造有限公司,天津300280
【正文语种】中文
【中图分类】TM761
【相关文献】
1.自动跟踪补偿消弧线圈测控单元的研究与分析 [J], 崔卫;鲁泗勇
2.偏磁式消弧线圈自动跟踪补偿装置及配套选线装置在电网中的应用 [J], 王玮;李永胜
3.基于工业控制计算机的自动跟踪补偿消弧装置 [J], 廖承;李朝晖;林玉怀
4.自动跟踪消弧补偿装置与故障转移接地装置现场故障处理对比试验及分析 [J], 晏锋;廖志军;刘伟平;周菊根;杨博;郭成
5.自动补偿消弧装置新型测控方法的研究及其实现 [J], 闫静;马志瀛
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
摘要配电网中性点采用消弧线圈的方式，对于改善电网供电质量、提高供电可靠性和保证整个系统安全运行都有十分重要的意义。
本文所做的工作就是在了解国内外配电网中性点接地方式发展及其现状的基础上，完成自动跟踪补偿消弧线圈测控单元的设计。
该装置在系统正常运行情况下能够在线自动跟踪补偿电网对地电容电流的变化，而且在故障情况下能够对电网提供补偿电流，以减小故障电流，避免单相接地故障发展成为相间故障。
本文主要分析了消弧线圈国内外的发展现状、自动调谐原理和控制方法，并基于三相五柱式消弧线圈利用DSP设计出了控制器。
该控制器是以TMS320LF2407为核心，本文阐述了该控制器的工作原理，并在硬件的基础上对其软件进行了设计，它具有查看、设置和查询记录三个功能。
查看功能可以显示当前电网的零序电压、电流和脱谐度等参数；设置功能主要是对时间日期和故障电压限值等修改；查询记录则是用来调用以前的电网参数记录。
详细的画出了查看、设置、查询记录、键盘扫描、A/D转换、液晶显示和时钟等功能模块的流程图。
最后简单的介绍了软件的抗干扰措施。
关键词：消弧线圈；调谐原理；DSPABSTRACTThe arc suppression coil grounding manner of the distribution system is vital to the quality and reliability of the power supply,and it increases the security of the circulating network.By knowing the development and the present situation of the foreign and internal distribution nerwork’s grounding manners.This paper .presents a auto-track conpensating controlling device which not only can track but also compensate the changing capacitance current when the power system happens single-phase-to-earth fault .It decreases the fault current to avoid the single-phase-to-earth fault become phase-to-phase fault.This article mainly analyzes the development of arc-suppression coil of domestic development situation, principle of automatic tuning and control method, and based on arc-suppression coil with three phases and five columns using DSP controller was designed. The controller uses TMS320LF2407 as the core, this paper expounds the working principle of the controller, and the design of software is based on the hardware, it has three functions: check,setting and records. The check function can display the zero-sequence voltage, zero-sequence current out-of-resonance degree and so on, setting function is set to change date time and limit of fault voltage, Records is used to record the network parameters before calling. Detailed picture out of functional modules of the chart,they’re view, setting, record, the keyboard scan, A/D conversion, LCD display and clock. Finally the simple introduces anti-interference measures of the software. Keywords:arc suppression coil ;tuning principle ;DSP目录1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 