1、消弧線圈的工作原理及動態(tài)消弧補償系統(tǒng)的提出2. 消弧線圈的工作原理及動態(tài)消弧補償系統(tǒng)的提出2.1 消弧線圈的工作原理2.1.1 中性點不接地系統(tǒng)單相接地時的電容電流電力線路導線間及導線與大地之間均存在分布電容，電器設備與大地之間也存在電容。對于中壓配電網(wǎng)，由于線路長度相對于工頻波長來講要短得多，這些分布電容可以用集中參數(shù)電容代替。一般來講，各相對地電容，相間電容。對于電纜網(wǎng)絡和經(jīng)過換位處理后的架空線路，各相參數(shù)相差很小，可以認為，于是得到圖2-1a。當發(fā)生單相接地時，例如A相接地，則A相對地電壓=0，中性點對地電壓將由零變?yōu)橄嚯妷?，B相和C相對地電壓升高為線電壓。于 2-1a 等值電路 2-1

2、b向量圖 圖2-1 中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時的電流電壓向量圖是B相和C相的對地電容電流為： (2-1-2)=2f 工頻角頻率系統(tǒng)相電壓，其方向分別領先于和，見圖2-1b從圖2-1b中可以看出接地電流： 這個接地電容電流由故障點流回系統(tǒng)，它的大小等于正常時一相對地充電電流的3倍，方向落后于A相正常時相電壓。由于接地電流和接地相正常時的相電壓相差，所以當接地電流過零時，加在弧隙兩端的電源電壓為最大值，因此故障點的電弧不易熄滅。當接地電容電流較大時，容易形成間歇性的弧光接地或電弧穩(wěn)定接地。間歇性的弧光接地能導致危險的過電壓。穩(wěn)定性的弧光接地能發(fā)展成多相短路。2.1.2 中性點不接地系統(tǒng)的中性點

3、位移電壓中性點不接地系統(tǒng)在正常運行時，其中性點也具有一定的對地電位，這個對地電位叫中性點的位移電壓，這一電壓的產(chǎn)生主要是由于各相對地電容不相等所造成的。設各相對地電容分別為，各相絕緣的對地泄漏電阻分別為且，三相電源電壓平衡且以為參考量，如圖2-2所示，則不對稱電壓為 圖2-2 中性點不接地系統(tǒng)自然不平衡電壓 (2-1-2)式中 分別稱為中性點不接地電網(wǎng)的不對稱度和阻尼率。正常運行時因導線不對稱布置所引起的電網(wǎng)不對稱度是不高的，尤其是電纜網(wǎng)絡其值更小，表2-1列出了作者對67個煤礦6KV電纜電網(wǎng)的測定結果，從表中可見，占實測總體85%的電網(wǎng)其自然不對稱度小于0.54%，所以中性點電壓位移較小。但

4、是當系統(tǒng)中發(fā)生一相導線斷線、或兩相導線同一處斷線、或開關動作不同步都將使故障相的對地電容減小，從而使不對稱度有較大的增長，中性點的位移電壓可能達到很高的數(shù)值。表1-1 煤礦6KV電網(wǎng)自然不對稱度分布規(guī)律Kc ( % )0.02 0.280.28 0.540.54 0.800.80 1.061.06 1.321.32 1.581.58 1.84頻數(shù) 461143102頻率0.6870.1640.060.0450.01500.0302.1.3 消弧線圈的作用原理 中性點加入消弧線圈后，起到三個方面的作用，即大大減小故障點接地電流；減緩電弧熄滅瞬時故障點恢復電壓的上升速度；避免由于電磁式電壓互感器飽

