消弧线圈是用于小电流接地系统的一种补偿装置。当系统发生单相接地故障时，消弧线圈产生感性电流补偿接地电容电流，使通过接地点的电流低于产生间歇电弧或维持稳定的电弧所需要的电流值，起到消除接地点电弧的作用。
消弧线圈具有以下特点：
1.运行方式灵活，可以采用“预调”的运行方式，也可以采用“随调”的运行方式。
2.消弧线圈控制器可以控制调匝式消弧线圈、8421并联电抗器组合式消弧线圈。
      3.消弧线圈的投入不会对系统造成谐波污染。
      4.成套装置具有调节速度快、调节方式灵活，选线快速、准确的特点。
      5.成套装置控制器可以根据用户需要嵌入选线功能，最多可以对两段母线及40条线路进行选线。
      6.8421并联电抗器组合式消弧线圈不需要有载分接开关，通过电抗器投切，组合成16(或32)档均匀分布的电抗器容量。既可以采用 “随调”的运行方式（不使用阻尼电阻），也可以采用 “预调”的运行方式（串联阻尼电阻），工作安全、可靠。
      7.控制器选用性能稳定的专业嵌入式工控机，大屏幕液晶全汉化显示，具有完善的功能和极高的可靠性；采用Windows CE操作系统，用户操作简单直观。支持鼠标、键盘、以太网、USB。
      8.成套装置具有零序录波功能，以便进一步分析和处理数据。同时配备管理信息系统，具有远方监视成套装置运行状况和接收远方数据等功能。
      9.输出的补偿电流在0～100%额定电流范围内调节。
      10.一方面能够及时的进行补偿，另一方面适应配电网扩容需要，有良好的经济性。
技术参数
1．控制器机电参数
1) 工作电源：                        直流220V或交流220V 50Hz
2) 功率损耗：                        ≤15W
3) 可控消弧线圈数量：             2套
4) 电容电流测量误差：　　       ≤2%
5) 故障响应时间：　　　　       ≤5us-20ms
6) 接地残流工频分量：              ≤2A
7) 控制器接地故障录波数据：     大于20000次
8) 控制器调谐输出接点容量：     直流220V，8A
9) 控制器报警输出接点容量：     直流220V，0.5A
10) 接入控制器二次零序电压：   3U0≤100V(交流有效值)
11) 接入控制器二次零序电流：   2mA≤3I0≤5A(交流有效值)
12) 测量精度：                          0.2%（相对引用误差）
13) 启动电压：                          1－100V可调（默认设置15V）
14) 控制器通信方式：                ①硬节点；②RS232、485
15) 通信规约：                          CDT规约
2．接地变及消弧线圈机电参数
1) 工作电压：                             6kV～66kV
2) 故障响应时间：                      ≤5us-20ms
3) 脱谐度：                                ≤5%
4) 冷却方式：                             自冷或强风冷却
5) 最大温升：                             100 K
6) 绝缘要求：                             全绝缘
7) 绝缘等级：                              F   级(参考值)
8) 绝缘水平：                              LI75kV  AC35kV  （10kV参考标准）
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在线式故障定位系统适用于6-35kV配电网，能够实现故障区域及故障类型判定。系统具备谐波分析、故障录波、故障统计分析等功能。该系统由故障指示器、电流互感器、智能断路器和智能配电终端组成。
智能配电终端（架空线路）
ZD系列智能配电终端安装在电杆上，测量线路运行参数，并将数据上传至主站。智能配电终端内附报警灯、翻牌指示器。可以通过GPRS模块实现无线传输功能，通过光电转换模块实现光纤传输。智能配电终端分ZD-I型（与XLH型架空线路电流互感器配合使用）；ZD-II型（与ZS-B型智能故障指示器配合使用）；ZD-III型（与ZS-B型智能故障指示器及智能断路器配合使用）。
