消弧線圈 電力系統(tǒng)輸電線路經(jīng)消弧線圈接地，為小電流接地系統(tǒng)的一種，當(dāng)單相出現(xiàn)斷路故障時，流經(jīng)消弧線圈的電感電流與流過的電容電流相加為流過斷路接地點(diǎn)的電流，電感電容上電流相位相差90度，相互補(bǔ)償。當(dāng)兩電流的量值小于發(fā)生電弧的最小電流時，電弧就不會發(fā)生，也不會出現(xiàn)諧振過電壓現(xiàn)象。10-63KV電壓等級下的電力線路多屬于這種情況。
消弧線圈作用原理及國內(nèi)外現(xiàn)狀
消弧線圈的作用是當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后，提供一電感電流，補(bǔ)償接地電容電流，使接地電流減小，也使得故障相接地電弧兩端的恢復(fù)電壓速度降低，達(dá)到熄滅電弧的目的。當(dāng)消弧線圈正確調(diào)諧時，不僅可以有效的減少產(chǎn)生弧光接地過電壓的機(jī)率，還可以有效的抑制過電壓的輻值，同時也最大限度的減小了故障點(diǎn)熱破壞作用及接地網(wǎng)的電壓等。所謂正確調(diào)諧，即電感電流接地或等于電容電流，工程上用脫諧度V來描述調(diào)諧程度
V=（IC-IL）/IC
當(dāng)V=0時，稱為全補(bǔ)償，當(dāng)V>0時為欠補(bǔ)償,V<0時為過補(bǔ)償。從發(fā)揮消弧線圈的作用上來看，脫諧度的絕對值越小越好，最好是處于全補(bǔ)償狀態(tài)，即調(diào)至諧振點(diǎn)上。但是在電網(wǎng)正常運(yùn)行時，小脫諧度的消弧線圈將產(chǎn)生各種諧振過電壓。如煤礦6KV電網(wǎng)，當(dāng)消弧線圈處于全補(bǔ)償狀態(tài)時，電網(wǎng)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況下其中性點(diǎn)位移電壓是未補(bǔ)償電網(wǎng)的10~25倍，這就是通常所說的串聯(lián)諧振過電壓。除此之外，電網(wǎng)的各種操作（如大電機(jī)的投入，斷路器的非同期合閘等）都可能產(chǎn)生危險(xiǎn)的過電壓，所以電網(wǎng)正常運(yùn)行時，或發(fā)生單相接地故障以外的其它故障時，小脫諧度的消弧線圈給電網(wǎng)帶來的不是安全因素而是危害。綜上所述，當(dāng)電網(wǎng)未發(fā)生單相接地故障時，希望消弧線圈的脫諧度越大越好，最好是退出運(yùn)行。
3．1補(bǔ)償系統(tǒng)的分類
早期采用人工調(diào)匝式固定補(bǔ)償?shù)?a href="http://www.wattent.com" target="_blank">消弧線圈，稱為固定補(bǔ)償系統(tǒng)。固定補(bǔ)償系統(tǒng)的工作方式是：將消弧線圈整定在過補(bǔ)償狀態(tài)，其過補(bǔ)程度的大小取決于電網(wǎng)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時不使中性點(diǎn)位移電壓超過相電壓的15%，之所以采用過補(bǔ)償是為了避免電網(wǎng)切除部分線路時發(fā)生危險(xiǎn)的串聯(lián)諧振過電壓。因?yàn)槿缯ㄔ谇费a(bǔ)償狀態(tài)，切除線路將造成電容電流減少，可能出現(xiàn)全補(bǔ)償或接近全補(bǔ)償?shù)那闆r。但是這種裝置運(yùn)行在過補(bǔ)償狀態(tài)當(dāng)電網(wǎng)中發(fā)生了事故跳閘或重合等參數(shù)變化時脫諧度無法控制，以致往往運(yùn)行在不允許的脫諧度下，造成中性點(diǎn)過電壓，三相電壓對稱遭到破壞?？梢姽潭ㄑa(bǔ)償方式很難適應(yīng)變動比較頻繁的電網(wǎng)，這種系統(tǒng)已逐漸不再使用。取代它的是跟蹤電網(wǎng)電容電流自動調(diào)諧的裝置，這類裝置又分為兩種，一種稱之為隨動式補(bǔ)償系統(tǒng)。