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文章标题：区电网消弧线圈补偿方式分析
详细分析了地区电网经消弧线圈接地系统在正常运行方式时中性点电位及单相接地故障、单相断线故障时，非故障相电压的升高。所有这一切均与消弧线圈的补偿方式有关，经过理论分析过补偿方式是较合适的选择。
关键词：地区电网消弧线圈补偿方式
1小电流接地系统的补偿方式
1.1中性点非有效接地电网的不对称电势[1]
中性点不直接接地电网在正常运行时，由于三相输电线排列不对称，三相线路对地电容和泄露电导不同，其中性点具有一定的对地电位，这个对地电位可称为中性点位移电压或中性点不平衡电势。该中性点电势uun由下列方程式求取:
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1.2经消弧线圈接地系统的物理模型[1]
在正常运行情况下，三相电压基本保持对称，在相电压的作用下，每相都有一超前于相电压90o的电容电流流入地中，由于网络三相对地电容不对称，在系统的中性点处有一不平衡电势。所以，经消弧线圈接地电网正常运行时的零序等值网络如图1所示。
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1.3地区电网的补偿方式
当中性点不接地电网中输电线发生单相接地故障时，在接地点要流过全系统的对地电容电流，如果该电流数值较大，就会在接地点燃起间歇性电弧，引起弧光过电压，从而使非故障相的对地电压极大地增加。在电弧接地过电压的作用下，使设备绝缘损坏，形成两点或多点接地短路，造成停电事故。解决该问题的一般做法是，在电网中性点装设消弧线圈，利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少，实现自动熄弧，保证继续供电。消弧线圈补偿方式分过补偿、全补偿和欠补偿3种方式。

2正常运行时补偿方式分析
(1)全补偿方式是指补偿后电感电流等于网络电容电流，接地点残流为0，即icσ=il。从消除故障点的电弧，避免出现弧光过电压的角度来看，此种补偿方式是最理想的，但从其他方面看，则又存在严重的缺点。在全补偿时，ωl=1/3ωcσ，正是电感l和三相对地电容3cσ对50hz交流串联谐振的条件。在正常情况下，如果架空输电线的三相对地电容不完全相等，则电源中性点对地之间就产生电压偏移，根据戴维南定理，当l断开时，中性点的电压为式⑶;此外，在断路器合闸过程中，当三相触头不同时闭合时，也将短时出现一个数值更大的零序分量电压。上述情况下出现的零序电压，都是串联于l和3cσ之间的，该零序电压在串联谐振回路中产生很大的电压降落，从而使电源中性点对地电压严重升高。因此，在实际应用中不能采用该种补偿方式。
(2)欠补偿方式是指补偿后电感电流小于网络电容电流，接地点残流为容性，即icσ＞il。在该种补偿方式下，当系统的运行方式发生改变时，如某个元件或某条输电线路被切除，在系统电容电流减小的情况下，很可能出现icσ和il电流相等的情况，发生串联谐振过电压。因此，该种补偿方式一般也很少被采用。
(3)过补偿方式是指补偿后电感电流大于网络电容电流，接地点残流为感性，即icσ＜il。采用该种补偿方式，可以有效避免系统发生串联谐振过电压的问题，在实际运行中获得了广泛的应用。但是，采用过补偿方式时，流经故障线路的零序电流将大于线路本身的电容电流，而电容性无功功率的实际流动方向是由母线指向线路，所以，无法利用故障时和正常运行时的功率方向的差别来判别故障线路；另外，由于过补偿度不大，为输电线的选线及故障测距均带来困难。但是，考虑到系统的安全运行及中性点的对地电压，经消弧线圈接地系统，选取过补偿方式较好。

3单相接地故障（a相）时补偿方式分析
利用对称分量法，再根据单相接地故障时的边界条件，可以求解出故障点的各序电压及电流［2］
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从式⒀中可以看出，接地系数αj的大小主要决定于整个网络从接地点起的等值电抗x0σ/x1σ的比值。对于中性点经消弧线圈接地的电网，其分析结论如下:
(1)全补偿方式，从接地点起的等值零序电抗x0σ为0，当发生单相接地故障时，非故障相的对地电压是最高运行相电压的0.87倍;
(2)过补偿方式，从接地点起的等值零序电抗x0σ为电感性，即x0σ/x1σ的比值大于0，非故障相的对地电压升高不会很大;
(3)欠补偿方式，从接地点起的等值零序电抗x0σ为电容性，即x0σ/x1σ的比值小于0，x0σ/x1σ的比值在-10～-1时，非故障相的对地电压升高很大，尤其是当x0σ/x1σ的比值在-2时，将达到全谐振状态，当发生单相接地故障时，非故障相会产生严重的过电压。

4单相断线（a相断线）时补偿方式分析
利用对称分量法，再根据单相断线时的边界条件，可以求解出故障点的零序电流及中性点的零序电压为[2]:
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5结论
从上述分析可以看出，对于小电流接地系统，其所采用的补偿方式直接影响正常运行及各种故障情况下的中性点电压和非故障相的电压。正常运行时，如果采用全补偿方式，则会产生谐振，引起谐振过电压;若采用欠补偿运行时，则在系统运行方式发生变化时，如切除故障线路，极有可能引起谐振过电压。单相接地故障时，如采用全补偿方式，非故障相的电压升高不大，若采用欠补偿方式，则非故障相的电压升高会很大。单相断线时，若采用欠补偿，中性点的电位会严重升高。综合上述分析，对于地区电网中性点采用经消弧线圈的接地系统，其补偿电容电流的方式以过补偿为宜。◎

参考文献
［1］要焕年,曹梅月.电力系统谐振接地［m］北京:中国电力出版社，2001年
［2］刘万顺.电力系统故障分析［m］北京:水利电力出版社，1986年安防之家专注于各种家居的安防,监控,防盗,安防监控,安防器材,安防设备的新闻资讯和O2O电商导购服务，敬请登陆安防之家：http://anfang.jc68.com/