主要功能
1)与架空线路CT及智能断路器配合，实现具有“四遥”功能的智能配电终端。
A.遥信功能
采集故障遥信变位和带电状态变位，并可向主站发送状态量。
B.遥测功能
采集并可同时向主站传送馈线的电气模拟量。其中模拟量包括：相电流IA、IB、IC、零序电流Io、频率f、温度。
C.遥控功能
与断路器配合使用，装置具有接收主站指令对就地断路器进行控制的功能。
D.遥调功能
装置具有远方和就地调整参数的功能。
2)通过架空线路CT准确测量线路的相电流和零序电流，并且能够将数据上传至主站，实现全局的可观可测，符合智能配电网的要求。
3)智能配电终端具有参数远方设置功能和就地设置功能。接收主站的参数设置及定值修改，主站可随时召唤智能配电终端的当前设定值。
4)发生故障后，智能配电终端能够利用GPRS或光纤将故障信息发送给主站，以便及时处理故障。
5)事故记录功能：智能配电终端能记录事故发生时的最大故障电流和事故前一段时间的平均负荷，以便分析故障。
6)自检和自恢复功能：智能配电终端具有自检测功能，并在设备发生自身故障时及时告警；智能配电终端具有可靠的自恢复功能，一旦受干扰造成死机，可以恢复正常运行。
7)超低功耗设计，使用寿命长。
8)能够适应恶劣运行环境，在-40oC~70oC温度变化范围内正常工作，具有良好的防潮、防雨、防腐蚀措施。
9)能够承受高电压、大电流、雷电等干扰，具有很强的抗干扰能力。
技术指标
1)额定工作电压：直流12V。
2)静态工作电流：10mA。
3)完成一次综合判据时间：20ms。
4)通信方式
A.射频无线通信（50m以内）。
B.GPRS移动通信。
C.光纤传输。
5)采样及处理
A.接入装置的CT二次电流：2mA≤I≤5A（交流有效值）。
B.测量精度：0.5%。
6)环境条件
A.运行温度范围：－40℃～＋70℃。
B.运输及存储温度范围：－45℃～＋70℃。
C.湿 度：15℅～95℅，不凝结。
D.干热试验：IEC60068-2-2。
E.干冷试验：IEC60068-2-1。
F.湿热循环试验：IEC60068-2-30,相对湿度>93℅，T=20~65℃。
G.存储温度试验：IEC60068-2-48。
7)机械试验
A.振动试验（正弦振动） ：IEC60255-21-1：1 级
B.冲击碰撞试验：IEC60255-21-2：1 级
C.地震试验：IEC60255-21-3：2 级
8)电磁兼容
A.抗静电放电：IEC 60255-22-2: 4级（±8kV 接触放电）
B.抗工频磁场干扰：IEC 1000-4-8: 5级（100A/m）
C.抗辐射电磁场干扰：IEC 60255-22-3: 3级（10V/m，f=80～1000M Hz）
D.抗快速瞬变干扰：IEC 60255-22-4: 4级（2.5kHz&5kHz,±4kV）
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我国6～66kV配电网绝大多数都采用中性点非有效接地方式，又称小电流接地系统。其优点是发生单相接地故障时，不需要立刻断开故障线路，允许带故障运行一到两个小时。缺点是在发生单相接地故障时无法确认问题出在哪一条线路上，无法迅速找到故障点。由于这种故障引起的相电压升高对系统的绝缘性能构成很大威胁，必须迅速查出故障线路并加以排除。因此小电流接地电网有两个问题需要解决，一是当发生接地时，需要选出故障线路；二是迅速查找故障点，以便对故障进行处理。
传统方法是逐次拉路选出故障线路，再用人工巡线目测法确定接地点的确切位置。拉路选线造成非故障线用户不必要的供电中断。目测巡线定位耗费大量的人力物力。这两种方法与现代电网高度自动化极不适应。通过众多专家、学者的多年努力，目前选线问题已取得了重大突破，实践表明新型选线装置的选线正确率不低于95％，可以满足配电网运行的要求。
与选线问题相比，小电流接地系统的故障定位问题至今依然没有得到很好地解决，目前依然需要通过人工巡线目测确定故障点。
目前我国输电线路故障定位技术已取得重大进展，定位效果很好，但是配电线路的故障定位技术还无法满足现场要求。原因在于配电线路结构与输电线路相比有很大差异，特别是6～66kV配电线路分支众多，往往存在多级分支，而且线路上安装有大量配电变压器，从而导致广泛应用于输电线路的阻抗法、行波法等定位技术在配电线路上难以应用。
为此，我公司与华北电力大学合作开发研制了新型的KA2003-DW-LX/Ⅰ型配电网离线式故障定位装置。装置采用国际首创的交、直流定位方法，操作简单、定位准确，该产品已获得发明专利。
