消弧及選線介紹V4資料中性點：電力系統(tǒng)中發(fā)電機和變壓器（作為電源）星型連接公共端。中性點的運行方式：指的是中性點與大地之間的連接關系。中性點非有效接地（不接地、經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)高阻接地），屬于小電流接地系統(tǒng)。中性點有效接地（直接接地、經(jīng)低阻接地），屬于大電流接地系統(tǒng)。中國、蘇聯(lián)、西德等國配電網(wǎng)采用中性點不接地系統(tǒng)，英國采用中性點經(jīng)高電阻接地的系統(tǒng)；其它國家，如日本采用中性點直接接地系統(tǒng)。一、配電網(wǎng)中性點接地方式配電網(wǎng)采用中性點非有效接地的原因配電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地故障的比例很大。采用中性點不接地方式可以減少單相接地電流，從而減輕其危害。發(fā)生單相接地時，系統(tǒng)可以繼續(xù)運行不超過2小時，從而提高了供電的可靠性。綜合考慮各種因素，配電網(wǎng)中電氣設備的絕緣按照線電壓設計所增加的投資遠小于運行中所取得的經(jīng)濟效益。二、中性點不接地方式-單相接地電流電網(wǎng)模型：假設電網(wǎng)三相對稱，忽略電網(wǎng)對地絕緣電阻，只考慮電網(wǎng)對地電容。電網(wǎng)正常時：三相電壓對稱，三相經(jīng)對地電容流入大地的電流相量和為零，即沒有電流在地中流動。各相對地電壓等于相電壓。發(fā)生單相接地時，接地相對地電壓為零，而非故障相對地電壓變?yōu)榫€電壓。因而容易造成兩相短路。單相接地電流與電網(wǎng)電壓和電網(wǎng)對地電容有關。三、配電網(wǎng)單相接地故障特點電壓與電流特點當發(fā)生金屬性接地時，接地故障相對地電壓為零。中性點對地的電壓上升到相電壓，且與接地相的電源電壓相位相反。非故障相對地電壓由相電壓升高為線電壓。三相的線電壓仍保持對稱且大小不變，對電力用戶接于線電壓的設備的工作并無影響，無須立即中斷對用戶供電。單相接地電流，等于正常運行時一相對地電容電流的三倍，為容性電流。易造成二次故障

配電網(wǎng)越大，電容電流越大，單相接地時接地電流越大。接地點電弧不能自行熄滅，易形成穩(wěn)定電弧，易發(fā)展成相間短路（電纜放炮），造成停電或設備損壞事故。易產(chǎn)生單相電弧接地過電壓當配電網(wǎng)接地電流大于5～10Ａ時，單相接地故障時可能出現(xiàn)周期性熄滅和重燃的間歇電弧。間歇電弧將導致相與地之間產(chǎn)生過電壓，其值可能達到2.5～3倍的相電壓峰值。易產(chǎn)生鐵磁諧振過電壓在相電壓時PT特性已趨于飽和拐點，當系統(tǒng)中運行電壓偏高并出現(xiàn)某些擾動(如單相接地故障)，能使PT飽和程度加劇，就有可能激發(fā)鐵磁諧振過電壓，致使母線電壓互感器(PT)燒毀和熔斷器熔斷，嚴重威脅著配電網(wǎng)的安全和供電可靠性。四、關于煤礦電網(wǎng)中性點運行方式的規(guī)定《煤礦安全規(guī)程》第443條規(guī)定：

