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-接地故障保护-规代建览电气No.3Vol.12(Serial No.135)2021IT接地系统单相接地故障后的情况分析武攀$同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海200092%扌商要：分析了IT接地系统在发生单相接地故障下的电压、电流变化情况，计算了35kV高压配电IT接地系统的使用条件和系统的绝缘配合，可为电气设计人员提供参考。
关键词：I接地系统；单相接地故障；电容电流；消弧线圈中图分类号：TU856文献标志码：B文章编号：1674-8417(2021)03-0045-05 DOI：10.16618/ki.1674-8417.2021.03.011武攀(1983_),男，高级工程师，从事建筑电气设计。
0引言电源的接地制式主要有TN-C、TN-C-S、TN-S、TT、IT接地系统。
在我国目前使用比较多的是TN-C-S+TN-S+TT接地系统。
IT接地系统即中性点不接地或经高电阻接地系统，在我国并没有被广泛使用，目前主要被用在不间断供电要求较高和对接地故障电压有严格限制的场所,如应急电源装置、消防、矿井下电气装置、医院手术室以及有防火防爆要求的场所&1-'。
T接地系统一般不建议引出中性线，主要是因为当发生单相接地故障而设备仍需继续运行，这时中性线和其余两正常相对地电压会升高,对人员的生命、线路的安全会带来更大的危险,ITC标准也强烈建议IT接地系统不引出中性线&4-'。
本文主要分析IT接地系统在发生单相接地故障情况下的电压、电流变化，进而分析工程中35kV变配电系统IT接地系统可以使用的情况,供读者参考。
1单相接地故障时电压变化分析一般,电压是指两点间的电位差,例如电压220V是指相线与中性线的电位差,电压380V是指三相线路上两相之间电位差。
通常取大地电位为参考0电位,没有绝对电位，只有相对电位,如果一个电源系统中性点接地，中性点电位即为大地电位，即0电位，则某点与中性点的电位差是与大地的电位差，即对地电压。
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。
一起10kV消弧选线装置误动作的分析与处置建议摘要：一般情况下消弧选线成套装置能够实时跟踪电网电容电流的变化，并根据预先设定的脱谐度，计算调容式消弧线圈补偿位置，以保证电网发生接地故障时快速补偿。
系统发生单相接地后，装置能自动查出故障线路，并注入可靠的特殊信号触发线路上的故障指示器实现故障定位。
本文结合我单位一起10kV 消弧选线装置误动作的事件案例，通过对事件过程、设备控制解析、接地信息分析，分析本次事件发生的原因并根据现场情况提出处置建议。
关键词：消弧选线装置；接地补偿；故障分析1 引言2014年11月6日18时前后，我单位管辖的35kV程村站10kV消弧选线成套装置误动作，相继将站内10kVⅠ段上的4条10kV馈线开关全部切除，造成程村站供电范围内的4千多名供电用户被迫停电近2个小时。
本文以本次事件为背景，对站内设备及故障过程进行分析，提出整改意见。
2 故障分析消弧选线装置型号：XHK-II型，生产商：上海思源电气，投运时间：2010年。
该装置接入程村站10KV7路馈线、4路电容，消弧选线装置接入的交流量包括接地变中性点电压、接地变中性点电流以及接入馈线的零序电流。
消弧选线装置采用基波、谐波选线法进行接地线路的判别，中性点电压过高则判别为有接地故障发生，然后通过判别各路接入馈线的零序电流进行选线，接地故障判别与选线判别同时进行。
2.1 选线装置动作情况分析（1）消弧选线装置出现选择开关在分位的线路作为接地线路的异常情况。