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小电流接地选线装置适用于中性点不接地或经电阻、消弧线圈接地的小电流接地系统。可广泛用于电力系统的发电厂、变电站、水电站及化工、冶金、煤炭、铁路等大型厂矿企业的供电系统。
该装置已获得国家实用新型专利，选线准确率100%
      KA2003-DH型小电流接地选线装置用于以下接地系统：
1. 中性点不接地系统。
      2. 中性点经消弧线圈接地系统。
      3. 中性点经高电阻接地系统。
      4. 母线上装有消弧装置（消弧柜）的小电流接地系统。
小电流接地选线装置采用6种方法两种技术进行故障选线，每种方法都针对信号的具体特点，不同方法之间具有互补性。原理及技术如下：
1. 智能群体比幅比相法
对于中性点不接地系统，比较母线的零序电压和所有线路零序电流的幅值和相位，故障线路零序电流相位应滞后零序电压90°并与正常线路零序电流反相，若所有线路零序电流同相，则为母线接地。传统比幅比相方法在信号处理、抗干扰和有效域方面存在一定的缺陷。智能型的比幅比相方法采用Butterworth数字滤波器，对信号进行有效的数字滤波处理，提取出了更可靠的信号成分，提高了选线正确性。
2. 谐波比幅比相法
谐波比幅比相法的基本原理是：对于中性点经消弧线圈接地系统，谐波分量处于欠补偿状态。如果线路零序电流中含有丰富的谐波成分，则比较所有线路零序电流谐波分量的幅值与相位，故障线路零序电流幅值较大且相位应与正常线路零序电流反相；若所有线路零序电流同相，则为母线接地。谐波选线方法采用有效的数字滤波手段，提取出能量最高的谐波频带范围，避免了提取单一谐波频率而导致的误差。
3. 小波法
小波分析是一门现代信号处理理论与方法，它能有效地分析变化规律不确定和不稳定的随机信号，能够从信号中提取到局部化的有用成分。
利用小波提取单相接地故障暂态信号的选线思路近年来很受重视，国内外刊物上也见到几篇研究该方法的文献。但目前这些方法只停留在理论研究水平上，没有达到实用化程度，也没有应用实例。我们经过深入的理论研究和大量的实验分析与改进，实现了实用的小波选线方法。
小波选线方法利用单相接地故障产生的暂态电流和谐波电流作为选线判断的依据。由于小电流接地电网单相接地故障等值电路是一个容性通路，故障的突然作用在电路中产生的暂态电流通常很大。特别是发生弧光接地故障或间歇性弧光接地故障情况下，暂态电流含量更丰富，持续时间更长。暂态电流满足在故障线路上的数值等于在非故障线路上数值之和且方向相反的关系，可以用来选线。由于电网中的暂态信号呈随机性、局部性和非平稳性特点，因此利用暂态信息选线的主要困难是如何准确地提取有用的暂态信号、如何合理地表示信号并构造出能适应信号特点的选线判据。我们提出的小波选线方法很好地解决了这些问题，使暂态信号得到了充分利用。
小波选线方法的优点是：
第一、该方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的电网都适用。
第二、该方法特别适应于故障状况复杂、故障波形杂乱的情况，这与稳态量选线方法形成优势互补。 
4. 首半波法
小电流接地电网单相接地故障产生的暂态电流虽然很复杂，但是发生故障的最初半个周波内，一定满足故障线路零序电流与正常线路零序电流极性相反的特点，因此可以通过比较首半波的零序电流极性进行故障选线，该方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的电网都适用。
5. 有功分量法、能量法
这两种方法的原理相同，对于中性点经消弧线圈接地系统，消弧线圈只能补偿零序电流的无功分量，不能补偿零序电流的有功分量，因此故障线路的零序电流的有功分量与正常线路极性相反，可以用这个特点进行选线。由于有功分量的含量较小，所以装置采用零序电流与零序电压的乘积，即零序能量来度量零序电流的有功分量，实际上是把有功分量进行了累加，零序能量最大的线路就是故障线路。
6. 突变量选线方法
对于中性点经消弧线圈接地系统，我们研究认为在所有选线方法中零序电流突变量法的适用范围更广、选线准确性更高。这需要增加变量控制器装置，如图5－1所示，在消弧线圈两侧并联电抗器和真空开关，电抗值为600Ω，通过单相真空开关控制投切。正常运行时并联电抗不投入运行，发生永久性接地故障后将并联电抗短时投入，持续5－10秒再断开，使零序电流发生5A的突变量(对应于金属性接地)，这个突变的电流只会在故障线路中体现出来。因此利用这个投、切两次操作故障线路和非故障线路电流突变特征的差异可以选出故障线路。该方法同其它方法相结合，彻底地解决了消弧线圈接地电网的单相接地故障选线问题。如下图所示：