嚴禁井下配電變壓器中性點直接接地。嚴禁由地面中性點直接接地的變壓器或發(fā)電機直接向井下供電。我國煤礦地面變電所一般采用中性點不接地系統(tǒng)或中性點經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)?！睹旱V安全規(guī)程》第457條規(guī)定：礦井高壓電網(wǎng)，必須采取措施限制單相接地電容電流不超過20A。地面變電所和井下中央變電所的高壓饋電線上，必須裝設有選擇性的單相接地保護裝置；供移動變電站的高壓饋電線上，必須裝設有選擇性的動作于跳閘的單相接地保護裝置。457條規(guī)定的含義：中性點不接地的高壓電網(wǎng)，接地電流主要成分為電容電流，而礦井電網(wǎng)供電主要采用電纜線路，其對地電容大，造成單相接地電流大。單相接地電流過大可能引起電氣火災和電雷管超前引爆等事故；規(guī)程規(guī)定接地網(wǎng)上任一保護接地點的接地電阻值不得超過2歐姆，為保證在發(fā)生單相接地故障時產(chǎn)生的接地電壓不超過安全電壓系列的最高值42V，則單相接地電流應限制在21A以下，故規(guī)程規(guī)定高壓電網(wǎng)的單相接地電容電流不超過20A；五、配電網(wǎng)中性點接地方式比較序號中性點接地比較項目方式不接地經(jīng)電阻接地經(jīng)全補償消弧線圈接地隨調(diào)式預調(diào)式1單相接地電流大小大大接地初期大，補償跟蹤后小小2人身觸電危險性大大減?。ㄅc補償速度有關）減小3單相電弧接地過電壓最高低較高，過電壓概率小低，過電壓概率小4單相接地保護實現(xiàn)易易難難5鐵磁諧振過電壓高低初期高跟蹤后低低6保護接地安全性危險危險安全安全六、單相接地電容電流的治理改變系統(tǒng)運行方式縮小系統(tǒng)規(guī)模采用接地分流消弧消諧裝置中性點經(jīng)消弧線圈接地

目前，國內(nèi)以改變中性點接地方式為中性點經(jīng)消弧線圈接地為主要電容電流治理方法。

1、改變系統(tǒng)運行方式：該方法一般將系統(tǒng)運行方式由并列運行改為分列運行，相當于將6－35kV大系統(tǒng)分為2個或多個小系統(tǒng)，一般適用于電網(wǎng)規(guī)模不大，且從經(jīng)濟上考慮具備分列運行條件的系統(tǒng)。2、縮小系統(tǒng)規(guī)模：該方法采用6kV隔離變壓器，將6－35kV大系統(tǒng)從根本上分隔為多個接地小系統(tǒng)，該方法因為采用隔離變壓器，造價較高，損耗加大，且系統(tǒng)的運行方式不靈活，同時會造成系統(tǒng)構造復雜化。3、采用接地分流消弧消諧裝置：原理：在發(fā)生單相電弧接地時，通過在接地相并聯(lián)接地電阻，根據(jù)分流原理將接地點電流引流，將不可控的接地點變?yōu)閷嵔拥攸c，使故障接地點的電弧熄滅。同時利用過電壓保護器限制接地相電壓升高，起到熄弧作用。特點：動作時需要鑒相,動作速度滯后;系統(tǒng)單相接地電流值并未減小；在系統(tǒng)發(fā)生金屬性接地、穩(wěn)定電阻性接地時裝置不動作，接地點電流沒有改變。在系統(tǒng)發(fā)生弧光接地時，裝置動作引流熄弧。缺點：