隨動式補(bǔ)償系統(tǒng)的工作方式是：自動跟蹤電網(wǎng)電容電流的變化，隨時調(diào)整消弧線圈，使其保持在諧振點(diǎn)上，在消弧線圈中串一電阻，增加電網(wǎng)阻尼率，將諧振過電壓限制在允許的范圍內(nèi)。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后，控制系統(tǒng)將電阻短接掉，達(dá)到最佳補(bǔ)償效果，該系統(tǒng)的消弧線圈不能帶高壓調(diào)整。另一種稱之為動態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)。動態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)的工作方式是：在電網(wǎng)正常運(yùn)行時，調(diào)整消弧線圈遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)，徹底避免串聯(lián)諧振過電壓和各種諧振過電壓產(chǎn)生的可能性，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地后，瞬間調(diào)整消弧線圈到最佳狀態(tài)，使接地電弧自動熄滅。這種系統(tǒng)要求消弧線圈能帶高電壓快速調(diào)整，從根本上避免了串聯(lián)諧振產(chǎn)生的可能性，通過適當(dāng)?shù)目刂?，該系統(tǒng)是唯一可能使電網(wǎng)中原有功率方向型單相接地選線裝置繼續(xù)使用的系統(tǒng)。
3．2國內(nèi)主要產(chǎn)品比較
目前，自動補(bǔ)償?shù)?a href="http://www.wattent.com" target="_blank">消弧線圈國內(nèi)主要有三種產(chǎn)品，分別是調(diào)氣隙式，調(diào)匝式及偏磁式。
調(diào)氣隙式
調(diào)氣隙式屬于隨動式補(bǔ)償系統(tǒng)。其
消弧線圈屬于動芯式結(jié)構(gòu)，通過移動鐵芯改變磁路磁阻達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)電感的目的。然而其調(diào)整只能在低電壓或無電壓情況下進(jìn)行，其電感調(diào)整范圍上下限之比為2.5倍?？刂葡到y(tǒng)的電網(wǎng)正常運(yùn)行情況下將消弧線圈調(diào)整至全補(bǔ)償附近，將約100歐電阻串聯(lián)在消弧線圈上。用來限制串聯(lián)諧振過電壓，使穩(wěn)態(tài)過電壓數(shù)值在允許范圍內(nèi)（中性點(diǎn)電位升高小于15%的相電壓）。當(dāng)發(fā)生單相接地后，必須在0.2S內(nèi)將電阻短接實(shí)現(xiàn)最佳補(bǔ)償，否則電阻有爆炸的危險(xiǎn)。該產(chǎn)品的主要缺點(diǎn)主要有四條：
工作噪音大，可靠性差
動芯式
消弧線圈由于其結(jié)構(gòu)有上下運(yùn)動部件，當(dāng)高電壓實(shí)施其上后，振動噪音很大，而且隨著使用時間的增長，內(nèi)部越來越松動，噪音越來越大。串聯(lián)電阻約3KW，100MΩ。當(dāng)補(bǔ)償電流為50A時，需要250KW容量的電阻才能長期工作，所以在接地后，必須迅速切除電阻，否則有爆炸的危險(xiǎn)。這就影響到整個裝置的可靠性。
調(diào)節(jié)精度差
由于氣隙微小的變化都能造成電感較大的變化，電機(jī)通過機(jī)械部件調(diào)氣隙的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。用液壓調(diào)節(jié)成本太高
過電壓水平高
在電網(wǎng)正常運(yùn)行時，消弧線圈處于全補(bǔ)償狀態(tài)或接近全補(bǔ)償狀態(tài)，雖有串聯(lián)諧振電阻將穩(wěn)態(tài)諧振過電壓限制在允許范圍內(nèi)，但是電網(wǎng)中的各種擾動（大電機(jī)投切，非同期合閘，非全相合閘等），使得其瞬態(tài)過電壓危害較為嚴(yán)重。
