电力系统中性点经消弧线圈接地方案优化

中性点不接地系统具有发生单相接地故障时仍可在短时间内继续供电的优点，但当接地电流较大时，将产生间歇性电弧而引起弧光接地过电压，甚至发展成多相短路，造成严重事故。为了克服这一缺点，可采用中性点经消弧线圈接地的方式。

消弧线圈实际上是一个铁心可调的电感线圈，安装在变压器或发电机中性点与大地之间，如图1-10所示。

正常运行时，由于三相对称，中性点对地电压，消弧线圈中没有电流流过。当发生A相接地故障时，如图1-10a所示，中性点对地电压，即升高为电源相电压，消弧线圈中将有电感电流（滞后于）流过，其值为

式中，为消弧线圈的电感。

由图1-10b相量图可知，该电流与电容电流（超前于）方向相反，所以和在接地点互相补偿，使接地点的总电流减小，易于熄弧。

图1-10　中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时的电路图和相量图

a）电路图　b）相量图

电力系统经消弧线圈接地时，有三种补偿方式，即全补偿、欠补偿和过补偿。(www.xing528.com)

当时，接地点的电流为零，称为全补偿方式。此时，由于感抗等于容抗，电网将发生串联谐振，产生危险的高电压和过电流，可能造成设备的绝缘损坏，影响系统的安全运行。因此，一般电网都不采用全补偿方式。

当时，接地点有未被补偿的电容电流流过，称为欠补偿方式。采用欠补偿方式时，当电网运行方式改变而切除部分线路时，整个电网的对地电容电流将减少，有可能发展成为全补偿方式，从而出现上述严重后果，所以也很少被采用。

当时，接地点有剩余的电感电流流过，称为过补偿方式。在过补偿方式下，即使电网运行方式改变而切除部分线路时，也不会发展成为全补偿方式，致使电网发生谐振。同时，由于消弧线圈有一定的裕度，即使今后电网发展，线路增多、对地电容增加后，原有消弧线圈仍可继续使用。因此，实际上大都采用过补偿方式。

消弧线圈的补偿程度可用补偿度（亦称调谐度）或脱谐度v=1-k来表示。脱谐度一般不宜超过10%。

选择消弧线圈时，应当考虑电力网的发展规划，通常按下式进行估算：

式中，为消弧线圈的容量（kV·A）；为电网的接地电容电流（A）；为电网的额定电压（kV）。

需要指出，与中性点不接地的电力系统类似，中性点经消弧线圈接地的电力系统发生单相接地故障时，非故障相的对地电压也升高为原来的倍，三相导线之间的线电压也仍然平衡，电力用户也可以继续运行2h。

按我国有关规程规定，当3～10kV系统单相接地时的电容电流超过30A，或35～60kV系统单相接地时的电容电流超过10A时，系统的中性点应装设消弧线圈。