接地分流裝置從嚴格意義上講并非一種完善的治理方案。不符合《煤炭安全規(guī)程》457條的要求，系統(tǒng)單相接地電容電流并未限制在20A以內(nèi)。僅在電弧接地時進行接地分流，起到熄弧作用，對金屬性接地和穩(wěn)定阻性接地不起作用。不能降低人身觸電危險性。裝置動作時，造成接地保護實現(xiàn)困難。會使非故障相電壓無論在發(fā)生何種接地故障時都上升為線電壓，對電纜絕緣構成威脅。不能有效降低電纜由單相接地發(fā)展為短路（放炮）的幾率。接地分流裝置鑒相錯誤時，容易造成事故擴大。4、中性點經(jīng)消弧線圈接地原理：單相接地電流主要是電容電流。如果能夠在發(fā)生單相接地時用電感電流部分或全部抵消掉電容電流，則單相接地電流將大減小。消弧線圈：消弧線圈是一個可調(diào)電感線圈，線圈的電阻很小（消耗功率?。娍购艽螅ūＷC對地絕緣水平），電抗值改變可采用多種方法。消弧線圈補償原理：發(fā)生單相接地故障時，通過消弧線圈使接地處流過一個與容性接地電流相反的感性電流，從而減小、甚至抵消接地電流，消除接地電弧引發(fā)的問題，提高供電可靠性。消弧線圈的補償方式：固定欠補償電感電流小于接地電容電流，單相接地時接地電流為容性。因線路停電或系統(tǒng)頻率降低等原因使接地電流減少，可能出現(xiàn)完全補償。故一般也不采用。固定全補償消弧線圈提供的電感電流等于接地電容電流，接地處電流為0。易滿足諧振條件，形成串聯(lián)諧振，產(chǎn)生過電壓。固定過補償電感電流大于接地電流，單相接地電流為感性。固定過補償方式在電網(wǎng)中得到廣泛使用。但過補償程度要合適。自動跟蹤補償時刻跟蹤電網(wǎng)電容電流變化，調(diào)節(jié)電感量，達到預設補償量，一般設定為跟蹤全補償方式。自動跟蹤補償消弧線圈在目前電網(wǎng)中占據(jù)主要地位。七、自動跟蹤補償消弧線圈1、自動跟蹤補償消弧線圈分類按調(diào)諧方法：預調(diào)式：是指電網(wǎng)無接地故障情況下，消弧線圈預先自動調(diào)諧到合理補償位置。一般需加裝阻尼電阻，以保證中性點位移電壓不大于額定相電壓的15％。隨調(diào)式：是指電網(wǎng)無接地故障情況下，消弧線圈處于欠補償狀態(tài)，在電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，消弧線圈自動調(diào)諧到合理補償位置。不需阻尼電阻，但接地瞬間無法達到全補償。按調(diào)節(jié)方法：有檔調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)精度低，殘流大，一般有調(diào)匝式、調(diào)容式。無級調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)精度高，殘流小，一般有調(diào)感式、偏磁式。2、自動跟蹤補償消弧線圈作用：補償電容電流，減少電纜放炮幾率。用電感電流抵消接地點的電容電流，一般要求消弧線圈在全補償時接地點無功殘流<5A，可減少形成短路故障的幾率。減小電纜損傷，提高電纜壽命。電網(wǎng)故障中，接地故障比率最大，在發(fā)生接地故障時，全補償消弧線圈可使接地點損傷降低到最低，一些瞬間性接地故障可自恢復，提高了供電可靠性。減少形成電弧接地過電壓的幾率。當接地點殘流較小時，接地點電弧容易熄滅，則形成間歇性接地的故障幾率減小，可使接地形成過電壓的幾率降低，尤其采用預調(diào)節(jié)方式的消弧線圈，效果更為明顯?？梢种畦F磁諧振過電壓產(chǎn)生幾率。采用預調(diào)節(jié)方式的消弧線圈，帶有阻尼電阻箱，在電網(wǎng)產(chǎn)生擾動使PT飽和時，可吸收諧振能量，使鐵磁諧振幾率降低，起到消諧作用。接地故障運行時減小人身觸電概率。3、自動跟蹤補償消弧線圈匯總消弧線圈是自動跟蹤補償裝置的核心部件，按目前國內(nèi)常用的消弧線圈調(diào)節(jié)電感電流的方法，主要有以下幾種消弧線圈形式：調(diào)匝式偏磁式（直流助磁式）磁閥式調(diào)容式調(diào)感式調(diào)匝式利用有載開關調(diào)節(jié)消弧線圈上設置的若干分接頭，實現(xiàn)電感量的有級調(diào)整。所需設備：接地變壓器、抽頭式消弧線圈、高壓有載開關、阻尼電阻箱、殼體、控制柜。調(diào)節(jié)方式：有檔調(diào)節(jié)、預調(diào)式。優(yōu)點：容量大。缺點：有檔調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)精度低、調(diào)節(jié)速度慢。偏磁式通過改變鐵芯磁化段磁路上的直流助磁磁通大小來調(diào)節(jié)交流等值磁導以實現(xiàn)電感的連續(xù)可調(diào)。所需設備：接地變壓器、可助磁消弧線圈、控制柜（含直流助磁回路）殼體。調(diào)節(jié)方式：無級調(diào)節(jié)、隨調(diào)式。優(yōu)點：連續(xù)無級可調(diào)。缺點：隨調(diào)式、需外部直流電源、響應時間一般大于20ms、維護量大。磁閥式利用自耦勵磁技術控制鐵心的飽和程度，實現(xiàn)對補償電流的連續(xù)調(diào)節(jié)。所需設備：接地變壓器、磁閥式消弧線圈、控制柜殼體。調(diào)節(jié)方式：無級調(diào)節(jié)、隨調(diào)式。優(yōu)點：連續(xù)無級可調(diào)。缺點：隨調(diào)式、響應時間一般大于20ms、調(diào)節(jié)原理復雜、易發(fā)生故障。