以10kVF07莲花线为例：该开关共有8次变位，报文如下：2014-11-06 16：58：45 093ms SOE 状态分10kV莲花线F07 F07合位2014-11-06 17：05：30 024ms SOE 状态合10kV莲花线F07 F07合位2014-11-06 17：23：28 976ms SOE 状态分10kV莲花线F07 F07合位2014-11-06 17：28：53 951ms SOE 状态合10kV莲花线F07 F07合位2014-11-06 17：29：55 967ms SOE 状态分10kV莲花线F07 F07合位2014-11-06 18：30：22 280ms SOE 状态合10kV莲花线F07 F07合位2014-11-06 18：35：17 711ms SOE 状态分10kV莲花线F07 F07合位2014-11-06 19：16：03 353ms SOE 状态合10kV莲花线F07 F07合位消弧选线装置上的报文显示消弧选线装置当天一共12次选出F07莲花线为接地线路，选线时刻按先后顺序如下：2014-11-06 16：56：092014-11-06 16：57：012014-11-06 16：58：592014-11-06 17：05：342014-11-06 17：42：042014-11-06 17：45：232014-11-06 17：49：032014-11-06 17：54：372014-11-06 18：02：402014-11-06 18：04：302014-11-06 18：08：352014-11-06 18：34：15在2014-11-06 17：29：55 974ms时10kVF07莲花线开关已跳闸，直到2014-11-06 18：30：22 280ms时10kVF07莲花线才被遥控合闸，在此期间，10kVF07莲花线不应再次被选中，但消弧选线装置依然在2014-11-06 17：42：047时刻与2014-11-06 18：08：35时刻之间7次选中10kVF07莲花线。
浅谈自动跟踪接地补偿装置在变电所10kV系统中的应用摘要：变电所是保障农村生产生活用电的关键，应该提高10kV系统运行安全性与可靠性，优化农网运行环境。
随着用电量的逐渐增长，对于变电所10kV系统的运行状况也提出了更高的要求，一旦发生故障问题，不仅会对社会发展造成影响，而且严重威胁设备和人员安全，造成难以挽回的损失。
自动跟踪接地补偿装置的运用，可以增强接地补偿实效性，实现对系统故障率的有效控制。
本文将对变电所10kV系统接地故障的危害进行分析，提出消弧线圈接地方式的特点，探索自动跟踪接地补偿装置在变电所10kV系统中的应用措施。
关键词：自动跟踪接地补偿装置；变电所；10kV系统中；应用社会的快速发展，必须以电能资源作为基础保障，以促进各领域生产力的提高。
尤其是随着商业区、城市中心区和住宅区的不断扩增，用电负荷也在逐年增大，变电所10kV系统在运行中面临较大的隐患，只有确保其合理的运行方式和可靠的保障条件，才能避免重大电力事故的发生。
当对地电容电流超出中性点接地系统的限值后，则有可能出现单相接地故障，这是威胁系统运行的主要因素。
传统消弧线圈在应用中存在一定的局限性，而自动跟踪接地补偿装置则充分利用自动调谐的方式，真正实现了对故障问题的有效预防和控制，是电力系统自动化与数字化发展的关键。
因此，应该掌握自动跟踪接地补偿装置的应用要点，以优化其运行方式，为用户提供更加可靠的供电服务。
一、变电所10kV系统接地故障危害电力建设已经成为我国现代化建设的重点内容，尤其是电网规模的扩增，为社会用电提供了便捷。
然而，由于瞬时性接地故障的存在，使得系统运行存在安全隐患，对于永久性故障位置的排查效率较低，导致系统运行风险升高。
放电击穿就是由于接地故障所引发，严重时会导致设备的烧毁，熔断器的熔断往往是由于配电网铁磁谐振故障而导致【1】。
此外，单相接地故障也会受到意外因素的影响，比如树枝和动物等干扰线路运行，当出现相间短路状况时就会对设备造成损坏，大范围的停电事故也会影响用户的正常用电。
110 kV变电站运行模式改变后小电流接地系统自动跟踪补偿消弧线圈的应用分析摘要简要介绍智能型消弧线圈的运行原理、特点，在小电流接地承统中的优越性，110 kV变电站运行模式改变后应用智能消弧线圈，有利于在事故情况下快速的处里电网事故，增加供电可靠性，保证地区电网的稳定运行。
关键词智能消孤线圈；应用；分析目前10 kV-35 kV城乡配电网络多为小电流接地系统，由于雷击、树木和大风等因素的影响，单相接地故障是配电网中出现概率最大的一种故障，并且往往是可恢复性的故障，当配电网发生单相接地时，接地电流较大，电弧很难熄灭，可能发展成相间短路，如果发生间歇性弧光接地时，易产生弧光接地过电压，从而波及整个配电网。
