隨著社會(huì)的發(fā)展，配電網(wǎng)容量也日益擴(kuò)大，對(duì)供電可靠性的要求越來越高，目前的部分小電流不接地系統(tǒng)已越來越不適應(yīng)配電網(wǎng)的發(fā)展要求。在配電網(wǎng)日益發(fā)展的今天，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方式在國內(nèi)外已有成功運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，近幾年來隨著技術(shù)的發(fā)展，各種形式的自動(dòng)跟蹤消弧系統(tǒng)相繼出現(xiàn)，克服了傳統(tǒng)消弧線圈的缺點(diǎn)，無論從補(bǔ)償效果還是過電壓水平來說，都得到了改進(jìn)。
1 主要參數(shù)
在經(jīng)消弧線圈接地的小電流接地系統(tǒng)的運(yùn)行中，應(yīng)掌握如下數(shù)據(jù)：單相接地時(shí)系統(tǒng)中性點(diǎn)的電壓Un及與其相對(duì)應(yīng)的零序電容電流(Ic＝ωCUn)、消弧線圈實(shí)際的補(bǔ)償電流、發(fā)生接地的時(shí)間等。其中，了解消弧線圈實(shí)際的補(bǔ)償電流很重要，若只知道接地發(fā)生時(shí)消弧線圈所調(diào)檔位或檔位的額定電流，而不知道接地時(shí)消弧線圈所補(bǔ)償?shù)膶?shí)際電流，就會(huì)導(dǎo)致殘余電流的計(jì)算脫離實(shí)際太遠(yuǎn)。
2 殘余電流問題
殘余電流是指小電流接地系統(tǒng)經(jīng)消弧線圈補(bǔ)償之后流經(jīng)接地點(diǎn)的電流，它等于該系統(tǒng)零序電容電流與消弧線圈補(bǔ)償電流的矢量之和。由于線路及消弧線圈等設(shè)備實(shí)際存在有功損耗，使得消弧線圈所補(bǔ)償?shù)碾娏骱拖到y(tǒng)零序電容電流在接地點(diǎn)處并非嚴(yán)格反相，所以，殘余電流并不等于補(bǔ)償電流與零序電容電流數(shù)值上的相減。由于各線路的有功損耗相對(duì)較小，所以考慮消弧線圈補(bǔ)償系統(tǒng)殘余電流指標(biāo)時(shí)可暫不考慮其影響。
對(duì)于一個(gè)給定系統(tǒng)，其殘余電流指標(biāo)確定后，應(yīng)首先確定失諧度的設(shè)定值，還應(yīng)綜合考慮到本套系統(tǒng)中直接接入零序回路的一次設(shè)備的有功損耗、控制系統(tǒng)零序電容電流的測(cè)量誤差以及消弧線圈伏安特性的非線性影響等因素。在一個(gè)10 kV配電系統(tǒng)中，當(dāng)消弧線圈容量超過400 kVA且伏安特性為非線性時(shí)，系統(tǒng)補(bǔ)償之后的接地點(diǎn)殘余電流最大值不一定出現(xiàn)在中性點(diǎn)電壓較高時(shí)，大多數(shù)情況下，反而會(huì)出現(xiàn)在中性點(diǎn)電壓低于4 kV的時(shí)候；若消弧線圈伏安特性線性度較好，就不存在這個(gè)問題了。目前國內(nèi)大多數(shù)消弧線圈的補(bǔ)償是通過調(diào)節(jié)消弧線圈勵(lì)磁電抗來完成的，因此，即使能保證伏安特性局部線性，但還是保證不了較大電壓范圍內(nèi)的線性度，仍或多或少存在非線性的問題，有些甚至還很嚴(yán)重。所以要較為準(zhǔn)確地計(jì)算一套消弧系統(tǒng)的殘余電流時(shí)，需綜合考慮各因素的影響。
實(shí)際運(yùn)行中，最好進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)人工接地試驗(yàn)(尤其是高阻接地試驗(yàn))實(shí)測(cè)接地殘余電流，了解影響殘余電流的因素，對(duì)消弧系統(tǒng)能否滿足規(guī)定的殘余電流值作出科學(xué)的判斷。
3 接地變壓器的零序阻抗
由于配電變壓器10 kV側(cè)一般采用△接法，如果采用消弧線圈系統(tǒng)，就要加裝接地變壓器。接地變壓器的零序阻抗可以做得比較小，但是如不注意消弧線圈和接地變壓器零序阻抗的匹配，將嚴(yán)重影響消弧線圈輸出的補(bǔ)償電流。例如，標(biāo)稱容量為
500 kVA/10.5 kV的消弧線圈，當(dāng)在實(shí)際配電網(wǎng)中投入運(yùn)行后，如不注意接地變壓器零序阻抗的影響，有可能對(duì)80 A的電容電流根本無法補(bǔ)償。因此，一定要對(duì)接地變壓器的零序阻抗提出具體要求。
一般來講，消弧線圈容量越大，要求接地變壓器的零序阻抗就越小。
4 實(shí)際運(yùn)行存在的問題
當(dāng)配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，自動(dòng)補(bǔ)償?shù)南【€圈將馬上投入運(yùn)行，這時(shí)在等效零序回路中，消弧線圈與零序電容是并聯(lián)的，因此可以達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康摹?SPAN lang=EN-US>