5、和而引發(fā)鐵磁諧振。2.1.3.1 補償原理如圖2-3所示系統(tǒng)中性點接入消弧線圈。當A相接地時，中性點電壓將由零升高到相電壓，于是消弧線圈中將產(chǎn)生電流，它的大小為 其方向由故障點流回系統(tǒng)，較中性點的電壓滯后，亦即較A相正常時的相電壓領先。此時由故障點流回系統(tǒng)的接地電容電流滯后正常運行時的相電壓，所以消弧線圈電感電流和接地電容電流的方向相反。如果適當選擇消弧線圈L值的大小，使 那么通過故障點的電流將等于零。即接地電容電流全部被消弧線圈的電感電流所補償，從而使得電弧自動熄滅。 (a) 等值電路 (b) 向量圖 圖2-3 消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時的等值回路和向量圖通常，我們用脫諧度表示消弧線圈的

6、調諧情況，其定義為 (2-1-3)(1) 當消弧線圈電感滿足的條件時， 稱為全補償(2) 當消弧線圈電感滿足的條件時， 稱為過補償。(3) 當消弧線圈電感滿足的條件時， 稱為欠補償。 對消弧線圈調諧的一個基本要求就是使接地點的殘流小于一定值。由于實際接地電流中不僅含有電容電流，還有少量的阻性電流和一定量的諧波電流，而阻性電流和諧波電流是不能被消弧線圈電感電流補償?shù)舻?，所以補償后的殘流應由三部分組成，即工頻電流(它可能是容性、也可能是感性、也可能被完全補償?shù)? 、阻性電流和諧波電流，其表達式為 (2-1-4)式中 為消弧線圈補償電網(wǎng)的阻尼率，它同未補償電網(wǎng)是有區(qū)別的，詳細討論見下節(jié)。2.1.3.

7、2 關于串聯(lián)諧振問題的討論圖2-4為考慮了各相絕緣泄漏電阻和消弧線圈的有功損耗后的補償電網(wǎng)等值電路，其中L是消弧線圈電感，r0代表消弧線圈有功損耗的等值電阻。設三相電源電壓完全平衡、各相泄漏電阻彼此相等，且以A相作為參考相量。用戴維南定理可以得到補償電網(wǎng)正常運行時的零序等效電路如圖2-5a所示，圖中為電網(wǎng)末補償時的不平衡電壓，為補償后中性點位移電壓?？梢姷刃щ娐肥且粋€串聯(lián)LC電路，當接近諧振條件時回路中電流很大，消弧線圈上電壓也即中性點位移電壓很大。運行中規(guī)定中性點位移電壓不應大于15%的相電壓，其表達式為： 圖2-4 消弧線圈正常運行時的等值圖 (2-1-5)式中 補償電網(wǎng)的阻尼率 電網(wǎng)的阻

8、尼率一般約為3%5%，但煤礦6KV電網(wǎng)，由于井下電纜工作環(huán)境惡劣，其電網(wǎng)阻尼率偏大，實測結果表明其值約在7%左右 。中性點位移電壓的大小為： (2-1-6) 圖2-6為中性點位移電壓隨脫諧度變化的關系曲線?？梢娤【€圈接地系統(tǒng)中性點電壓的大小與脫諧度有關，脫諧度越小，中性點位移電壓越高；脫諧度等于零即諧振補償時，中性點的電壓最高，此時的電壓即為補償系統(tǒng)的串聯(lián)諧振電壓。 (a) 正常運行時 (b) 單相接地時 圖2-5 補償電網(wǎng)正常運行時及單相接地時的零序等值電路 圖2-6 不同值下中性點位移電壓與脫諧度的關系曲線2.1.3.3 弧隙恢復電壓與脫諧度的關系減緩接地點恢復電壓的上升速度是消弧線圈的