为了解决这些问题，在配电网中性点装设消弧线圈是一项有效技术的措施。
1 中性点经消弧线圈接地方式分析电力系统中性点接地方式是一个综合性的技术问题，它与系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、通信干扰（电磁环境）及接地装置等问题有密切的关系。
电力系统的电压等级较多、不同额定电压的中性点接地方式也各有特点。
1.1 中性点谐振接地一般将中性点经消弧线圈接地称为中性点谐振接地。
虽然调谐电感只在一个不大的范围内变动，但系统的零序阻抗却接近无限大。
在一般情况下，运行中的消弧线圈和自动跟踪补偿装置多采用略微偏离谐振点的过补偿运行方式，由于“谐振接地”这一技术术语比较符合中性点经消弧线圈接地系统的实际情况，因此中性点经消弧线圈接地的电力系统通常称之为谐振接地系统。
1.2 中性点经消弧线圈接地的优点瞬间单相接地故障可经消弧线圈动作清除，保证系统不断电；永久单相接地故障时消弧线圈动作可维持系统运行一定时间，可以使运行部门有足够的时间启动备用电源或转移负荷，不至于造成波动；系统单相接地时消弧线圈动作可有效避免电弧接地过电压，对全网电力设备起保护作用。
过去主要使用的是手动调节的消弧线圈，这种方法调节很不方便，一般需要先将消弧线圈与电网断开之后再调节；另外，手动方式适应线路变化性也差。
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作者：范永杰黄静高旭步兆彬来源：《科技视界》2012年第22期【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。
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。
浅议自动跟踪补偿对电网的作用1自动跟踪消弧装置原理和型式目前，根据自动化跟踪补偿消弧装置在电力系统中的应用，我们将传统的消弧线圈与自动化跟踪补偿消弧装置进行了一个对比。
与传统的消弧线圈（人工调谐消弧线圈）相比，自动化跟踪补偿消弧装置不仅能够避免人工调谐所带来了麻烦与事故，还能够在调整过程中一直会有电流的补偿并能提高补偿的成功率。
另外，自动化跟踪补偿消弧装置能够有效的限制弧光接地过电压以及铁磁谐振过电压，从而能够保证电网电流的稳定运行。
目前，生产这种自动化跟踪补偿消弧装置的厂家很多，类型也很多，但是从严格意义上来讲，根据结构与原理的不同，我们将其分为各种不停的类型。
调抽头式这种方式主要由接地变压器，可调电抗器，阻尼控制柜和微机控制器组成，对有中性点引出的电网口（35kV 电网)，可省去接地变压器。
2对电网的作用近年来，随着社会的不断进步，自动化跟踪补偿消弧装置已经在电力系统中得到了广泛的应用，它在电网中起到了非常重要的作用。
经过研究分析，我们可以简单归纳为以下几个作用：（1）自动化。
顾名思义，自动跟踪补偿消弧装置能够对电流进行自行化测量，能够对运行方式自动化跟踪，能够对电流的补偿进行自动化调整，弥补传统的消弧线圈在实际工作中存在的问题以及不足。
传统的消弧线圈在调整抽头过程中需要进行停电处理，然后对每一条线路进行全面的测量与计算，而在电网系统中，结构与运行方式发生了很大的变化，要想弄清楚每个时间段内的每条线路是不可能的，所以往往会导致控制不够准确等诸多问题，从而也就抑制了弧光接地过电压。
自动跟踪补偿消弧装置在实际应用过程中，一般都是通过自动化、智能化来对于电流的测量、运行方式的跟踪和电流补偿的调整来加以控制的，它的优点在于不需要人工操作，在调整过程中不需要停电，它可以使电网能够永久保持稳定运行的状态。
（2）在电网中:对单相接地电流的自动补偿能够熄灭接地电弧，自动跟踪补偿消弧装置能够在一定范围内将补偿过后的残流进行有效的控制，使得该残流的值小于熄弧的临界点的数值10A，这样能够促进接地电弧的熄灭，并且能够对电网中的故障建弧率有效的降低，提高配电网中的可靠供电。