 
变量控制器
7. 有效域技术
对于不同的故障信号特征，各种选线方法都有一定的适用条件。当适用条件满足时，该选线方法选线结果一定正确，否则，选线结果可能出现错误。我们称选线方法能够可靠选线的适用条件为该方法的充分性条件，满足充分性条件的故障区域，称为该选线方法的有效域。
本装置通过粗糙集理论对每一种选线方法都界定了有效域，当一个故障落在某方法的有效域内时，该方法对该故障的选线结果一定是正确的，否则给这种方法的选线结果乘以一个系数w(0

小电流接地选线装置适用于中性点不接地或经电阻、消弧线圈接地的小电流接地系统。可广泛用于电力系统的发电厂、变电站、水电站及化工、冶金、煤炭、铁路等大型厂矿企业的供电系统。
该装置已获得国家实用新型专利，选线准确率100%
KA2003-DH型小电流接地选线装置用于以下接地系统：
1. 中性点不接地系统。
2. 中性点经消弧线圈接地系统。
3. 中性点经高电阻接地系统。
4. 母线上装有消弧装置（消弧柜）的小电流接地系统。
小电流接地选线装置采用6种方法两种技术进行故障选线，每种方法都针对信号的具体特点，不同方法之间具有互补性。原理及技术如下：
1. 智能群体比幅比相法
对于中性点不接地系统，比较母线的零序电压和所有线路零序电流的幅值和相位，故障线路零序电流相位应滞后零序电压90°并与正常线路零序电流反相，若所有线路零序电流同相，则为母线接地。传统比幅比相方法在信号处理、抗干扰和有效域方面存在一定的缺陷。智能型的比幅比相方法采用Butterworth数字滤波器，对信号进行有效的数字滤波处理，提取出了更可靠的信号成分，提高了选线正确性。
2. 谐波比幅比相法
谐波比幅比相法的基本原理是：对于中性点经消弧线圈接地系统，谐波分量处于欠补偿状态。如果线路零序电流中含有丰富的谐波成分，则比较所有线路零序电流谐波分量的幅值与相位，故障线路零序电流幅值较大且相位应与正常线路零序电流反相；若所有线路零序电流同相，则为母线接地。谐波选线方法采用有效的数字滤波手段，提取出能量最高的谐波频带范围，避免了提取单一谐波频率而导致的误差。
3. 小波法
小波分析是一门现代信号处理理论与方法，它能有效地分析变化规律不确定和不稳定的随机信号，能够从信号中提取到局部化的有用成分。
利用小波提取单相接地故障暂态信号的选线思路近年来很受重视，国内外刊物上也见到几篇研究该方法的文献。但目前这些方法只停留在理论研究水平上，没有达到实用化程度，也没有应用实例。我们经过深入的理论研究和大量的实验分析与改进，实现了实用的小波选线方法。
小波选线方法利用单相接地故障产生的暂态电流和谐波电流作为选线判断的依据。由于小电流接地电网单相接地故障等值电路是一个容性通路，故障的突然作用在电路中产生的暂态电流通常很大。特别是发生弧光接地故障或间歇性弧光接地故障情况下，暂态电流含量更丰富，持续时间更长。暂态电流满足在故障线路上的数值等于在非故障线路上数值之和且方向相反的关系，可以用来选线。由于电网中的暂态信号呈随机性、局部性和非平稳性特点，因此利用暂态信息选线的主要困难是如何准确地提取有用的暂态信号、如何合理地表示信号并构造出能适应信号特点的选线判据。我们提出的小波选线方法很好地解决了这些问题，使暂态信号得到了充分利用。
小波选线方法的优点是：
第一、该方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的电网都适用。
第二、该方法特别适应于故障状况复杂、故障波形杂乱的情况，这与稳态量选线方法形成优势互补。
4. 首半波法
小电流接地电网单相接地故障产生的暂态电流虽然很复杂，但是发生故障的最初半个周波内，一定满足故障线路零序电流与正常线路零序电流极性相反的特点，因此可以通过比较首半波的零序电流极性进行故障选线，该方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的电网都适用。
5. 有功分量法、能量法
这两种方法的原理相同，对于中性点经消弧线圈接地系统，消弧线圈只能补偿零序电流的无功分量，不能补偿零序电流的有功分量，因此故障线路的零序电流的有功分量与正常线路极性相反，可以用这个特点进行选线。由于有功分量的含量较小，所以装置采用零序电流与零序电压的乘积，即零序能量来度量零序电流的有功分量，实际上是把有功分量进行了累加，零序能量最大的线路就是故障线路。
6. 突变量选线方法
对于中性点经消弧线圈接地系统，我们研究认为在所有选线方法中零序电流突变量法的适用范围更广、选线准确性更高。这需要增加变量控制器装置，如图5－1所示，在消弧线圈两侧并联电抗器和真空开关，电抗值为600Ω，通过单相真空开关控制投切。正常运行时并联电抗不投入运行，发生永久性接地故障后将并联电抗短时投入，持续5－10秒再断开，使零序电流发生5A的突变量(对应于金属性接地)，这个突变的电流只会在故障线路中体现出来。因此利用这个投、切两次操作故障线路和非故障线路电流突变特征的差异可以选出故障线路。该方法同其它方法相结合，彻底地解决了消弧线圈接地电网的单相接地故障选线问题。如下图所示：