9、第二個作用，當電網(wǎng)A相發(fā)生單相接地時，其零序等效電路如圖2-5b所示，圖中，流過開關K的電流代表殘流，當電弧熄滅時，相當于K打開；M、N兩點間電壓相當于弧隙的恢復電壓，M點電壓取決于實際電網(wǎng)A相電壓的變化，如果熄弧時該相的初相位為角，電源電壓最大值為，則 N點電壓的變化規(guī)律取決于圖中L兩端電壓的變化，它對應于補償電網(wǎng)中性點電壓的變化。由于該零序等值電路的衰減系數(shù)為 電路自振角頻率為 故有 因此得故障相對地的恢復電壓為 (2-1-7)完全調諧時，上式變?yōu)?此時，恢復電壓包線按指數(shù)規(guī)律從零上升至，波形如圖2-7a所示。當脫諧時，恢復電壓將出現(xiàn)拍振現(xiàn)象，波形如圖2-7b，其拍振周期T為 (a) (

10、b) 圖2-7 故障相恢復電壓波形 恢復電壓的包線表達式為 (2-1-8)或寫成 (2-8-9) 圖2-8為不同值下恢復電壓的包線，這些曲線表明：當補償電網(wǎng)阻尼率確定后，脫諧度減小時，包線的幅值和增長速度均減小，有利于接地電弧的熄滅。的最大上升速度可近似表達為 (2-8-10) 可見，泄漏電阻的存在，增加了熄弧后故障點的恢復電壓上升速度，不利于電弧的熄滅，但它可以促使系統(tǒng)的三相對地電壓在熄弧后迅速的恢復對稱，減小電弧接地過電壓的幅值，所以通常沒有補償有功電流的必要。研究指出，高頻電流分量的存在，一般不影響最終的熄弧2，所以也不需加以補償。 圖2-8 不同值下恢復電壓的包線2.1.3.4 消弧線

11、圈對鐵磁諧振過電壓的抑制作用在中性點經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，消弧線圈的電感遠較電磁式電壓互感器的勵磁電感為小，所以零序回路中電感參數(shù)主要由消弧線圈決定并且相對地穩(wěn)定了中性點的電位，即使電壓互感器的激磁電感發(fā)生變化，也不會發(fā)生鐵磁諧振而產(chǎn)生過電壓。2.2消弧線圈的自動調諧 消弧線圈的自動調諧需要解決兩個方面的問題，一個是自動調諧原理，另一個是可調消弧電抗器。已提出的自動調諧原理不少，大體上可分為五類，諧振法、相位移法、電容電流間接檢測法、附加電源法及模型法。按照改變電感方法的不同，可調消弧電抗器可分為四類，調匝式、調氣隙式、直流偏磁式、斬波式。其中調匝式又分為有載分接開關調匝、晶閘管調匝、帶電容

12、補償?shù)恼{匝等多種，偏磁式可分為橫向勵磁、縱向勵磁和縱橫向勵磁三種類型。各種自動調諧原理與各種可調消弧電抗器的組合，構成了各式各樣的自動調諧消弧線圈。2.2.1 自動調諧原理2.2.1.1 諧振法諧振法又稱極值法。從2.1.3中式(2-1-5) 可見，當電網(wǎng)的阻尼率d和電網(wǎng)不對稱度一定時，隨的下降而增大，當時，達到最大值，即為串聯(lián)諧振電壓。的狀態(tài)也就是全補償狀態(tài)。所以可以利用檢測中性點位移電壓大小的方法將消弧線圈調諧至全補償或接近全補償?shù)臓顟B(tài)。從下面三個方面對這種方法做出評價。(1) 調諧準確性問題。這種誤差是由于消弧線圈的非線性造成的?？偟膩碇v，Petersen電抗線圈是線性的，但是當施加在該

13、線圈上的電壓過于遠離其額定電壓時，其伏安特性呈現(xiàn)較強的非線性。表2-2-1為XDZ-1000/35消弧線圈分別在額定電壓下和500V電壓作用下各分抽頭的電抗值(單位)，可見其數(shù)值有明顯的差別。在正常運行情況下，消弧線圈端電壓較小(尤其是在電纜系統(tǒng)中)，此時得到的調諧結果在出現(xiàn)單相接地后就要有較大的偏差。所以，對不對稱度非常小的電網(wǎng)其調諧精度不理想。 表2-2-112345678922220v1111.0974859779.6709.9645.9592.5548.6516.7500v1078.3943.4813740.7680.3628.9574.7531.9495(2) 串聯(lián)諧振過電壓問題。該

