【关键词】接地装置;消弧线圈;中性点经消弧线圈并联电阻接地装置
变电站设计中接地装置与消弧线圈具有十分重要的作用，能够实现对刺痛电容电流的自动补偿，判断故障线路，减少故障造成的负面影响。
一、接地装置
接地装置即是把电器设备、其他物件和地之间形成电器连接的设备。通常也被称为接地一体化装置。接地装置由接地装置由接地极、户内和户外接地母线、接地跨接线和构架接地组成，该装置实现了电气系统与地的连接，以电气连接金属物作为接地极与大地直接接触。
接地极可赋以某种电气功能用作系统接地、保护接地或信号接地。接地母排是变电站电气装置的参考电位点，它将电气装置需要接地的部分与接地极相连接，还可将电气装置内诸等电位联结线互相连通。通常接地极与接地母排之间的连接为接地跨接线。
二、消弧线圈
（一）消弧线圈
消弧线圈即是有间隙分段铁芯的可调电感线圈，在电力系统中有十分重要的意义。消弧线圈的设计与变压器相似，其福安特性对于无间隙铁芯线圈是不饱和的。设备中消弧线圈的使用能够较大的抵消电容电流，将过高的电容电流带来的负面影响消除。
（二）中性点经消弧线圈接地装置
中性点经消弧线圈接地装置根据我国颁布的DL/T620-1997标准，规定当电气系统电容电流大于10A时，中性点需经消弧线圈接地线，电压保持不变，允许系统继续运行2小时。这将确保供电的可靠性，设备、线路的绝缘水平，减轻对通信系统的干扰。
中性点经消弧线圈接地电网发生单相接地的特征包括以下几点。
首先，与中性点不接地电网相同的是非故障相对地电压升高至线电压时出现零序电压和零序电流;故障相对地电压为零。其次，消弧线圈两瑞为零序电压，消弧线圈的电流不通过非故障
线路，但通过接地故障点、线路的故障相。再次，系统采用完全补偿方式时，无法利用稳态电流的大小、方向来判断故障。因为系统非故障线路、故障线路的零序电流都是本身的对地电容电流，方向均为母线指向线路。此外，系统采用过补偿方式时，也无法根据电流方向的不同来判断非故障线路与故障线路。
（三）消孤线圈并联电阻接地装置
中性点经消弧线圈并联电阻接地装置的组成部分包括自动调谐线圈、控制器、可调电阻器和检查元件。该装置避免了中性点经消弧线圈接地装置的弊端，并能够有效地进行故障线路的判断。当发生单相接地故障时，控制器根据预先设置的脱谐度对小弧圈进行调节，直到达到补偿状态。系统瞬时性故障，消弧圈能够充分灭弧;零序电压不断存在时，接上并联电阻，可以通过增加的功零序电流识别故障。因此，该装置能在正常使用时通过消弧线圈补偿对地电容电流;在永久性相接地时，利用消弧线圈增加电阻实现连续供电，并减少触电的发生。
增加接地电阻后，该装置在故障时进行选线，产生流向故障线路的功零序电流，然后选择合适的电阻进行接地。并联电阻故障点的电流根据公式IR、IC、IL来计算。在永久性单向接地后，对出现的零序电流快速取样，使用快速傅立叶变换进行数据处理，实现对故障线路进行
快速有效的区分。选择接地的电阻，应满足零序电流互感器的灵敏度和过载能力。
三、变电站设计中中性点经消弧线圈并联电阻接地装置的应用
某110kV变电站电网消弧线圈并联电阻接地装置主要由中兴点电压互感器、接地变压器、有载载消弧线圈、微机控制器、阻尼电阻箱荷电阻箱组成。主要设备的布置和作用为：接地变压器一次绕组呈Z字连接;二次绕组呈Δ连接，无中心点引出。微机控制器用来保护、接地选线，进行时间记录和报警等。阻尼电阻器用来限制谐振过电压，保证中心点的位移电压小于15%，维持装置的安全有效。并联电阻箱与消弧线圈两端并联，诸如电流保证系统选线的正常进行。
（一）故障线路判断结果分析
该变电站电网由10kV6号母线所联，选择并联电阻。进行ATP的电磁暂态分析得出，非故障线路零序电流有功增量表1;故障相邻零序电流有功增量表2。分析结果最终得出，该并联电阻的做合适电阻值为600Ω。
表1 非故障线路零序电流有功增量
过度电阻R/Ω 零序电流有功增量/A
线路252 线路255 线路257
0 0.0081 0.0043 0.0087
100 -0.0088 -0.0054 -0.0060
500 -0.0472 -0.0283 -0.0407
1000 -0.0611 -0.0342 -0.0619
表1结果表明，通过设计的过度电阻0Ω、100Ω、500Ω和1000Ω下，三条线路的非故障线路零序电流有功增量随着电阻值的增加而增加，但总体增加量较小。各条线路的增量在同一过度电阻下零序电流有功增量不同。
表2 故障相邻零序电流有功增量
过度电阻R/Ω 零序电流有功增量/A
结端 故障点电源侧 线路255
0 9.4950 9.4253 -0.0039
100 7.9676 7.9786 -0.0141
500 4.9765 4.6651 -0.0544
1000 3.4319 3.1130 -0.0653
表2结果表明，出现单相接地故障时，在投入并联电阻0Ω、100Ω、500Ω和1000Ω下，电路故障的零序电流有功增量分别为9.4253 A、7.9786 A、4.6651 A和3.1130 A，均为正值，并且增量较大。通过与表1结果的对比可以得出，线路零序电流有功增加量的数值为正值，并且增加量较大的线路为故障线路。（二）安装前后熔丝熔断效果对比
表3 中性点经消弧线圈并联电阻接地装置安装前后熔丝熔断
时间/年 单相熔断/次 两相熔断/次 三相熔断/次 总数/次
安装前2008-2010 2 5 286 293
安装后2011-2013 0 0 0 0
表3结果表明，中性点经消弧线圈并联电阻接地装置安装后三年间熔丝熔断次数为0，而安装前熔丝熔断较为频繁，且三相熔断最多。而三相熔断故障的恢复工作量大，因此无法保证供电的可靠。在安装后基本可以防止熔丝的熔断。
（三）中性点经消弧线圈并联电阻接地装置效果评价及使用范围
试验数据表明，消弧线圈并联电阻接地装置在判断线路故障与选择基地电阻上的效果较好。并联电阻接地自动跟踪实现补偿，将实测的电容电流，残留在较小的范围进行控制;该装置在叫段的时间里向接地点注入有功分量，实现了正常路线与故障路线的分离，提高了接地选线的准确性和速度，保证了供电的可靠性;该装置还有效地减少了谐振，降低了电压互感器熔丝熔断。
中性点经消弧线圈并联电阻接地装置可以用于架空线路电网与架空线路混合组成的电网。在单相接地故障检测中并联电阻值为600Ω，而消弧线圈可根据配电网电容电流的大小进行选择。若电容电流100A时，选择可调消弧线圈与固定两抗组合。
（四）结论
通过消弧线圈并联电阻接地装置对变电站故障线路进行判断和选择接地选线的数据分析结果发现，故障线路的零序电流有功增量为正值并且较大，因此该装置能够有效地进行跟踪补偿，准确进行接地选线。
四、结束语
消弧线圈的使用有多种设计，中性点经消弧线圈接地装置存在一定的缺陷，因此在变电站设计中应充分考虑到不足，采用更加有效、新型的接地装置。如对中性点经消弧线圈并联电阻接地装置的使用，自动调谐消弧线圈的应用等。
参考文献
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并联电阻计算
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