变量控制器
7. 有效域技术
对于不同的故障信号特征，各种选线方法都有一定的适用条件。当适用条件满足时，该选线方法选线结果一定正确，否则，选线结果可能出现错误。我们称选线方法能够可靠选线的适用条件为该方法的充分性条件，满足充分性条件的故障区域，称为该选线方法的有效域。
本装置通过粗糙集理论对每一种选线方法都界定了有效域，当一个故障落在某方法的有效域内时，该方法对该故障的选线结果一定是正确的，否则给这种方法的选线结果乘以一个系数w(0

我国6～66kV配电网绝大多数都采用中性点非有效接地方式，又称小电流接地系统。其优点是发生单相接地故障时，不需要立刻断开故障线路，允许带故障运行一到两个小时。缺点是在发生单相接地故障时无法确认问题出在哪一条线路上，无法迅速找到故障点。由于这种故障引起的相电压升高对系统的绝缘性能构成很大威胁，必须迅速查出故障线路并加以排除。因此小电流接地电网有两个问题需要解决，一是当发生接地时，需要选出故障线路；二是迅速查找故障点，以便对故障进行处理。
我公司与华北电力大学合作开发研制了新型的KA2003-DW-LX/Ⅰ型配电网离线式故障定位装置。装置采用国际首创的交、直流定位方法，操作简单、定位准确，该产品已获得发明专利。
装置采用国际首创的交、直流混合信号定位原理，简称交流法和直流法。
1. 直流法
向故障线路三相注入高压直流信号，根据基尔霍夫定律，直流信号一定通过故障点构成回路。那么从线路始端到故障点的路径上就能够测量到与注入信号近似等值的高压直流信号，而非故障区域（包括非故障分支和故障点后）检测不到该信号，只能测量到微弱的直流信号（线路上的变压器、PT影响所致）。因此采用“二分法”沿线路在关键分支处用直流信号检测器测量各个分支流过的直流信号，如果发现某一分支能够检测到直流信号，说明故障点在该分支下游，如果不能检测到直流信号，说明故障点在该分支上游。依据此原理通过两到三次检测可以准确确定故障区段。
2. 交流法
确定故障区段后，向故障线路三相注入高压交流信号，根据基尔霍夫定律，交流信号也一定通过故障点构成回路。根据电磁感应原理，在故障区段内一定会有与注入信号同频率的磁场产生。由于确定故障区段比较短，信号受线路电容电流影响很小，在故障点前后，交流信号将出现五倍以上的幅值变化。这样沿着故障区段使用交流信号检测器测量交流信号，就可以准确确定故障位置。
单一的使用直流法需要频繁登杆，单一的使用交流法，在线路较长的情况下就会受到线路分布电容的影响，同样影响定位精度。
针对当前我国配电网的特殊情况，我公司提出了交、直流混合信号定位原理，这样既避免了频繁登杆，又解决了交流信号受线路分布电容影响的问题，确保定位误差为0米。