14、方法的調整過程也就是補償電網(wǎng)發(fā)生串聯(lián)諧振的過程。中國有關規(guī)程規(guī)定這種由諧振造成的中性點電壓位移不得超過系統(tǒng)相電壓的15%，所以對于不平衡度較大的電網(wǎng)，這種方法有其局限性，需采取適當?shù)奶幚泶胧?。事實上，消弧線圈長期工作在串聯(lián)諧振狀態(tài)是不好的。(3) 參數(shù)整定問題。它不能接照確定的脫諧度調整消弧線圈運行，而只能將消弧線圈調諧至全補償位置，或著按中性點位移電壓不超過某一定值調諧，無法整定消弧線圈脫諧度。(4) 靈敏度問題。式(2-1-6) 針對求導數(shù)得 (2-2-1) （ V） 圖2-2-1 與關系曲線 上式說明隨的變化呈單調遞減規(guī)律，圖2-2-1為隨的變化曲線，從圖中可見當較大或較小時，較小，這說

15、明此時對的變化不敏感。當取某一中間值時，較大，這一中間數(shù)值可以用下式求出 解得 即當時，對的變化最敏感?？傊?，當消弧線圈遠離全補償狀態(tài)，或在接近全補償狀態(tài)時，的下降對的升高影響較小，靈敏度不高。2.2.1.2 相位角法這種方法是按照中性點位移電壓相位角與脫諧度的關系來調諧消弧線圈的。研究表明，經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)的中性點電壓對于系統(tǒng)A相參考電壓的相位移為，為電網(wǎng)中性點末加消弧線圈時，中性點電壓相對于的相位角 (2-2-3)式中 (2-2-4)因 故 (2-2-5) (2-2-6) 從上式可見，在、已知的情況下，與有確定的函數(shù)關系。這說明可根據(jù)中性點電壓對參考電壓的相位移角進行自動調諧。對一個實際

16、的電網(wǎng)，即使電容電流不變，變化仍很大，這就給調諧帶來了誤差。實際應用中可在相對地之間人為的接入一附加電容來減小這一誤差。設，代入式(2-2-3) 得 (2-2-7)由于實際電網(wǎng)并不對稱，電網(wǎng)阻尼率也是不確定的，它隨著電網(wǎng)的變化而改變，消弧線圈的值也同其承受的電壓大小有關。這些不確定因素可能產(chǎn)生很大的誤差。附加電容的加入造成電網(wǎng)不對稱度加大，又帶來一些新的問題，這些因素都限制了相位移法的使用。2.2.1.3 電容電流間接檢測法該方法的基本思想是，通過改變消弧線圈的電感值，造成其兩端電壓發(fā)生變化，同時消弧線圈中電流也隨之改變，檢測電壓和電流值以及相應的相角差，間接計算出系統(tǒng)單相接地電容電流或系統(tǒng)對

17、地電容，據(jù)此調諧消弧線圈。(1) 忽略電網(wǎng)阻尼率時的計算方法。設對應于分抽頭T1和T2時的中性點位移電壓分別為和，各分抽頭對應的消弧線圈電流值分別為和，代入式(2-1-6)得 (2-2-8) (2-8-9)解得 (2-8-10)從上式可見測得兩次中性點電壓后，電網(wǎng)三相對地總電容及消弧線圈脫諧度就可求得。實際應用中，這種方法由于忽略了電網(wǎng)阻尼率以及和測量的不同時性，測定結果準確性較差。(2) 利用兩分接頭對應的零序電流相位差的計算方法。如果消弧線圈中人為串有較大阻尼電阻，且的電阻值已知，則測量消弧線圈兩個檔位的零序電流和及它們之間的相角差，就可以計算出電網(wǎng)脫諧度。設為系統(tǒng)對地總容抗 、分別為對應

