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消弧线圈运行与维护

摘要消弧线圈利用其产生的电感电流与接地时容性电流相抵消，使接地点

的电流降到最小，本文首先介绍了消弧线圈的相关知识(消弧线圈的工作原理、

补偿类别等)，然后分析了消弧线圈运行的现状，最后就消弧线圈维护方案作了

探讨。

关键词消弧线圈；电容电流；

1．消弧线圈工作原理

消弧线圈是变电站的重要设备,装设在变电站配电网系统中性点上,属于电力

系统中性点保护产品。其主要用途:当电网发生单相接地故障后，提供电感电流，

补偿接地电容电流，使接地电流减小，也使得故障相接地电弧两端的恢复电压速

度降低，达到熄灭电弧的目的。

2．消弧线圈分类

消弧线圈自动跟踪补偿装置有多种不同的分类方法，根据调节电感的方式可

以分为:调匝式、直流偏磁式、相控式、调容式、调气隙式等;根据运行方式又可

以分为:预调式和随调式二种。

调匝式消弧线圈

其结构简单，是将绕组按不同的匝数抽出分接头，用有载分接开关进行切换，

改变接入的匝数，从而改变电感量。其特点是;一次设备简单，可靠性高，不会

出现谐波电流:可控硅短接阻尼电阻方式，补偿电流不需要二次设备控制，即使

没有控制电源仍然可以很好的补偿;补偿速度快:运行在预补偿状态，可以消除铁

磁谐振，相对而言补偿范围不足。

调容式消弧线圈

通过调节消弧线圈二次侧电容量大小来调节消弧线圈的电感电流。二次绕组

有电容接入后，根据阻抗折算原理，相当于主绕组两端并接了相同功率、阻抗为

一定倍数的电容，使主绕组感抗增大，电感电流减小，因此通过调节二次电容的

容量即可控制主绕组的感抗及电感电流的大小。其主要不足是:调节电容器要承

受大电流的冲击;投切开关会产生涌流和操作过电压;电热器电容泄漏;补偿速度

慢等。

相控式消弧线圈

它通过调节二次绕组中两个反向并接可控硅的导通角，来改变装置的等值阻

抗，二次绕组作为控制绕组由2个反向连接的可控硅短路，可控硅的导通角由触

发控制器控制，调节可控硅的导通角由0~180°之间变化，使可控硅的等效阻抗

在无穷大至零之间变化，输出的补偿电流就可在零至额定值之间得到连续无极调

节。其不足是:补偿不够稳定，谐波大;需要控制电源;二次侧电流非常大，大功

率可控硅需要很好的散热，可靠性受影响:滤波电容器大电流冲击，存在泄露的

问题:补偿慢;不能减弱铁磁谐振。

直流偏磁式消弧线圈

它有2个交流工作线圈，在其中一个线圈内布置附加直流线圈，通过直流线

圈励磁磁化铁心，改变铁心直流励磁磁通大小来调节交流等值磁导，实现电感连

续可调。其主要不足是:需要外加直流电源:铁心发热量大;补偿电流发生畸变，

产生大量的谐波，对电网有不利影响:结构复杂，可靠性差。

调气隙式消弧线圈

其铁心分成上下两部分，下部分铁心同线卷固定在框架上，上部分铁心用电

动机驱动上下移动，通过调节气隙的大小达到改变电抗值的目的。其不足是:振

动和噪声比较大，在结构设计中应采取措施控制噪声，高压施加后，震动更大，

随着使用时间越长，内部松动，声音更大:调节精度差，由于气隙的微小变化导

致电感的大变化，电机控制调节气隙精度不够，而液压调节成本太高。

3．国内消弧线圈运行情况

近年来，国网公司在66kV以上变电站中大量推广消弧线圈接地，消弧线圈

接地在变电站覆盖率达到80%以上，但随着城市配网快速发展和电力电缆大量应

用，配电系统母线电容电流快速增长，消弧线圈容量配置严重不足、运维管理不

到位等问题日益突显。为进一步加强消弧线圈设备运维管理，防止接地电弧引发

火灾、变电站母线短路、开关柜烧损等故障发生，2014年年末，国网运检部曾下

发“关于进一步加强消弧线圈设备运维管理工作的通知”，要求各省全面开展消

弧线圈设备专项排查治理工作，部分省份已开展对母线电容电流测试工作，并对

消弧线圈的运行情况进行了初步摸排，我公司应部分省局公司邀请，也参加了相

关工作，根据实际摸排掌握情况及到其它省份调研，发现消弧线圈类产品普遍存

在关注度低、正常投运率低等情况。

消弧线圈非正常运行原因分析：

1）基建和技改项目前，设计方未充分考虑出线可能增容情况导致容量不足，

此原因占比40%左右；

2）早期消弧线圈产品缺少标准规范，产品质量参差不齐，机构老旧，调节

方式多样，出现控制系统故障，此原因占比30%左右；

3）设备厂家测量方法问题，当中性点位移电压过低，控制系统测量不出系

统的电容电流；