简析消弧线圈成套装置自动调谐原理
消弧线圈成套装置自动调谐原理的分析
目前，已提出的自动调谐原理大体上可分为六类：谐振法、相位移法、电容电流间接检测法、附加电源法、模型法和注入信号法。下面详细分析各种调谐原理。
谐振法
一个电网的不平衡度和阻尼率是一定的，所以由上式可以知道，UN的大小仅由脱谐度决定。当v=0时，UN为大值，此时，接地电流为小，为纯阻性电流。谐振法的原理就是通过调节消弧线圈的电感值，使UN达到大。该调节原理不用考虑电网的不平衡电压是因为电网对地电容不相等造成的。还是因为绝缘泄漏电阻不相等造成的，也不用考虑相位关系。
相位角法
这一方法是在一相附加一小电容，通过测量UN和附加电容相的相位来判断系统的补偿状态，
相位法原理存在的问题是，在计算KC时，我们假设了CA=CB=CC=C，而实际情况并不一定是这样，况且在运行过程中切除或投入部分线路时，更增加了三相对地电容的不对称性，使KC的值不再是标量，从而造成θi值的难以确定。同样的道理，三相电网对地绝缘电阻不对称也会影响KC，进而影响θi的大小。这样就加大了检测的难度，且每个电网的情况都不一样
电容电流间接检测法
该方法的基本思想是通过改变消弧线圈的电感值，造成其两端电压发生变化，同时消弧线圈中的电流随之改变，然后检测电压和电流值以及相应的相角差，间接计算出系统单相接地电容电流或系统对地电容，据此调谐消弧线圈。
（1）忽略电网阻尼率时的计算方法
测得两次中性点电压后，就可以求得电网三相对地总电容和消弧线圈脱谐度。实际应用中，由于这种方法忽略了电网阻尼率以及UN1和UN2测量的不同时性，测量结果准确性较差。
（2）利用消弧线圈两分接头对应的零序电流相对相位差的计算方法。该算法忽略了电网的阻尼率，使用时要注意使用条件，同时，由于算法中用到各分接头的电抗值，所以要考虑消弧线圈在端电压很小时的非线性失真问题。
模型法
电网电容电流由接入的线路总长度而确定，因此可以用合闸线路断路器的多少来计算电容电流。设电网共有n条线路，在模型上每一条线路相当于一个电阻，在这一电阻两端并联着与该线路断路器触头一致的触点，若线路接入，则电阻被短路。图3中左边的电阻串为电网中线路的模型，右边的电阻串为消弧线圈的模型。线路投入愈多，被短路的电阻愈多，因此经左边电阻串流到底部电阻Rb的电流越大在其上面的压降即为微分放大器的一个输入信号。微分放大器的另一个输入信号是消弧线圈模拟电阻串底部电阻R*b的电压降。若两信号差得多，放大后的电压大于继电器KA的动作电压就需要调整消弧线圈电感。否则，说明调谐度在允许范围内。这种方法的调节精度取决于线路模型及消弧线圈模型的精度。由于电网中某些线路的电容可能改变，即使电容不改变，测定其对地电容也很烦琐，另外系统的电容电流还受到其它电器设备的影响，所以建立线路模型不仅非常困难，而且在某些情况下不可能做得准确。
附加电源法
中性点附加电源法是在中性点的消弧线圈上附加一个信号源，用于附加信号源的变压器串联或并接在系统零序回路中，相当于一个阻抗变换器，它反映了系统的零序回路阻抗的状况。因此，检测附加电压与电流之间的相位关系，即可实现自动调谐。附加电源法的调节原理如图4所示。从图4可以看出，附加电源大容量开关，消弧柜会在消弧线圈上感应一个电压大容量开关，消弧柜，该电压实际上就相当于一个零序电压。忽略消弧线圈原、副边漏电抗，其等效电路如图5所示。
相位前于大容量开关，消弧柜的相位，消弧线圈处于欠补偿工作状态。只要检测大容量开关，消弧柜的相位关系，调节消弧线圈的电感值并使两者的相位差足够小，就可以实现消弧线圈的电感电流对电网电容电流的自动跟踪。当电网发生单相接地时，接地电流就很小。
注入信号法
小电流接地系统的电容电流测量及消弧线圈自动跟踪调整是在系统正常运行时进行的，此时中性点位移电压较低，采用从消弧线圈上的零序电压互感器注入变频电流信号，测量系统电容电流。则系统单相金属性接地故障时的电容电流为：式中ω为系统角频率；U为系统相电压。此时的脱谐度为：可以直接通过系统谐振频率计算脱谐度。这种方法的调节精度取决于变频信号源的精度，这种变频信号源实际做起来是有一定的难度的。