18、于消弧線圈、抽頭時的感抗，其數(shù)值是已知的，為消弧線圈斷開時系統(tǒng)中性點電壓。圖2-2-2a為其零序等值電路。當較大時，由于電網(wǎng)本身阻尼率相對很小，所以圖2-2-2a中可以忽略電網(wǎng)各相絕緣泄漏電阻和消弧線圈并聯(lián)等效電阻的阻尼作用。則圖2-2-2a變?yōu)閳D2-2-2b，其對應的零序阻抗三角形如圖2-2-2c所示。依據(jù)阻抗三角形可列寫下列方程 (a) 零序等值電路 (b) 簡化零序等值電路 (c) 零序阻抗三角形 圖2-2-2 帶串聯(lián)阻尼電阻的零序等值電路及零序阻抗三角形 解得 按照上述算法，最后可求得對應分接頭的脫諧度或分接頭的脫諧度，將和整定值進行比較，若，則原分接頭不需調整。若，則判斷的符號，跟據(jù)

19、該符號的正或負，進行相應的分接頭調接。該算法忽略了電網(wǎng)阻尼率，使用時要注意使用條件，同時，由于算法中用到各分接頭的電抗值，所以要考慮消弧線圈在端電壓很小時的非線性失真問題。2.2.1.4 模型法電網(wǎng)電容電流由接入的線路總長度而確定，因此可以用合閘線路斷路器的多少來計算電容電流。設電網(wǎng)共有條線路，在模型上每一條線路相當一個電阻，在這一電阻兩端并聯(lián)著與該線路斷路器觸頭一致的觸點，若線路接入，則電阻被短路。圖2-2-5中左邊的電阻串為電網(wǎng)中線路的模型，右邊的電阻串為消弧線圈的模型。線路投入愈多，被短路的電阻愈多，因此經(jīng)左邊電阻串流到底部電阻的電流越大，其上面的壓降即為差動放大器的一個輸入信號。差動放

20、大器的另一個輸入信號為消弧線圈模型電阻串底部電阻的電壓降。若二信號差得多，放大后的電壓超過繼電器的動作電壓就需調整消弧線圈電感。否則，說明調諧度在允許范圍內。這種方法的調節(jié)精度取決于線路模型及消弧線圈模型的精度。由于電網(wǎng)中某些線段的電容可能改變，即時不變測定其對地電容也很煩鎖，另外系統(tǒng)的電容電流還受到其它電器設備的影響，所以建立線路模型不僅非常困難，而且在某些情況下不可能做的準確。 2.2.1.5 附加電源法中性點附加電源法是在中性點的消弧線圈上附加一個信號源，用于附加信號源的變壓器串接或并接在系統(tǒng)零序回路中，相當于一個阻抗變換器，它反映了系統(tǒng)的零序回路阻抗的狀況。因此，檢測附加電壓與電流之間

21、的相位關系，即可實現(xiàn)自動調諧。事實上，由于系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障時，在 中性點上出現(xiàn)很高的電壓，對附加信號源需要采取許多措施來隔離，實現(xiàn)起來非常困難。另外，電網(wǎng)正常運行時中性點位移電壓對該方法 圖2-2-3 電網(wǎng)模型調節(jié)精度影響較大，這些都限制了該方法的使用。 以上這些方法都沒有達到完善的地步。其中，相位法、極值法和電容電流檢測法有一定的運行經(jīng)驗，但應用都有局限性。相對來講，隨著微電子技術的發(fā)展，采用微機控制器后，電容電流檢測法具有優(yōu)越性。而模型法和附加電源法尚無運行經(jīng)驗，只是做一些理論分析，實際應用起來有難度。2.2.2 可控消弧線圈按改變電感方法的不同，可控消弧線圈分為四類，即調匝式、調氣隙

