一、消弧線圈補償原理
1、中性點接地方式及優缺點
2、弧光接地的危害
(1) 單相接地的一般過程
間歇性電弧接地——穩定性電弧接地——金屬性接地
(2)弧光接地過電壓及電弧電流
發生單相間歇性弧光接地（弧光接地）時，由於電弧多次不斷的熄滅和重燃，導致系統對地電容上的電荷多次不斷的積累和重新再分配，在非故障相的電感—電容回路上引起高頻振盪過電壓。對於架空線路，過電壓幅值一般可達3.1～3.
5倍相電壓，對於電纜線路，非故障相的過電壓可達4～71倍。
弧光接地時流過故障點的電弧電流為高頻電流和工頻電流的和，在弧光接地或電弧重燃的瞬間,已充電的相對地電容將要向故障點放電,相當於rlc放電過程，其高頻振盪電流為：
其中：u為相電壓，δ＝r/2l，ωo＝1／，≈ωo（在輸電線路中）
過渡過程結束後，流過故障點的電弧電流只剩下穩態的工頻電容電流。
(3)弧光接地的危害
a、 加劇了電纜等固體絕緣的積累性破壞，威脅裝置安全；
b、 導致燒pt或保險熔斷；
c、 導致避雷器**；
d、 燃弧點溫度高達5000k以上，會燒傷導線，甚至導致斷線事故；
e、 電弧不能很快熄滅，在風吹、電動力、熱氣流等因素的影響下，將會發展成為相間弧光短路事故；
f、 電弧燃燒時會直接破壞電纜相間絕緣，導致相間短路事故的發生；
g、 跨步電壓高，危及人身安全；
h、 高頻電流對通訊產生干擾。
(4)工頻接地電流與電弧間的關係
維持弧光燃燒取決於高頻振盪電流衰減的快慢和接地工頻電流，工頻接地電流與電弧間存在如下關係：
a、在20kv以下的系統，由於承受過電壓的能力（過電壓倍數，不是絕對值）較強，允許產生間歇性電弧，所以，它的接地的電容電流的允許值是小於30a。而20-63kv的系統承受過電壓的能力較差，所以，它的接地的電容電流的允許值是小於10a。
b、相同大小（小於10a）的容性殘流和感性殘流均可起到消弧作用，所以當消弧線圈容量不足時，可採用前補償調諧。
c、補償度（）過大，系統殘流超過可能超過10a，可維持電弧燃燒，所以補償度不宜過大。
3、消弧線圈補償原理
消弧線圈利用流經故障點的電感電流和電容電流相位差為180°，補償電容電流減小流經故障點電流，降低故障相接地電弧兩端的恢復電壓速度，來達到消弧的目的。
(1)消弧線圈補償原理
如圖所示，在正常情況下，三相電壓是基本平衡的。由於各種原因，系統發生單相（例如ａ相）接地故障，破壞了原有的對稱平衡，系統將產生接地電容電流ic，消弧圈在當時系統中性點相電壓的作用下，將產生電感電流il它們各自的流動方向如圖１所示。從向量圖中，可以看出，ｉl與ｉc相差１８０°，所以是起相互抵消的作用。
當系統未發生單相接地時，根據電工原理可以知道，在對稱情況下，各相對地電壓相等，在這些電壓作用下，各相對地電容產生的電容電流ｉca＝ｉcb＝ｉcc＝ｉco，分別越前於ｕa、ｕb、ｕc電壓的９０°。當發生單相接地故障時（例如ａ相金屬性接地）相當於在故障相上，加乙個與ｕa大小相同，但方向相反的相電壓—ｕφ，則故障相對地電壓ｕa＝０，而中性點對地電壓公升高到相電壓，其他兩相對地電壓公升高倍，即ｕ′b＝ｕ′c＝uφ，在ｕ′b、ｕ′c電壓的作用下，所產生的電容電流ι′cb、ι′cc分別越前於ｕ′b、ｕ′c電壓的９０°，其相量和ｉc即為流過a相故障點的電容電流。它的大小是正常時一相對地電容電流的３倍，方向滯後於a相正常時電壓９０°。
a、單相接地後，故障相對地電壓為零，中性點電壓公升高為相電壓，健全相相電壓公升高倍，而電源電動勢及線電壓對稱，且10~35kv負荷為對稱
性負荷，仍為對稱系統，所以中性點不接地及經消弧線圈接地系統發生單相接地故障時，可帶故障執行，保證使用者的持續供電。
b、故障點的電容電流大小是正常時一相對地電容電流的３倍，方向滯後於故障相正常時電壓９０°。
(2)不同接地系統單相接地線路電流情況
a、經小電阻接地系統，發生單相接地故障時，故障線路的零序電流比非故障線路零序電流大得多，而且兩者零序電流相差180°，根據這一原理（零序電流原理、零序功率原理），可以採用電流元件快速區分出接地故障線路。
b、中性點經小電阻接地系統是利用零序電流及零序功率原理進行快速選線的，當該系統中執行消弧線圈時，因消弧線圈改變了系統電容電流的分布，造成了選線正確率的下降，所以當這兩個不同接地系統間進行負荷調整前，必須先停用調整線路的消弧線圈。
4、消弧線圈引起的中性點位移電壓
根據 「地」接點o的節電電壓方程：
可得：式中：ρ——稱為電網的不對稱度，其值與導線的排列形式，是否有地線及是否換位等因素有關。通常架空線的不對稱度ρ值為0.