国内外消弧线圈的发展概况 (1)1.3本论文主要完成的内容 (5)2 自动跟踪补偿消弧线圈自动调谐原理 (6)2.1消弧线圈的补偿原理 (6)2.2消弧线圈的调谐方法 (8)2.2.1相位法 (9)2.2.2极值法 (12)2.2.3模型法 (13)2.2.4注入信号法 (14)2.2.5两点法 (15)2.2.7三点法 (15)2.3消弧线圈的自动控制方法 (16)2.3.1调匝法 (16)2.3.2调气隙式 (17)2.3.3磁饱和电抗器法 (18)2.3.4并联电容器法 (18)2.3.5二次调感式 (20)2.4晶闸管二次调感原理 (20)3自动跟踪补偿消弧线圈测控单元的软件设计 (24)3.1 DSP技术简介 (24)3.1.1 DSP芯片系统结构及其特点 (24)3.1.2 TMS320LF2407片内资源简介 (25)3.2自动跟踪补偿消弧线圈测控单元的工作原理 (26)3.3自动跟踪补偿消弧线圈测控单元的软件设计 (27)3.3.1软件主程序 (27)3.3.2查看模块 (30)3.3.3设置模块 (31)3.3.4查询记录模块 (32)3.3.5 A/D转换模块 (34)3.3.6键盘扫描模块 (35)3.3.7液晶显示模块 (36)3.3.8时钟芯片模块 (39)4 系统抗干扰措施 (42)4.1三种软件抗干扰措施 (42)4.1.1循环指令技术 (42)4.1.2假中断向量 (42)4.1.3 WATCHDOG定时器 (43)4.2软件抗干扰的优点 (43)结论 (44)参考文献 (45)翻译部分 (48)英文原文 (48)中文译文 (59)致谢 (69)1 绪论1.1 概述电力系统中性点运行方式的确定涉及到供电可靠性、过电压与绝缘配合、继电保护和自动装置的正确动作、通讯干扰、系统稳定等许多问题，因此，进几十年来，电力系统中性点运行方式的研究和应用，一直是国内外研究者的关注问题。
长期以来，我国6-66kV配电网的运行主要采用中性点不接地或消弧线圈接地两种方式。
随着配电网络的扩大以及电缆线路的增加，自然熄弧变得越来越困难。
对于中性点已经采用消弧线圈接地系统而言，许多配电网中的消弧线圈的容量已经远远不能满足配电网中电容电流的补偿要求。
运行经验表明10kV架空线路上，当接地电流超过10A时，自然熄弧就已经很困难。
在此种情况下，易产生间歇性电弧过电压或电磁式电压互感器的铁磁谐振过电压，或由单相接地发展为相间短路故障，直接威胁电网的安全运行。
新颁布的电力行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中规定3-10kV架空线路构成的系统和所有35kV、66kV电网，当单相接地故障电流大于10A时，中性点接地应采用消弧线圈接地；3-10kV 电缆构成的系统，当单相接地电流大于30A时，中性点应装设消弧线圈。
1.2 国内外消弧线圈的发展概况消弧线圈是由德国人Petersen在1916年提出的。
消弧线圈是一种铁心带有空气隙的可调电感线圈。
消弧线圈的补偿电流有分级（阶段）调节和无级（连续）调节之分，调节方式又有手动和自动之别，而自动调节的又有在发生接地故障前预先调节的预调式和出现接地故障后的迅速调节的随调式两种。
二十世纪九十年代初期，我国现场采用的消弧线圈调谐方法是根据己设的方案，对不同的运行方式人工调节消弧线圈的分接头，使电网的脱谐度、残流和中性点位移电压在规定的范围内。
这种方法需将消弧线圈从电网上脱离，手动操作调整消弧线圈的分接头，对于复杂的电网，确定调谐方案相当费时。
这种调节方式因不能自动跟踪系统参数的变化，调节和运行极为不便，由于无法保证合理的脱谐度，因而造成安装了消弧线圈后仍然发生过电压事故，致使使用单位就运行方式及消弧线圈调节补偿度编制了复杂的运行操作规程，增加了运行人员的负担。
另外规程要求每年对电网电容电流实测一次，重新设定补偿方案，工作量很大。
目前这种调匝式消弧线圈逐渐退出配电网。
自动跟踪补偿消弧装置是靠自动装置按电网电容电流的变化来改变消弧线圈的电感，使单相接地电容电流得到来自消弧线圈的电感电流的有效补偿。
自动装置的工作原理是根据在线实时测量的电网中性点的电压、电流信号，依据电网脱谐度和信号相位角之间的关系，利用微机或单片机计算电网的脱谐度并控制有载调压式消弧线圈的档位进行自动跟踪调谐，使系统始终运行在设定的脱谐度范围内。
国内对配电网采用消弧线圈接地方式进行了理论分析及应用技术研究，根据目前可控电抗器的发展，相应推出了几种自动跟踪补偿消弧限压成套装置。
有调节铁芯气隙式消弧线圈、有载调匝式消弧线圈、晶闸管投切电容式消弧线圈的、高短路阻抗变压器式消弧线圈、直流助磁式消弧线圈(或偏磁式消弧线圈)、磁阀式消弧线圈、三相五柱式消弧线圈等等。
（1）调气隙式属于随动式补偿系统其消弧线圈属于动芯式结构，通过移动铁芯改变磁路磁阻达到连续调节电感的目的。
然而其调整只能在低电压或无电压情况下进行，其电感调整范围上下限之比为2.5倍。
控制系统的电网正常运行情况下将消弧线圈调整至全补偿附近，将约100欧电阻串联在消弧线圈上。
用来限制串联谐振过电压，使稳态过电压数值在允许范围内（中性点电位升高小于15%的相电压）。
当发生单相接地后，必须在0.2s内将电阻短接实现最佳补偿，否则电阻有爆炸的危险。
该产品的主要缺点主要有四条：工作噪音大；可靠性差；调节精度差；过电压水平高；功率方向型单相接地选线装置不能继续使用。
（2）有载调匝式消弧线圈该装置属于随动式补偿系统，它同调气隙式的唯一区别是动芯式消弧线圈用有载调匝式消弧线圈取代，这种消弧线圈是用原先的人工调匝消弧线圈改造而成，即采用有载调节开关改变工作绕组的匝数，达到调节电感的目的。