产品特点如下：
1. 采用交、直流混合信号定位原理，能够准确确定故障点的位置；
2. 不受线路分布电容的影响，能够有效解决高阻接地情况下的定位问题；
3. 高压信号源采用车载电源供电，信号检测器采用手持结构、电池供电，便于野外操作；
4. 采用高压信号源，可以保证击穿接地故障点，使故障重现；采用60Hz交流信号，可以保证不受工频信号的干扰，提高测量精度。同时交流检测器有灯光闪烁功能便于夜间检测；
5. 技术成熟、可靠性高，适用于6～66kV配电网，适用于金属性接地、电弧接地、过渡电阻接地等多种故障情况；
6. 定位时间短，能迅速找到故障点。极大的节省了人力、物力。
技术参数：
1. 适用范围： 6～66kV架空线路
2. 环境温度：－20℃～＋50℃
3. 工作电源：车载直流12V电源
4. 输出电压：≤3000V
5. 输出电流： ≤200mA
6. 功率损耗：≤20W
7. 测量精度：1%
8. 定位误差：0m
9. 交流信号检测距离： 不小于15m
10. 蓝牙传输距离：不小于15m
11. 适用线路长度：100km
12. 信号源防护等级： IP32
定位装置主要由高压信号源和信号检测器两个部分组成，详细说明如下：
1. 高压信号源
高压信号源由逆变电源、调压器、升压变压器、整流元件依次连接组成。逆变电源将车载直流12V电源逆变为交流220V、60Hz电源，交流电压再依次通过调压器和升压变压器，在变压器的输出端得到电压恒定的高压交流信号。高压交流信号经过整流元件整流、滤波，输出平稳的高压直流信号。通过调节调压旋钮可以控制输出电压（0～3000V），以击穿故障点，使故障重现。示意图如下：

高压信号源操作面板上有电压表、电流表、启动按钮、调压旋钮及高压交、直流输出端子组成。如下图：

调压旋钮可以控制输出电压、电流的大小，电压表、电流表显示当前装置输出电压、电流值。高压交、直流输出插座用来引出高压交、直流信号。
2. 信号检测器
信号检测器包括直流检测器和交流检测器。
1） 直流信号检测器
如下图所示，直流信号检测器包括带蓝牙功能的霍尔直流检测器和蓝牙无线接收器。霍尔直流检测器边缘处有钳型开口用于套接线路，钳型开口内部嵌有霍尔元件，能够利用霍尔效应对直流信号进行检测。检测信号经过A/D转换后传输给蓝牙无线接收器。蓝牙无线接收器能够接受信号并将结果显示到液晶屏幕上。当线路注入直流信号后，需要登杆将霍尔直流检测器套接在线路上，在线路下方的蓝牙无线接收器能够自动显示测量结果。

直流信号检测器
2） 交流信号检测器
交流信号检测器由电磁场感应器及信号处理显示单元构成。当故障线路注入60Hz交流信号时，线路周围能产生同频率的交变电磁场。电磁场感应器是一个多匝的感应线圈，能够在15m范围内感应出交流电压信号，其幅值与线路上的电流幅值成正比。感应信号经过滤波、放大后，结果显示在液晶屏幕上。因此，当线路注入60Hz交流信号时，在线路下方就能够用交流信号检测器进行检测并自动显示电磁场强度。交流信号检测器如下图所示：

外形尺寸：长*宽*高=450mm*580mm*400
离线式故障定位装置
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消弧线圈是用于小电流接地系统的一种补偿装置。当系统发生单相接地故障时，消弧线圈产生感性电流补偿接地电容电流，使通过接地点的电流低于产生间歇电弧或维持稳定的电弧所需要的电流值，起到消除接地点电弧的作用。
1．自动调谐原理
正常运行中系统零序等值回路如图6－1所示，其中E0为系统不平衡电压，该电压是系统的三相对地电容不完全对称形成的固有不平衡电压与接地变压器中性点产生的对地电压的合成；XL为消弧线圈电抗；XC为系统对地容抗；I0为流过消弧线圈的不平衡电流。

正常运行中系统零序等值回路

U0与消弧线圈电抗的谐振曲线图
由图1可知，消弧线圈与系统对地电容对于系统不平衡电压E0形成串联谐振回路，当系统对地电容固定时，中性点电压U0与消弧线圈电抗的谐振曲线如图2所示。
应用时调节消弧线圈至某一档，测得中性点位移电压 ，再调节消弧线圈至相邻档，测得中性点位移电压 ，假定调档过程中 不变，在关联参考方向下，则有：