论述配电网自动跟踪补偿消弧装置技术摘要：随着社会的不断发展，电力系统也在飞速地进步，但是由于电网系统中的单相接地和电容量的扩大，也使得电力系统中出现了许多故障，使得电力系统的不能正常的工作。
因此为了避免这样的情况发生，人们就通过自动跟踪补偿消弧装置来增强电力系统的稳定性和可靠性，使得我国的电力系统得到更好地发展，本文通过对自动跟踪补偿消弧装置技术的内容进行简要的介绍，讨论了该技术在电力系统中的应用，以供同行参考。
关键词：配电网；自动跟踪补偿；消弧装置目前，由于社会经济建设的飞速发展，人们对电力资源的需求也越来越大，对电力质量的要求也越来越高。
因此，人们开始对电力系统的电容和电力进行了一定的增大，但是在进行电容、电流数值增大的过程中，很容易发生系统故障，这对我国的经济发展也有着了一定的影响，大大降低了供电系统的可靠性。
所以，人们也开始在这些方面进行了一定研究，并且还开发出了一系列的控制手段。
其中自动跟踪补偿消弧装置，有效的降低了电力系统故障的发生频率，这也为电力系统的可靠性打下了扎实的基础。
一、装置结构目前，我国为了确保电力资源的正常运输，防止在运输工程中电力系统出现问题，因此我们就利用消弧装置带对其进行一定的控制。
但是，由于传统的消弧线圈装置，存在着一定的局限性，在进行系统控制的时候，已经无法满足目前现代化技术的要求，而且还阻碍了电网技术的发展。
所以在进行消弧装置的应用时，我们尽量采用现代化的跟踪装置并对其进行自动的控制处理，这也是自动跟踪消弧装置的主要目的。
当前，我们在使用自动跟踪补偿消弧装置的时候，一般是通过接地变压器、控制阻尼柜、可调电抗器以及控制计算机控制系统这四个方面组成的。
1接地变压器接地变压器主要是将中性点的位置进行引出，在绕组使用中还存在着一定的形态分析，而且采用的一种新型的连接方向，使得接地变压器在工作的过程中电磁中出现相互抵消的现象，从而减少电磁同对电压器的影响，以便于电流的补偿工作并对其进行合理的运输。
第三章 自动跟踪补偿消弧装置对单相接地故障的处理3.1单相接地故障性质的判断配电网在运行过程中可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时最危险的是各种形式的短路故障。
统计资料表明，配电网中以单相接地短路故障发生最多，高达80%。
谐振接地配电网中发生单相接地故障时，由于故障点的电流很小，而且三相的线电压依然保持对称，不影响负荷的供电，因此属于不正常运行状态。
由电路理论分析可知，电网发生短路故障后，电压、电流包含随时间衰减的暂态分量和幅值不随时间变化的稳态分量。
3.1.1瞬时性单相接地故障分析判断根据实际运行经验证明，接地电流较大时，会在故障点产生持续性的弧光接地。
为了消除电弧过程中可能带来的危害，我国《电力设备过电压保护设计技术规程》规定，在3-10KV 系统中接地电容电流超过30A ，20KV 及以上系统中超过10A ，其系统中性点均应采取谐振接地方式。
1.零序稳态量故障特性分析对于谐振接地系统，正常运行时中性点电压为零，消弧线圈不起作用。
当发生单相接地故障时，三相对地通路的对称性遭到破坏，由于中性点悬空，一相接地后中性点电位将发生偏移，导致其三相对地电压变化。
中性点电压升高，在消弧线圈中产生于线路零序电容电流极性相反的感性电流，为： A L E I jLω= 产生的感性电流可以抵消系统的电容电流，从而减少流经接地点的故障电流，是故障电弧在电流过零点易于熄灭。
如果故障点绝缘恢复速度大于故障相电压恢复速度。
电网将恢复正常运行。
根据对电容电流补偿度的不同，消弧线圈补偿方式分为全补偿、欠补偿、过补偿。
为了防止线路发生串联谐振，实践中一般采用过补偿方式。
在过补偿方式下，故障线路的零序电流幅值很小，甚至小于健全线路。
放向也与健全线路相同，从母线流向线路。
对于自动跟踪补偿系统，正常运行时全补偿，发生单相接地故障时，故障线路的零序电流幅值更小，理论上为零。
2.零序暂态量故障特性分析对于暂态过程，由于消弧线圈对暂态高频电流的电抗非常大，几乎可以认为是开路，因此实际上它不影响暂态电流分量的计算。
同时，考虑到消弧线圈在电网正常运行状态下的电流约等于零，且不能发生突变，所以中性点谐振接地系统与中性点不接地系统的暂态过渡过程近似相同。