22、式、直流偏磁式及斬波式。2.2.2.1 調匝式可控消弧線圈 調匝式可控消弧線圈分為有載開關調匝式、晶閘管調匝式和帶電容補償?shù)姆旨壙烧{式等多種。這種消弧線圈靠改變繞組的線圈匝數(shù)來改變電感，電感量與匝數(shù)的平方成比例。因此其電感不連續(xù)可調。用有載分接開關取代pertersen消弧線圈中的無激磁分接開關就變成了有載調匝式消弧線圈，它是由兩項久經(jīng)實踐檢驗的設備pertersen消弧線圈和有載分接開關組合而成，所以它是技術上最成熟的，也是目前使用最多的一種可控消弧線圈。其主要缺點是調節(jié)速度慢，有載開關每切換一檔需十余秒鐘，另外由于有運動部件，可靠性差，使用壽命短。實際使用的產(chǎn)品中，為了減小造價，往往選用比

23、消弧線圈額定電壓低的多的有載分接開關，所以在電網(wǎng)發(fā)生單相接地后，消弧線圈電壓上升到額定電壓，此時有載開關不允許動作，消弧線圈電感不可調節(jié)。晶閘管調匝式消弧線圈是用雙向晶閘管開關代替有載分接開關，調節(jié)速度快，但高壓晶閘管成本高，并且在很多情況下需用多個額定電壓較低的晶閘管串聯(lián)組成高壓開關，可靠性及經(jīng)濟性都成問題。調匝式消弧線圈補償電流上下限之比一般為2：1，分9檔調節(jié)，各檔間電感級差較大，經(jīng)常不能滿足調節(jié)深度的要求，可以采用帶電容補償?shù)姆旨壙烧{消弧線圈，補償電容的作用使各檔間電感級差變小。圖2-2-4 為帶電容補償?shù)姆旨壙烧{消弧線圈。圖中L1為原消弧線圈高壓繞組，L2為新加繞的低壓繞組，L2的容

24、量為L1的一半，C1、C2、C3、C4的容量比為1：2：4：8，總容量為消弧線圈的一半。利用4組晶閘管開關的開通組合，可以得到14檔不同的電感電流。其補償電流上下限之比為2：1。電容補償式消弧線圈還缺乏工程應用的實踐經(jīng)驗。2.2.2.2 調氣隙式消弧線圈這種消弧線圈的工作原理是靠移動插入線圈內部的可動鐵心來改變磁導率從而改變線圈電感的。從理論上講這種消弧線圈的電感可連續(xù)調節(jié)，但實際上因為機械的慣性和電機的控制精度問題在工程中做不到。其主要缺點是精度不高，可靠性差，響應慢，動作時間取決于可動鐵心的移動時間，可至數(shù)十秒鐘。在額定電壓下消弧線圈噪音較大且鐵心不可調節(jié) (因為此時靜動鐵心間電磁力很大)

25、 。這種消弧線圈國內外都有一些運行經(jīng)驗。2.2.2.3 閘流式消弧線圈這種消弧線圈的具體結構可以有多種多樣，但其基本工作原理可以等效成圖2-2-5 所示電路。圖中總電感電流，通過調節(jié)雙向晶閘管scr的控制角調節(jié)的大小。當晶閘管全導通時，為標準正弦波，隨著導通角的減小，變小同時其波形發(fā)生畸變，但在角較小時，總電感電流的波形是可以接受的，角越大，電感電流中的諧波就越嚴重。所以閘流式消弧線圈的調節(jié)范圍太小是其最大的缺點，目前中國在6KV電網(wǎng)上投入運行的這類消弧線圈樣機電流調節(jié)范圍只有10A。 圖2-2-4 為帶電容補償?shù)姆旨壙烧{消弧線圈 圖2-2-5閘流式消弧線圈原理圖 2.2.2.4 直流偏磁式消