若采用标量形式，则可建立方程组：

可得


如果消弧线圈提供了为各档位相应的电流值 (以 为基准)，则上式可以变为：


上述计算系统对地容抗的方法称为“位移电压法”，我们利用KA2003-XH型消弧线圈成套装置的特点研制出改进的“位移电压法”。该方法利用改变消弧线圈电感参数，得到相应的反馈值，这样就可以有效的利用上述位移电压算法进行电容电流的计算。
控制器计算出系统接地电容电流后，根据用户指定的残流或脱谐度要求得到消弧线圈的最佳档位方案。如果采用“随调”的运行方式，正常运行时消弧线圈都退出系统，发生单相接地后控制器按照最佳档位方案快速投入消弧线圈，达到补偿熄弧。如果采用“预调”的运行方式，正常运行时控制器按照最佳档位方案投入消弧线圈，使系统处于过补偿运行状态，此时阻尼电阻可以防止谐振过电压，发生单相接地后快速退出阻尼电阻，达到过补偿熄弧。
2．单相接地选线原理
当系统发生单相接地时，为不影响整个系统供电，应快速准确地选出故障线路。本成套装置控制器可以根据用户需要嵌入选线功能，最多可以对两段母线及40条线路进行选线。控制器启动判线的条件为：零序电压3 大于接地启动电压设定值且各线路零序电流 大于启动电流设定值。
本装置采用多种方法进行故障选线，每种方法都针对信号的具体特点，不同方法之间具有互补性。
1) 智能型比幅比相法
智能型比幅比相方法的基本原理是：对于中性点不接地系统，比较母线的零序电压和所有线路零序电流的幅值和相位，故障线路零序电流相位应滞后零序电压90°并与正常线路零序电流反相，若所有线路零序电流同相，则为母线接地。传统比幅比相方法在信号处理、抗干扰和有效域方面存在一定的缺陷。智能型的比幅比相方法采用Butterworth数字滤波器，对信号进行有效的数字滤波处理，提取出了更可靠的信号成分，提高了选线正确性。
2) 谐波比幅比相法
谐波方法的基本原理是：对于中性点经消弧线圈接地系统，对谐波分量来说消弧线圈处于欠补偿状态，如果线路零序电流中含有丰富的谐波成分，则比较所有线路零序电流谐波分量的幅值与相位，故障线路零序电流幅值较大且相位应与正常线路零序电流反相，若所有线路零序电流同相，则为母线接地。谐波选线方法采用有效的数字滤波手段，提取出能量最高的谐波频带范围，避免了提取单一谐波频率而导致的误差。
3) 小波法
小波分析是一门现代信号处理理论与方法，它能有效地分析变化规律不确定和不稳定的随机信号，能够从信号中提取到局部化的有用成分。小波选线方法利用单相接地故障产生的暂态电流和谐波电流作为选线判断的依据。由于小电流接地电网单相接地故障等值电路是一个容性通路，故障的突然作用在电路中产生的暂态电流通常很大。特别是发生弧光接地故障或间歇性接地故障情况下，暂态电流含量更丰富，持续时间更长。暂态电流满足在故障线路上的数值等于在非故障线路上数值之和且方向相反的关系，可以用来选线。
4) 首半波法
小电流接地电网单相接地故障产生的暂态电流虽然很复杂，但是发生故障的最初半个周波内，一定满足故障线路零序电流与正常线路零序电流极性相反的特点，因此可以通过比较首半波的零序电流极性进行故障选线，该方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的电网都适用。
5) 有功分量法、能量函数法
这两种方法的原理相同，对于中性点经消弧线圈接地系统，消弧线圈智能补偿零序电流的无功分量，不能补偿零序电流的有功分量，因此故障线路的零序电流的有功分量与正常线路极性相反，可以用这个特点进行选线。由于有功分量的含量较小，所以装置采用零序电流与零序电压的乘积，即零序能量来度量零序电流的有功分量，实际上是把有功分量进行了累加，零序能量最大的线路就是故障线路。
6) 突变量选线方法
这是我们针对并联组合式消弧线圈提出的一种独特选线方法。在系统发生单相接地后，通过高压接触器控制电抗器的投切，使消弧线圈的电感电流发生变化。由于这个突变的电流只能在故障线路上体现出来，因此计算各线路在电抗器投切前后零序电流的变化量，可以判断变化量最大者即为接地线路。使用该方法可进行连续判断，选线准确率很高。
如果消弧线圈未投入运行，控制器仍可作为选线装置使用，按照中性点不接地条件下的选线方法进行单相接地故障选线。
7) 有效域技术
对于不同的故障信号特征，各种选线方法都有一定的适用条件。当适用条件满足时，该选线方法选线结果一定正确，否则，选线结果可能出现错误。我们称选线方法能够可靠选线的适用条件为该方法的充分性条件，满足充分性条件的故障区域，称为该选线方法的有效域。
本装置通过粗糙集理论对每一种选线方法都界定了有效域，当故障信号特征落在某方法的有效域内时，该方法对该故障的选线结果一定是正确的，否则给这种方法的选线结果乘以一个系数w(0