調(diào)容式采用改變消弧線圈二次側(cè)低壓電容電流的方法來調(diào)節(jié)消弧線圈的電感電流。所需設備：三相五柱消弧線圈、多組電容器、阻尼電阻箱、控制柜、殼體。調(diào)節(jié)方式：有檔調(diào)節(jié)、預調(diào)式。優(yōu)點：調(diào)節(jié)范圍大。缺點：有檔調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)精度低、占用設備多、維護量大、故障擴大可能性大。調(diào)感式采用改變消弧線圈二次側(cè)低壓電感電流的方法來調(diào)節(jié)消弧線圈的電感電流。以實現(xiàn)電感的連續(xù)可調(diào)。所需設備：三相五柱消弧線圈、電抗器、阻尼電阻箱、殼體。調(diào)節(jié)方式：無級調(diào)節(jié)、預調(diào)節(jié)。優(yōu)點：連續(xù)無級可調(diào)、調(diào)節(jié)精度高。缺點：單體容量超過80A，體積過大。返回八、XBSG系列自動跟蹤補償消弧線圈介紹

XBSG系列自動跟蹤補償消弧線圈是中國礦業(yè)大學電氣安全與智能電氣研究所在國家“七五”攻關項目研究基礎上自主開發(fā)的產(chǎn)品，申請了三相五柱式消弧線圈專利，并獲得煤炭部二等獎、教育部三等獎等榮譽，由徐州和緯信電科技有限公司獨家生產(chǎn)，現(xiàn)已得到廣泛應用。該系列消弧線圈采用預調(diào)式調(diào)節(jié)原理，調(diào)感式無級調(diào)節(jié)方法，干式H級絕緣結構，單柜室內(nèi)安裝。構成：三相五柱干式消弧線圈1臺、低壓電抗器2臺、阻尼電阻箱1臺、控制器1臺、控制器附件1套、高壓開關柜殼體及附件1套。型號含義

工作原理XBSG系列消弧線圈工作原理圖L：三相五柱消弧線圈；L1、L2：低壓電抗器；RL:阻尼電阻

SCR1～SCR4:可控硅；KM：低壓交流接觸器主觸點

工作原理：

三相五柱消弧線圈將消弧線圈固定補償部分與接地變壓器合二為一，電網(wǎng)無接地故障時相當于接地變壓器，有接地故障發(fā)生時，相當于接地變壓器與固定補償電感。通過調(diào)整三相五柱消弧線圈邊柱磁路氣隙的大小，即可調(diào)節(jié)固定補償電感電流大?。?～20A）。通過可控硅接通低壓電抗器L1、L2，調(diào)整可控硅的導通角，即可調(diào)節(jié)副邊電感電流的大小，從而改變原邊的電感電流，實現(xiàn)消弧線圈電感電流對電網(wǎng)對地電容電流的自動跟蹤補償。二次線圈上還經(jīng)過交流接觸器的接點KM接通一阻尼電阻RL，限制諧振過電壓，抑制鐵磁諧振過電壓。