26、弧線圈 這種消弧線圈的工作原理是利用附加直流勵磁磁化鐵心，改變鐵心磁導率，實現(xiàn)電感量連續(xù)變化。這類消弧線圈的結構有多種，按照勵磁方式的不同，可分為他勵式和自勵式 (又稱磁閥式) 兩種。他勵式又可分為橫向勵磁、縱向勵磁和縱橫向勵磁三種類型，具體實現(xiàn)方案有多種。直流偏磁式消弧線圈是一種可連續(xù)調節(jié)電感的消弧線圈，它的內部為全靜態(tài)結構，無運動部件，工作可靠性高。其響應速度快且可在消弧線圈承受高電壓時調節(jié)電感值。其補償電流上下限之比可達到6：1，是一種很有發(fā)展前途的消弧電抗器。1993年底，在中國由本文作者研制的首臺直流偏磁式自動調諧消弧線圈投入工業(yè)運行，取得了令人滿意的效果。經(jīng)過多年的研究，時至今日，

27、新型偏磁式消弧線圈無論是在結構上、還是在性能上都有很大改進。本文第三、四兩章重點闡述作者這方面的研究結果。值得一提的是，1996年由武漢水利電力大學研制的中國首臺磁閥式自動跟蹤調諧消弧裝置在咸寧供電局10KV電網(wǎng)投入運行。以上介紹的都是單個的消弧電抗器，當需要制造成接地變壓器同消弧電抗器合一的設備時，只需將調氣隙、施加直流偏磁或調角的原理用到變壓器的零序磁路上即可。2.3 動態(tài)補償系統(tǒng)的構想消弧線圈的作用是當電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后，提供一電感電流補償接地電容電流，使接地電流減小，也使得故障相接地電弧兩端的恢復電壓速度降低，達到熄滅電弧的目的。當消弧線圈正確調諧時，不僅可以有效地減少產(chǎn)生弧光接地

28、過電壓的機率，還可以有效地抑制過電壓的幅值，同時也最大限度的減小了故障點熱破壞作用及接地網(wǎng)的電壓升高等。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，最好是處于全補償狀態(tài)，即調諧至諧振點上。但是在電網(wǎng)正常運行時或發(fā)生單相斷線、斷路器不同期合閘、非全相合閘等故障時，全補償或接近全補償狀態(tài)下的消弧線圈可能產(chǎn)生各種危險的過電壓。從式 (2-1-6) 可見，全補償時中性點電壓位移是電網(wǎng)自然不平衡電壓的1020倍。這就是通常所說的串聯(lián)諧振過電壓。斷路器的非同期分合閘，非全相分合閘及線路的單相斷線都會加大電網(wǎng)的不平衡度，從而加大串聯(lián)諧振過電壓幅值。所以小脫諧度下的消弧線圈在電網(wǎng)正常運行時，給電網(wǎng)帶來

29、的不是安全因素而是危害。綜上所述，當電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，希望消弧線圈的脫諧度越小越好，最好是全補償。而電網(wǎng)正常運行時，又希望其副作用越小越好。如何來解決這一矛盾呢？一種方法是在消弧線圈上串聯(lián)阻尼電阻，從而增大電網(wǎng)阻尼率，使得電網(wǎng)正常運行時串聯(lián)諧振過電壓小于，這樣一來就可以在電網(wǎng)正常運行時將消弧線圈調諧至全補償狀態(tài)，等待接地故障的發(fā)生。當出現(xiàn)單相接地后，瞬間將阻尼電阻短接掉，從而實現(xiàn)最佳補償。中國目前使用的調匝式自動調諧消弧線圈和調氣隙式自動調諧消弧線圈就是采用的這一方案。運行經(jīng)驗表明，這些裝置對電網(wǎng)安全起到了顯著的作用，同時也發(fā)現(xiàn)由于阻尼電阻燒毀而引發(fā)裝置故障的事件時有發(fā)生，這是什么原因造成的呢？分析表明這是由于存在控制死區(qū)造成的。阻尼電阻按短期工作設計，當出現(xiàn)單相接地后，需快速短路掉。例如對額定工作電流50A的消弧線圈