在线式故障定位系统适用于6-35kV配电网，能够实现故障区域及故障类型判定。系统具备谐波分析、故障录波、故障统计分析等功能。
主要特点如下：
1) 本系统适用于中性点不接地、经固定消弧线圈接地、经自动调谐式消弧线圈接地、经小电阻接地、经高阻接地等接地方式。适用于6kV、10kV、35kV的系统。
2) 系统能够实时监测系统三相电压、零序电压及线路每个监测点的有功电流、零序电流。当系统异常时能够立刻启动故障录波，同时准确判别故障类型：如系统谐振、接地故障、短路故障、线路断线。
3) 系统应用突变量法进行选线，启动值可以根据线路运行情况多级整定。
4) 系统实时采集系统故障信号，应用多种方法进行综合选线、定段，具体包括：智能群体比幅比相法、谐波比幅比相法、小波法、首半波法、暂态能量函数法、稳态态能量函数法。装置通过粗糙集理论确定各种方法的有效域，根据故障信号特征自动对每一种方法得出的故障选线结果进行可信度量化评估，应用证据理论将多种方法融合到一起，最大限度地保证各种方法之间实现优势互补。
5) 系统识别相间短路，单相直接接地、经电阻接地、经弧光接地、间歇性弧光接地等复杂的故障类型，在现场工作人员的配合下可以解决不同线路两点同相接地故障问题。
6) 系统采样达到单通道5kHz以上，能够保证选线的正确性和谐波分析功能。
7) 系统具有故障录波功能，可以提供故障前后的波形，包括故障发生前的一个周期和故障发生后五个周期的波形。可海量保存保存现场故障录波数据和选线结果。
8) 对系统过电压、谐振过电压进行监测，包括谐振幅度，间歇性。对谐波进行监测，包括谐波频率数值。
9) 对电流量的不平衡度进行监测，实现电流越限报警。
10) 装置能够对各条线路的短路故障、瞬时接地和永久接地次数进行统计，为分析线路的运行状况提供依据。
主要技术参数
1) 额定工作电压：直流12V。
2) 静态工作电流：10mA。
3) 完成一次综合判据时间：20ms。
4) 通信方式
A. 射频无线通信（50m以内）。
B. GPRS移动通信。
C. 光纤传输。
5) 采样及处理
A. 接入装置的CT二次电流：2mA≤I≤5A（交流有效值）。
B. 测量精度：0.5%。
6) 环境条件
A. 运行温度范围：－40℃～＋70℃。
B. 运输及存储温度范围：－45℃～＋70℃。
C. 湿 度：15℅～95℅，不凝结。
D. 干热试验：IEC60068-2-2。
E. 干冷试验：IEC60068-2-1。
F. 湿热循环试验：IEC60068-2-30,相对湿度>93℅，T=20~65℃。
G. 存储温度试验：IEC60068-2-48。
7) 机械试验
A. 振动试验（正弦振动） ：IEC60255-21-1：1 级
B. 冲击碰撞试验：IEC60255-21-2：1 级
C. 地震试验：IEC60255-21-3：2 级
8) 电磁兼容
A. 抗静电放电：IEC 60255-22-2: 4级（±8kV 接触放电）
B. 抗工频磁场干扰：IEC 1000-4-8: 5级（100A/m）
C. 抗辐射电磁场干扰：IEC 60255-22-3: 3级（10V/m，f=80～1000M Hz）
D. 抗快速瞬变干扰：IEC 60255-22-4: 4级（2.5kHz&5kHz,±4kV）
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