XBSG系列消弧線圈成套裝置技術特點預調(diào)式、無級調(diào)感式調(diào)節(jié)；消弧線圈采用三相五柱結構，將消弧線圈和接地變壓器合二為一，H級絕緣、單柜室內(nèi)安裝；二次調(diào)感式自動跟蹤補償，無機械傳動部分，響應速度快，調(diào)節(jié)精度高，殘流??；采用預調(diào)節(jié)技術可時刻跟蹤顯示電網(wǎng)電容電流值，且對電網(wǎng)無注入諧波污染；采用高性能控制器，具有電網(wǎng)電容電流值、電網(wǎng)電壓、零序電壓值測量功能，具有自動或手動運行方式、補償脫諧度或檔位、通道精度等整定功能，具有補償、故障等參數(shù)追憶功能，具有零序過壓、過流、五防閉鎖、短路等保護功能。具有RS232、RS485通信接口，便于接入變電站綜合自動化系統(tǒng)，可實現(xiàn)遙控、遙測、遙信、遙調(diào)。XBSG系列消弧線圈成套裝置技術參數(shù)額定電壓為6~10kV。額定電流為40A；50A；60A；70A。電感電流調(diào)節(jié)范圍：10～40A；20～50A；20～60A；30~70A或用戶要求?？刂撇糠止ぷ麟娫矗篋C220V±10％。開關柜柜型：GG1A、KGN安裝柜柜型：KYN28A、KYN18、KYN10JYN2、定制柜等。XBSG系列消弧線圈成套裝置業(yè)績表KYN28柜型定制柜型GG1A柜型KGN柜型JYN2柜型返回九、小電流接地選線原理零序過電流原理零序無功功率方向型原理五次諧波原理零序有功功率方向型原理注入法原理首半波原理零序過電流原理：

利用單相接地時故障線路的零序電流幅值大于非故障線路，為其它非故障線路之和，而非故障線路零序電流幅值為它本身的電容電流的特點來實現(xiàn)保護。適用于中性點不接地且各支路單相接地電容電流均勻的系統(tǒng)。該原理選擇性差，基本已經(jīng)淘汰。零序無功功率方向型原理

利用接地故障支路零序無功電流同正常支路方向相反實現(xiàn)選擇性。僅適用于中性點不接地系統(tǒng)。該原理為基波原理，在中性點不接地系統(tǒng)得到廣泛使用，但在中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)失效。五次諧波原理

利用電網(wǎng)包含的5次諧波分量，在消弧線圈接地系統(tǒng)，由于消弧線圈對5次諧波呈現(xiàn)的感抗為基波的5倍，而線路容抗為基波的1/5，因此5次諧波感性電流可以忽略，系統(tǒng)單相接地時，5次諧波容性電流分布與中性點不接地系統(tǒng)中基波容性電流幾乎相同，據(jù)此進行接地選線。適用于各種接地系統(tǒng)，但其靈敏度受電網(wǎng)五次諧波含量影響較大。

在煤礦電網(wǎng)使用效果不理想。零序有功功率方向型原理

利用消弧線圈在實現(xiàn)全補償時需要并聯(lián)或串聯(lián)的阻尼抑制諧振，該阻尼在接地時產(chǎn)生的有功電流僅流過接地支路來實現(xiàn)選線，使用基波分量利于選線。僅適用于中性點經(jīng)消弧線圈并或串電阻接地的系統(tǒng)。目前在消弧線圈接地系統(tǒng)得到廣泛應用，但受互感器角度特性影響較大。注入法原理