文[]中提出，由于暂态电感电流的最大值应出现在接地故障发生在相电压经过零值瞬间，而当故障发生在相电压接近于最大值瞬间时，暂态电感电流约等于零。
因此，暂态电容电流较暂态电感电流大很多，在同一电网中，无论是中心点不接地还是谐振接地，在相电压接近于最大值时发生故障，其过渡过程是近视相同的。
一般暂态电容电流的持续时间很短，即使其自由振荡分量的幅值达到最大，也不会对接地电弧熄灭带来多大影响。
3.1.1永久性单相接地故障分析判断永久性单相接地故障的稳态特性和暂态特性与瞬时性单相接地故障基本相同。
瞬时性故障下故障点的绝缘并没有被破坏，一旦放电结束，故障点的绝缘会恢复，电网恢复正常运行；永久性故障情况下故障不能自行恢复，这种情况下，故障点的绝缘被永久破坏。
由于电弧燃烧时间过长可能将瞬时性故障转换为永久性故障。
所以，当不论发生的是瞬时性单相接地故障还是永久性单相接地故障，都可以通过零序电压变化和电容电流的大小来判断。
3.2装置对瞬时性单相接地故障的处理3.2.1.消弧线圈成套装置简介自动跟踪补偿消弧线圈可以自动适时地检测跟踪电网运行方式的变化，快速调节消弧线圈的电感值，以跟踪补偿变化的电容电流，使失谐度始终处于规定的范围内。
大多数自动跟踪消弧装置在可调的电感线圈下串有阻尼电阻，它可以限制在调节电感量的过程中可能出现的中性点电压升高，以满足规程要求不超过相电压的15%。
当电网发生永久性单相接地故障时，阻尼电阻可由控制器将其短路，以防止损坏。
其原理接线如图3-所示。
消弧线圈阻尼电阻自动跟踪补偿消弧线圈原理接线图自动跟踪补偿消弧线圈按改变电感方法的不同，大致可分为有分接头的调匝式，有可动铁心的调气隙式，磁阀式调节的消弧线圈，高短路阻抗变压器式消弧系统以及调容式消弧补偿装置等。
3.2.2自动跟踪补偿消弧装置原理目前自动跟踪补偿消弧装置已大量的在配电网中运行，自动跟踪补偿消弧装置与人工调谐消弧线圈相比，具有显著的优越性。
首先时可以避免人工调谐消弧线圈等诸多麻烦，而且不会使电网在调谐时暂时失去补偿；其次，由于自动跟踪补偿消弧装置能保证补偿精度，不仅可以提高补偿的动作成功率，同时能够限制弧光接地过电压和铁磁谐振过电压，有利于电网的安全运行。
自动跟踪补偿消弧装置目前厂家较多，型式也较多，但从结构和原理上大致分为以下几种型式。
（一）调抽头式这种方式主要由接地变压器、可调电抗器、阻尼控制柜和微机控制器组成，对中性点引出的电网（如35KV 电网），可省去接地变压器。
调抽头的方式主要是利用有载开关来切换可调电抗器的抽头，进行测量调感的。
其工作原理有两种方式：1.位移电压法（串联谐振法）补偿电网正常运行时中性点位移电压n U =式中，C K 为电网不对称系数，A E 为相电压，v 为脱谐度，d 为阻尼率。
电网运行方式不变，电网的不对称度C K 也不变，C K 与脱谐度无关。
设在抽头1T 时位移电压为1n U 、在抽头2T 时位移电压为2n U ，则有12n n U U = 因为C L CI I v I -=，阻尼率d 可以略去，所以 1221n C L n C L U I I U I I -=- 式中，C I 为某一运行方式下电网的电容电流，1L I 、2L I 为消弧线圈在不同抽头1T 、2T 时的补偿电流。
于是可得1212121n L L n C n n U I I U I U U -=- 式中1n U 、2n U 应同时在调谐特性曲线的连续上升（欠补偿）部分或连续下降（过补偿）部分。
用这种数学模型测量的自动跟踪消弧线圈目前在国内是比较多的，它具有以下特点：（1）结构简单，操作方便，一次设备比较可靠，制造方便。
（2）在处理单相接地故障时，噪音低。
（3）对电网运行方式的变化能自动跟踪，响应时间也较快。
但这种结构消弧线圈也有它的缺点：（1）电感量的变化是靠调节抽头获得的，调整分阶梯，补偿电流不能做到连续无级可调。
（2）在数学模型中略去了阻尼率d ，通常电网的d 值较小（3%~5%），但如加上消弧线圈本身的阻尼电阻，d 值就不能忽略，特别是在接近谐振点更是如此。
以致造成测量误差大，重复性不好，有的测量误差高达80%，主要就是这个原因造成的。
（3）由于在调整时有阶梯和原理上的限制，不便于多台并联运行。
