电流不至于维持电弧燃烧，最终达到灭弧的作用。加装这装置的最终目的是消除接地点可能引起的电弧，又因为目前的这种装置都是根据彼得生线圈原理制成并工作的，所以将该装置称之为消弧线圈。消弧线圈最先由德国人提出并发明，后经过几十年乃至上百年的发展，消弧线圈的种类在不断的发展，性能也在不断地得到提高。目前国内外常见的自动跟踪补偿消弧线圈有很多种，种类繁多，但是原理上基本上都是相同的或相似的。这些消弧装置按照跟踪调谐模式的不同可以分为预调式与随调式两种。按照所调节的电气量可以分为调容式和调感式。预调式与随调式消弧线圈预调式消弧线圈是在系统正常运行时跟踪检测系统的对地电容，同时根据测万方数据硕士学位论文量的结果，按照定的补偿度调整消弧线圈的电感量，保证消弧线圈处于谐振状态。正因为如此，即使在系统正常运行状态下，系统中的对地电容和对地电感量对称相等，容易发生虚幻接地。而这又可能引起中性点偏移电压过高，所以，为了抑制中性点电压，通常会在消弧线圈两端并联个阻尼电阻，或在其回路中串联个阻尼电阻。当系统发生单相接地故障时，包括在零序回路中的消弧线圈产生的电感电流将系统的电容电流全部或者大部分抵消，而此时阻尼电阻的存在必定会增加接地的残流量，所以，预调式消弧线圈在发生接地故障时会迅速地将阻尼电阻切除，以使接地点的残流降至最低，达到良好的消弧效果。随调式消弧线圈与预调式消弧线圈则不同，在系统正常运行时，随调式消弧线圈远离谐振点，并工作在欠补偿状态。发生单相接地故障后，随调式消弧线圈迅速调节自身的电感量，从而使接地点的残流达到最小。随调式消弧线圈的缺点在于随调式消弧线圈在系统发生接地故障后不能直接使消弧线圈处于谐振状态，在这段时间内接地点的接地电流的水平可能比较大，有可能在消弧之前已经把绝缘烧毁，导致瞬时性的故障转化为永久性故障。其优点在于系统正常运行时可以使中性点偏移电压保持在较低的水平，所以装置中不需要阻尼电阻来限制中性点偏移电压，也不需要阻尼电阻投切装置。调容式与调感式消弧线圈调容式消弧线圈的二次侧并联着个电感和多组电容器，通过电力半导体开关投切电容器组以改变接入系统中的电容的大小。投入的电容可抵消部分电感，从而改变系统次侧等效的总的电感量的大小。该装置反应速度快，调节范围也比较宽，但是由于该装置的电容器是分组投切的，补偿电容是有极差的，从而次侧等效的电感量也是有极差的，所以这种装置调节精度就受到了很大的限制，如果需要增加调节精度，那么必须增加电容器组的数量，但这势必会增加整套装置的成本和设计的复杂程度。调感式消弧线圈相对来说种类比较多，主要包括调气隙式调匝式偏磁式磁阀式这几大类。调气隙式消弧线圈是通过调节线圈中铁芯的位置以改变线圈磁路的磁阻，从而来改变装置等效的电感量，该装置需要套传动机构来调节铁芯的位置，从理论上分析可以实现电感量的无极调节，实际中由于传动机构的控制精度问题，其调节精度并不高。而且该装置在运行过程中噪声较大，并且调节速度较慢，装置本身也显得格外笨重。线圈的电感量与线圈的匝数成直接的正比关系，所以人们自然而然的想到了调匝式消弧线圈。这种消弧线圈在其次侧具有多个电感抽头，并利用高压开关控制，可实现在线调节，显然该装置不能实现无极调节。调匝式消弧线圈的精度取决于外部抽头的多少。由于调匝式消弧线圈运行经验丰富，所以在国内电力行业中也是最受信任的产品。偏磁式消弧线圈是通万方数据绪论过改变铁心磁导率来实现消弧线圈电感量的调节的。而改变铁心的磁导率只需要改变励磁绕组中的直流励磁电流即可。该方法可以实现磁导率的连续调节，所以制成的消弧线圈的电感量也可以连续调节。该装置能够实现电感量的无极调节，但是装置本身需要个直流电源来产生直流励磁，并且现场运行经验表明该装置会产生大量的谐波，而且长时间在线圈中通入直流电流，势必引起线圈的发热。磁阀式消弧线圈与偏磁式消弧线圈的原理基本相同，只不过该装置用来改变铁芯磁导率的直流电源不是取自外部，而是利用装置上的线圈然后通过自耦可控整流得到的。该装置同样可以实现电感的连续调节，同样该装置也会产生大量的谐波，对电网的电能质量产生影响。除此之外还有在市场上占有定份额的三相五柱式消弧线圈。三相五柱式消弧线圈将接地变压器与消弧线圈融合在起，二次侧有个小电感和多组电容器并联而成，通过改变电容器线路上晶闸管的导通角，实现次侧电感量的调节。从以上分析可以看出，现在各界学者研究开发的消弧线圈，无论预调式还是随调式，或者无论是调容式还是调感式，它们都是根据彼得生线圈原理制成的，其在次侧都是等效的个大电感。这个电感与系统的对地电容并联，容易引起系统的谐振，从而导致中性点偏移电压过高，单相接地故障发生瞬间接地冲击电流过大，而这都有可能会对系统安全运行造成威胁，对线路的绝缘造成损坏。所以，想解决这些装置可能引起的中性点偏移电压以及单相接地故障瞬间冲击电流过大的问题，就必须避开彼得生线圈原理，寻求新的思路。本文所做工作本文主要研究种新型的柔性接地补偿选线装置，并围绕该新型消弧装置开展了新型装置的补偿原理和仿真适用于新型装置的调谐方法经过改进的选线方法在新装置中的应用等研究。主要包括以下内容分析了电力系统的各类中性点接地方式及其应用场合和划分标准，并着重介绍了谐振接地方式的优越性。