一、概述
电力系统的中性点接地方式是一个综合性的技术问题，它与系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、通信干扰及接地装置等问题有密切的关系。国内外中压电网的运行经验表明，谐振接地即中性点经消弧线圈接地方式在供电可靠性、人身安全、设备安全和通信干扰方面，具有很好的运行特性。为此，我国电力规程DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》和GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》规定：3～66kV系统的单相接地故障电容电流超过10A时，中性点应采用消弧线圈接地方式。
偏磁式自动跟踪消弧补偿成套装置所采用的控制器是在总结十几年消弧运行经验和广泛收取用户意见的基础上，自主开发的高可靠性、稳定性，贴近用户需求的新一代控制器，能够对消弧线圈进行有效调节和自动跟踪，已广泛应用于电力系统及工业用户。
AL—XHBZP — 35kV/10KV
三、原理简介
消弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障后，提供一电感电流IL补偿电容电流IC，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。当消弧线圈正确调谐时，不仅可以有效地减少产生弧光接地过电压的几率，还可以有效地抑制过电压的幅值，同时也减小了故障点热破坏作用及接地网的电压升高等。
偏磁式消弧线圈在其交流工作线圈内布置了一个铁芯磁化段，通过改变铁芯磁化段磁路上的直流助磁磁通大小来调节交流等值磁导，实现电感连续可调的目的。其直流励磁绕组采取反串连接方式，使整个绕组上感应的工频电压相互抵消。通过对三相全控整流电路输出电流的闭环调节，实现消弧线圈励磁电流的控制。利用微机的数据处理能力，对这类消弧线圈伏安特性固有的不大的非线性实施动态校正。
图3.1 消弧线圈接地系统发生单相接地时的等值回路
四、装置特点与主要技术指标
4.1装置特点
- 调节范围大
补偿电流调节范围大，上下限之比可达6～10 倍。
- 动态补偿，无须阻尼电阻器
采用自动跟踪动态补偿方式，可带高压调节，无须外加阻尼电阻，不存在由于控制区和误动拒动而引起的电阻烧损故障，使电网更安全可靠。
- 调节精度高
电控无级连续可调，利用施加直流励磁电流达到连续调节电抗的目的，可以带高压负荷以ms级速度调节电感值。
- 可靠性高
装置采用PC104+DSP双CPU结构作为核心控制器，采用强弱电隔离、隔离电源、软硬件看门狗、硬件连续自检技术、光电隔离、无触点设计，保证系统的高可靠性。
- 录波功能
对单相接地发生时中性点电压和中性点电流进行录波，并支持历史数据查询和分析，包括录波波形的显示、录波数据的输出。
- 控制系统模块化
监控单元和控制单元分开，监控单元可支持四母段。控制单元的各功能模块均设计成独立插件，根据用户的需求进行配置。
- 平滑升级
监控单元和一台或多台控制单元之间采用CAN总线通信方式进行连接，完全支持控制系统的平滑升级。
- 操作更方便
控制器操作采用示波器设计风格，简单明了。同时支持手动操作。用户界面为WINDOWS风格，配置、查询在点击间完成。配置7” 彩色液晶显示屏，系统运行状态一目了然。
- 更完备的历史数据记录、查询和导出
监控界面设有运行日志、控制参数和控制方式数据库、接地及录波数据库，可方便地查看系统的运行状况，设置控制参数和修改运行方式，分析接地录波数据。这些历史数据还可以通过USB接口方便的导出。
- 灵活的通讯方式
控制器有RS-232、RS-422、RS-485 串行接口及通讯组件，可作为一个子站接入各种综合自动化系统，具有遥测、遥信、遥控功能，支持61850通讯规约。
- 自诊断功能
系统有自诊断功能，及时发现装置本身的异常，并告知用户。
4.2主要技术指标
- 适用电压等级6、10、35、66kV；
- 响应时间：£50ms；
- 消弧线圈调节范围：0——100%额定电流；
- 电流调节方式：无级连续
- 电容电流检测精度误差小于2%；
- 接地信息记录：大于10000次，可掉电保持；
- 控制方式：随调式；
- 通信方式：RS-232、RS485，波特率为1200～9600bps（跳线选择）；
- 通信规约：MODBUS、CDT、61850等，具体文本请与我公司联系；
- 选线路数单台可达32路；
- 可以控制4台消弧线圈并联运行。
- 工作电源：
AC220V±10% 50Hz或DC220V±10%、DC110V±10%；
- 电源容量： 118W。
- 机箱外形尺寸：
- 19”×4U×273mm（宽×高×深）；
- 19”×4U×5mm（宽×高×深）；
- 装置使用条件：
- 环境温度：-40℃～+55℃；
- 湿 度：≤90%；且无导电尘埃存在；
- 大气压力：80～110Kpa；
- 海拔高度一般不超过2500米；超过2500米的，需对装置进行必要的技术处理；
- 安装场所：室内不含绝缘的气体和蒸汽；
- 无剧烈震动和强烈颠簸及地面水平度不超过5度。
五、组成结构及配置
成套装置由接地变压器、偏磁式消弧线圈、自动调谐控制器、监控主机、控制屏、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器等组成。
5.1接地变压器
对于没有中性点的电网，利用接地变压器为电网提供人为的中性点。接地变压器绕组采用Z接线方式，具有零序阻抗低、激磁阻抗大，功耗小等特点。接地变压器可以设有次级绕组，兼作站用变压器为变电站提供动力照明电源。（如电网为星形接线方式时，成套装置接地变压器可省略）。
5.2偏磁消弧线圈
偏磁式消弧线圈在其交流工作线圈内布置了一个铁芯磁化段，通过改变铁芯磁化段磁路上的直流助磁磁通大小来调节交流等值磁导，实现电感连续可调的目的。
5.3自动调谐控制器
自动调谐控制器是成套装置的控制中心，它负责实时跟踪测量电网电容电流的变化，预先调节消弧线圈电感，实现自动跟踪调谐。当电网发生单相接地时，切除阻尼电阻，实施补偿。
自动调谐控制器的CPU采用的是TI公司的快速DSP芯片，系统稳定可靠，且高速，主频达150MHz；调理通道采用高速多路同时采样及频率自适应技术，同时对中性点电流、中性点电压、参考电压进行直接交流采样和全数字化处理，结合光电隔离技术，彻底消除谐波干扰和电磁干扰；控制单元采用模块化设计，各功能均设计成独立插件，可根据用户的不同需求组合成不同系统。
5.4监控主机
触摸式界面是整个系统的人机接口，它负责将自动调谐控制器计算出的电容电流、当前的档位信息、接地报警信息、录波波形及当前消弧系统的运行状况等相关信息显示给用户，同时用户可以根据当前实际情况设置系统配置。
监控单元采用7” 彩色液晶触摸式显示器 ，具有优良的人机界面，操作直观、简单、方便。界面设有控制参数和控制方式数据库、历史数据库，可方便地设置控制参数和修改运行方式。可在控制器对消弧线圈进行实时控制的同时分析历史数据库的大量历史数据。
5.5控制屏
控制屏作为成套装置的一部分用于安装控制器，控制屏现场应安装在变电站主控室内。
5.6隔离开关
用于隔离消弧线圈。
六、人机界面操作
偏磁式自跟踪消弧补偿成套装置的监控单元配备7"TFT CD大屏幕显示，触摸屏可方便实现人机界面操作。