2.变频测量法为了提高测量精度，一些厂家开发出了基于变频式测量原理的测控系统，即在消弧线圈上加装二次绕组，从二次绕组注入了变频电压信号，以改变消弧线圈在测量信号下的电抗值和电网对地的容抗值，当达到一定的频率d f 时，消弧线圈两端的电压达到最大值，消弧线圈的感抗和电网的对地容抗相等，系统在频率d f 时发生串联谐振，此时122L d C d X f L X f Cππ=== 因为d f 、L 已知，可以计算出C 值，进而可以算出电网在工频状态下的电容电流C I 值。
基于变频式测量原理的消弧装置，频率的变化可以做到在一定的频带范围内无级可调，因而可以精确地找出谐振点以达到精确测量的目的，但基于这种测量原理的消弧装置有一个最大的缺陷，即不能多台自动并联。
如果在某台消弧装置测量时，如电网中还有另外的消弧装置在运行，不能准确测出电网中已运行的消弧装置的感抗值，所以不能自动并联。
（二）直流偏磁式这种方法主要是在消弧线圈的铁芯上加上直流偏磁绕组调整铁芯的饱和从而改变补偿电流。
采用这种方式的优点主要是结构简单、占地小，但其本身是一个谐波源，不能并联运行，可控硅容易损坏，在电网中运行的较少。
（三）调容式这种方法主要是在消弧线圈的二次绕组带有若干组低压电容器，用电容电流来抵消电感电流，起到改变补偿电流的作用。
在补偿时的一定时间段内可以投小电容器，把残流放大，然后通过零序电流进行选线，也就是所谓的残流增量法。
调容式自动消弧装置是在调抽头的基础上发展起来的，去掉绕组上的分接头、在消弧线圈上加上一个二次绕组，二次绕组引出，并接若干组电容器，电容器通过开关或者可控硅投切，在运行时利用电容电流抵消一部分消弧线圈一次侧的电感电流，通过改变投入电容器的组合，来达到改变电感电流大小，调节补偿电流之目的。
（四）调气隙式调气隙式消弧线圈依靠改变可动铁芯在气隙中的位置来调节电感L 值，它使电感无级可调，从而避免了电感不能连续可调的缺点。
但是这种靠调节铁芯位置来改变电感大小的方法与调匝式的消弧线圈类似，存在机械传动环节，使消弧线圈的整个响应时间大大加长，它只能采用预调节方式，在消弧线圈和地之间加装阻尼电阻来限制线性谐振过电压。
但随着对电网特点的掌握，这种消弧装置还是有很大的市场前景。
3.3.3自动跟踪消弧装置对电网的作用（1）它能对电网电容电流自动测量、对运行方式自动跟踪，自动调整补偿电流，克服了老式消弧线圈在调谐上存在的不足，如老式的消弧线圈的抽头需要停电调整。
自动跟踪补偿消弧装置，由于是实时在线工作，对电容电流的测量、对电网运行方式的跟踪以及补偿电流的调整，都是自动进行不需要认为操作，更不需要停电，响应速度快，使之永远处于最佳补偿状态。
（2）自动补偿电网单相接地电流促使接地电弧熄灭，自动跟踪补偿消弧装置补偿后的残流d I 控制在一定的范围内，使之小于熄弧临界值10A ，便于接地电弧的熄灭，有效降低了电网的故障建弧率，使配电网的供电可靠性大幅度提高。
实践证明当配电网电容电流发展到一定程度后，一旦发生单相接地，接地电弧就不能可靠熄灭，要么发展为间歇性的电弧接地产生弧光接地过电压，要么发展为稳定燃烧的电弧，由电弧的光、热作用破坏电弧周围空气的绝缘，最后发展为相间短路，甚至发生“火烧连营”事故。
当电网采用自动跟踪补偿消弧装置后，由于装置能够准确地测出接地电流值，并把补偿电流值调整到最佳的补偿状态，把接地故障点的接地残流控制到熄弧临界值以下，使接地电弧能够可靠熄灭，因而能消除大多数的瞬时性接地故障，降低配电网的故障建弧率；即使对永久性接地故障，也因故障点电流小，绝缘子热破坏和电弧扩散，引起的相间短路的概率大为减少，明显地提高了供电可靠性。
（3）它能有效地限制弧光接地过电压，消除铁磁谐振过电压。
配电网中弧光接地过电，持续时间较长，因而会对电气设备造成相当大的危害。
弧光接地过电压的产压可达3.5U生原因是接地电弧不能可靠熄灭，形成间歇性的对地电弧，造成电网中电磁能的强烈振荡造成的。
要限制弧光接地过电压最主要的方法就是促使电弧可靠熄灭，限制电弧重燃，而当电网加装自动跟踪补偿消弧装置后，当接地故障发生时，装置一方面向接地点提供补偿电流，减缓弧道恢复电压上升速度，促使接地电弧尽快熄灭，避免重燃；另一方面，串接在电抗器与地之间的阻尼电阻会有效地抑制弧光接地过电压。