介绍了我国以及些其他国家在本国电力系统的低压电网中普遍采用谐振接地方式的具体现实。又分析了现有的消弧装置的种类基本原理和普遍存在的问题，提出需要种新型的补偿装置来代替现在的依据彼得生线圈原理制成的消弧装置。对发生单相接地故障的谐振接地系统的等效电路进行了细致的分析，介绍了阻尼率脱谐度补偿状态等概念以及其在谐振接地系统中的具体意义。分析了谐振接地系统单相接地故障时，零序电压与接地电流及补偿电流等电气量之间的大小和相位关系，发现了消弧线圈能够补偿接地电容电流的根本原理，即消弧线圈可以产生个与电容电流相位相反的电流。提出了在中性点接入套逆变装置，并将逆变器看作是个零序电压控制的受控电流源，使逆变器输出个滞后万方数据硕士学位论文于零序电压的的电流，即可抵消接地电容电流，以此来代替消弧线圈。这就是本文所提出的新型柔性接地补偿装置。对该装置的闭环控制策略进行了简单的设计，然后在中对该装置进行建模仿真，验证其补偿效果。新型的柔性接地补偿装置需要配合以新型的调谐方法。首先分析了现有的调谐方法的基本原理和存在的不足。总结以往经验，提出种通过改变并联阻尼电阻来改变系统阻尼率从而引起零序电压发生相位偏移的新型调谐方法。由于本文提出的这种新型柔性接地补偿装置不同于以往的消弧装置，所以又细致分析了该新型调谐方法在该新型柔性接地补偿装置系统中的实现方法以及其相对于传统谐振接地系统调谐所不能获得的优点。并且对这种新型调谐方法的正确性进行了仿真验证以及对起控制流程进行了初步的设计。说明故障选线工作对于配电网安全的重要性，分析了现在各界学者所提出的各种选线方法的基本原理和优缺点。通过分析比较，认为残流增量法虽然原理简单，但是在实际中应用广泛，所以该方法适合应用于本文提出的新型柔性接地补偿装置中，以使该装置成为集补偿与选线于体的装置。本文对残流增量法进行了些许改进，然后本文对改进的残流增量选线方法在新型柔性接地补偿选线装置中的应用进行了仿真验证。对本文所提出的新型柔性接地补偿选线装置的软硬件系统进行了初步的设计。硬件系统包括上位机系统和下位机系统，上下位机之间使用协议进行通讯互联。下位机采用最新的数字信号处理器，其作为新型柔性接地补偿选线装置的控制核心，主要功能是实现对零序电压逆变器输出电流以及各配出线的零序电流的采集和处理，以及对逆变器的控制。上位机主要用于建立交互式界面，以实现输出信息的显示以及输入信息的录入。软件系统也分为下位机软件和上位机软件。下位机软件采用语言，在集成开发环境中编写调试。上位机软件在开发环境中采用语言编写。新型柔性接地补偿装置的软硬件系统进行的设计为将来该装置的实际开发与投运奠定了基础。之后搭建了模拟实验系统，并进行了初步的接地补偿实验，补偿效果良好。万方数据硕士学位论文新型柔性接地补偿选线装置的研究作者桑振华导师李晓波副教授中国矿业大学二〇四年五月万方数据中图分类号学校代码密级公开中国矿业大学硕士学位论文新型柔性接地补偿选线装置的研究作者桑振华导师李晓波副教授申请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业电力系统及其自动化研究方向供配电安全答辩委员会主席邓先明评阅人二四年五月万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文新型柔性接地补偿选线装置的研究，是本人在导师指导下，在中国矿业大学攻读学位期间进行的研究工作所取得的成果。据我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名年月日万方数据学位论文使用授权声明本人完全了解中国矿业大学有关保留使用学位论文的规定，同意本人所撰写的学位论文的使用授权按照学校的管理规定处理作为申请学位的条件之，学位论文著作权拥有者须授权所在学校拥有学位论文的部分使用权，即学校档案馆和图书馆有权保留学位论文的纸质版和电子版，可以使用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文为教学和科研目的，学校档案馆和图书馆可以将公开的学位论文作为资料在档案馆图书馆等场所或在校园网上供校内师生阅读浏览。另外，根据有关法规，同意中国国家图书馆保存研究生学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书。作者签名导师签名年月日年月日万方数据论文审阅认定书研究生桑振华在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格在我的指导下完成本学位论文，经审阅，论文中的观点数据表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字年月日万方数据致谢本论文是在李晓波副教授的悉心指导下完成的，没有李晓波副教授的指导鼓励及资金上的大力支持，论文是不可能得以顺利完成的。师从数载，收获颇丰，感触亦深。李晓波老师优秀的做人品质，严谨的治学态度，开拓创新的精神，高屋建瓴把握全局