通過運行中的電壓互感器向接地線注入信號，利用信號尋蹤原理，實現(xiàn)接地選線。適用于各種接地系統(tǒng)，但需在電網(wǎng)中注入信號且受電網(wǎng)出線均勻程度和諧波含量影響。

首半波原理

利用單相接地瞬間，故障線路暫態(tài)零序電流第1個周期的首半波與非故障線路相反的特點構成。可適用于各種接地系統(tǒng)，但其靈敏度受接地故障過渡電阻影響較大。處于理論研究階段，產(chǎn)品大都不成熟。返回十、WLD系列小電流接地系統(tǒng)微機選線

WLD系列小電流接地系統(tǒng)微機選線裝置采用基波選線原理，在中性點不接地系統(tǒng)采用無功功率方向型原理，群體比幅選線方案；在中性點經(jīng)消弧線圈并或串電阻接地系統(tǒng)，選用有功功率方向型原理，群體比幅選線方案。為保證選線的準確率，該裝置配套使用了專利產(chǎn)品FLH0-2型零序電流互感器，從信號取樣來保證原理實現(xiàn)的準確性，由于基波信號強，其選線的靈敏度也較高。WLD-5型微機選線高壓漏電保護裝置

裝置能同時監(jiān)測兩段（或一段）母線、16路出線，裝置輸出具有聲光報警功能。具有根據(jù)電網(wǎng)母線分列、并列運行情況的自動判斷功能；自檢功能；手動、自動復位功能；記憶功能。操作、調(diào)試簡單，維護量小，自動選擇顯示。適用范圍廣：適用于不接地系統(tǒng)，消弧線圈接地系統(tǒng)，電阻接地系統(tǒng)；長短線路不限，并聯(lián)運行的出線數(shù)不限。選線準確，動作速度快。可選裝跳閘板，實現(xiàn)漏電跳閘保護。WLD-6型小電流接地系統(tǒng)微機選線裝置

裝置能同時監(jiān)測兩段（或一段）母線、32路出線，裝置輸出具有聲光報警、打印功能。適用范圍廣：適用于不接地系統(tǒng)，消弧線圈接地系統(tǒng)，電阻接地系統(tǒng)；長短線路不限，并聯(lián)運行的出線數(shù)不限。具有根據(jù)電網(wǎng)母線分列、并列運行情況的自動判斷、互感器自檢、手動或自動復位等功能。采用大屏幕液晶漢字顯示，輕觸鍵盤菜單操作，維護量小，可實現(xiàn)柜號現(xiàn)場整定。具有接地（漏電）故障起始時刻及故障累計時間記錄功能；故障追憶功能。具有RS232、RS485串行通信接口，便于接入變電站綜合自動化系統(tǒng)。裝置采用標準19英寸4U機箱，可方便地與其它變電站綜合自動化設備一起在主控室組屏安裝。WLD系列選線裝置業(yè)績表典型方案:10（6）KV系統(tǒng)開關柜為GG-1A型典型方案:10（6）KV系統(tǒng)開關柜為KYN28型

感謝各位專家、領導指導！2、單相接地分析首先分析一下電網(wǎng)發(fā)生單相接地（包括直接接地和經(jīng)一過渡電阻接地）故障時，電網(wǎng)零序電壓及零序電流的分布情況。中性點不接地電網(wǎng)發(fā)生單相經(jīng)電阻接地等效電路如上頁圖所示，由于A相對地經(jīng)電阻RE接地（RE=0為直接接地），破壞了原電網(wǎng)對地阻抗的對稱性，使電源的中性點對地電壓不再為零，假設中性點對地電壓為UN，并忽略線路的阻抗，則電網(wǎng)每相對地電壓為：通過每相對地電容C和接地電阻RE的電流之和為零，即：根據(jù)對稱分量法的原理，實際上UN就是零序電壓U0

，則：

由于只有零序電流可以流入大地，和接地故障點構成回路，總的零序電流之和就等于流過接地電阻的電流IE，方向相反。上頁圖是將