功率方向型單相接地選線裝置不能繼續(xù)使用
安裝該產(chǎn)品后，電網(wǎng)中原有的功率方向型單相接地選線裝置不能繼續(xù)使用
調(diào)匝式
該裝置屬于隨動式補(bǔ)償系統(tǒng)，它同調(diào)氣隙式的唯一區(qū)別是動芯式消弧線圈用有載調(diào)匝式
消弧線圈取代，這種消弧線圈是用原先的人工調(diào)匝消弧線圈改造而成，即采用有載調(diào)節(jié)開關(guān)改變工作繞組的匝數(shù)，達(dá)到調(diào)節(jié)電感的目的。其工作方式同調(diào)氣隙式完全相同，也是采用串聯(lián)電阻限制諧振過電壓。該裝置同調(diào)氣隙式相比，消除了消弧線圈的高噪音，但是卻犧牲了補(bǔ)償效果，消弧線圈不能連續(xù)調(diào)節(jié)，只能離散的分檔調(diào)節(jié)，補(bǔ)償效果差，并且同樣具有過電壓水平高，電網(wǎng)中原有方向型接地選線裝置不能使用及串聯(lián)的電阻存在爆炸的危險(xiǎn)等缺點(diǎn)，另外該裝置比較零亂，它由四部分設(shè)備組成（接地變壓器，消弧線圈、電阻箱、控制柜），安裝施工比較復(fù)雜。
偏磁式
消弧線圈結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
電控?zé)o級連續(xù)可調(diào)消弧線圈，全靜態(tài)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部無任何運(yùn)動部件，無觸點(diǎn)，調(diào)節(jié)范圍大，可靠性高，調(diào)節(jié)速度快。這種線圈的基本工作原理是利用施加直流勵磁電流，改變鐵芯的磁阻，從而改變消弧線圈電抗值的目的，它可以帶高壓以毫秒級的速度調(diào)節(jié)電感值。
控制方式的特點(diǎn)
采用動態(tài)補(bǔ)償方式，從根本上解決了補(bǔ)償系統(tǒng)串聯(lián)諧振過電壓與最佳補(bǔ)償之間相互矛盾的問題。眾所周知，
消弧線圈在高壓電網(wǎng)正常運(yùn)行時無任何好處，如果這時調(diào)諧到全補(bǔ)償或接近全補(bǔ)償狀態(tài)，會出現(xiàn)串聯(lián)諧振過電壓使中性點(diǎn)電壓升高，電網(wǎng)中各種正常操作及單相接地以外的各種故障的發(fā)生都可能產(chǎn)生危險(xiǎn)的過電壓。所以電網(wǎng)正常運(yùn)行時，調(diào)節(jié)消弧線圈使其跟蹤電網(wǎng)電容電流的變化有害無利，這也就是電力部門規(guī)定“固定式消弧線圈不能工作在全補(bǔ)償或接近全補(bǔ)償狀態(tài)”的原因。國內(nèi)同類自動補(bǔ)償裝置均是隨動系統(tǒng)，都是在電網(wǎng)尚未發(fā)生接地故障前即將消弧線圈調(diào)節(jié)到全補(bǔ)償狀態(tài)等待接地故障的發(fā)生，這了避免出現(xiàn)過高的串聯(lián)諧振過電壓而在消弧線圈上串聯(lián)一阻尼電阻，將穩(wěn)態(tài)諧振過電壓限制到容許的范圍內(nèi)，并不能解決暫態(tài)諧振過電壓的問題，另外由于電阻的功率限制，在出現(xiàn)接地故障后必須迅速的切除，這無疑給電網(wǎng)增加了一個不安全因素。偏磁式消弧線圈不是采用限制串聯(lián)諧振過電壓的方法，而是采用避開諧振點(diǎn)的動態(tài)補(bǔ)償方法，根本不讓串聯(lián)諧振出現(xiàn)，即在電網(wǎng)正常運(yùn)行時，不施加勵磁電流，將消弧線圈調(diào)諧到遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)的狀態(tài)，但實(shí)時檢測電網(wǎng)電容電流的大小，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地后，瞬時（約20ms）調(diào)節(jié)消弧線圈實(shí)施最佳補(bǔ)償。