實(shí)際運(yùn)行中，大部分的單相接地故障在補(bǔ)償之后都能自動(dòng)解除，這時(shí)消弧線圈與零序電容就形成串聯(lián)回路，如果消弧線圈未能及時(shí)退出補(bǔ)償狀態(tài)，阻尼電阻還處于被短接的狀態(tài)，這時(shí)消弧線圈就剛好與零序電容形成串聯(lián)諧振，而且諧振狀態(tài)會(huì)一直維持下去，容易造成較長時(shí)間的工頻過電壓，因此必須設(shè)法盡快結(jié)束該狀態(tài)。但是，一般消弧系統(tǒng)均是以中性點(diǎn)電壓超過一定值作為發(fā)生單相接地的判據(jù)而投消弧線圈的，而串聯(lián)諧振時(shí)中性點(diǎn)電壓也較高，導(dǎo)致系統(tǒng)誤認(rèn)為單相接地故障繼續(xù)存在，所以系統(tǒng)將繼續(xù)進(jìn)行補(bǔ)償，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)。
失諧度設(shè)定得越小，消弧線圈啟動(dòng)電壓設(shè)定得越低(如低于2 kV)，消弧線圈系統(tǒng)補(bǔ)償就越好。然而失諧度和消弧線圈啟動(dòng)電壓又不能設(shè)定得太高，前者太大，將會(huì)導(dǎo)致殘余電流過大，而后者設(shè)定得太高，將會(huì)導(dǎo)致有些高阻性接地故障時(shí)系統(tǒng)無法正常啟動(dòng)補(bǔ)償。因此，消弧線圈的控制系統(tǒng)必須具備一定的狀態(tài)識(shí)別功能，識(shí)別出系統(tǒng)處在單相接地狀態(tài)還是諧振狀態(tài)，確保單相接地故障解除后，消弧線圈能可靠地立即退出補(bǔ)償狀態(tài)。
5 投入速度對(duì)補(bǔ)償?shù)挠绊?SPAN lang=EN-US>
系統(tǒng)接地時(shí)消弧線圈的投入速度也很重要，如果需要經(jīng)過幾十毫秒甚至多達(dá)數(shù)秒的時(shí)間才能投上消弧線圈，對(duì)于目前接地電流越來越大的系統(tǒng)來講，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)了。
理想的對(duì)策是利用快速投入的消弧線圈將弧光接地抑制在起弧的一瞬間，這就要求消弧系統(tǒng)具有極快的速度。實(shí)際運(yùn)行中，特別是在雷雨季節(jié)通常會(huì)連續(xù)發(fā)生多次單相接地故障，消弧線圈必須具有極快的響應(yīng)速度，才能有效地補(bǔ)償并消除這些故障，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
國內(nèi)有些中性點(diǎn)加阻尼電阻的消弧線圈系統(tǒng)，為了提高響應(yīng)速度，采用預(yù)調(diào)的工作方式，即無故障時(shí)已將消弧線圈調(diào)至計(jì)算好的檔位，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)再短接阻尼電阻。這種方式，往往還是要受制于阻尼電阻短接機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)間的影響，所以也很難提高投入速度。目前，利用可控硅控制的消弧線圈，可以在幾個(gè)毫秒內(nèi)對(duì)單相接地迅速響應(yīng)，應(yīng)是自動(dòng)跟蹤控制消弧線圈的發(fā)展方向，但也存在可控硅的可靠性問題，這主要取決于可控硅的選型、可控硅的實(shí)際工況等，選型正確、運(yùn)用恰當(dāng)，可靠性還是相當(dāng)高的。
6 消弧線圈的使用
有些文獻(xiàn)中提出對(duì)于以電纜為主的配電網(wǎng)宜采用小電阻接地，而對(duì)于以架空線為主的配電網(wǎng)宜采用消弧線圈接地。目前的研究證明，電纜為主的網(wǎng)絡(luò)，如果采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的方式，會(huì)帶來一定的弊端。若采用能快速投入的消弧線圈系統(tǒng)(響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于10 ms，低于小電阻接地系統(tǒng)中開關(guān)等的響應(yīng)時(shí)間)，則不管是因電纜本身質(zhì)量問題還是電纜連接頭閃絡(luò)而導(dǎo)致的單相接地，消弧線圈能快速補(bǔ)償，就能顯著地降低接地點(diǎn)的電流，使瞬時(shí)性故障能自行恢復(fù)，避免跳閘造成的停電；而對(duì)非瞬時(shí)性故障也因故障電流大大減少而避免了巨大的短路電流對(duì)電纜的沖擊，使故障點(diǎn)不易擴(kuò)大，因而大大提高了供電可靠性。