5%～1.5%，個別情況可達2.5%及以上，電纜線路的ρ值約為0.
2%～0.5%。若電網三相對地電容相等，則ρ＝0，vn＝0。
——為補償電網的脫諧度。
k——為補償電網的補償度。
——為補償電網的阻尼率。正常架空線路的阻尼率d約為3%～5%，線路汙染受潮，d可增至1. 0%；電纜線路d約為2%～4%，絕緣老化時，可增至10%。
——為電網的不對稱電壓，是中性點不接地電網(無消弧線圈) 因三相對地電容不等而引起的中性點位移電壓。
a 因中性點不接地電網三相對地電容不等，產生不對稱電壓；
b接於b相的備用電纜增加了電網不對稱程度，加大了不對稱電壓（線路特別是電纜線路臨時由執行線路充電時，應分別接入三相）；
c 系統執行方式或消弧線圈變化時，造成中性點電壓發生變化，可能引起假接地；
d 消弧線圈中的阻尼繞組可有效減小中性點位移電壓；
e 經小電阻接地系統中性點位移電壓很小；
f 通過調節消弧線圈分頭，可調整系統三相電壓平衡；
g 因消弧線圈的補償電流是已知的，所以利用不同補償電流時的，中性點電壓位移可計算系統總的電容電流，以及脫偕度，自動補償消弧線圈就是利用這一原理進行自動補償的。
5、消弧線圈的補償方式
(1)全補償方式：補償後電感電流等於網路電容電流，接地點殘流為0，即icς = il 。
從消除故障點的電弧，避免出現弧光過電壓的角度來看，此種補償方式是最理想的，但在全補償時，ωl=1/3ωcς，正是電感l和三相對地電容3cς對50hz交流串聯諧振的條件，在正常情況下，如果線路的三相對地電容不完全相等，則電源中性點對地之間就產生電壓偏移，該偏移電壓在串聯諧振迴路中產生很大的電壓降落，從而使電源中性點對地電壓嚴重公升高。因此，在實際應用中不能採用該種補償方式。
(2)欠補償方式：補償後電感電流小於網路電容電流，接地點殘流為容性，即icς ＞ il 。
在該種補償方式下，當系統的執行方式發生改變時，如某個元件或某條輸電線路被切除，在系統電容電流減小的情況下，很可能出現icς和 il電流相等的情況，發生串聯諧振過電壓。因此，該種補償方式一般也很少被採用。
(3)過補償方式：補償後電感電流大於網路電容電流，接地點殘流為感性，即icς＜il 。採用該種補償方式，可以有效避免系統發生串聯諧振過電壓的問題，在實際執行中獲得了廣泛的應用。
考慮到系統的安全執行及中性點的對地電壓，經消弧線圈接地系統，選取過補償方式較好。
6、消弧線圈裝置（自動補償）
一次裝置接線如圖 (無中性點)。成套裝置由z型接地變壓器(系統中有中性點時不用)、有載調節式消弧線圈、限壓阻尼電阻箱、微機測量控制器組成。
(1) 曲折型接線的接地變壓器
a、正常執行時長期處於空載執行狀態，其零序阻抗、空載損耗很小
b、引出理想的人工中性點連線消弧線圈；
c、正常執行時長期處於空載執行狀態，其零序阻抗、空載損耗很小
(2) 有載調節式消弧線圈
帶有載分接開關的調匝式消弧線圈，正常不接地的情況下幾乎處在空載狀態下進行，使用壽命較長，利用每個分接頭工作時確定的電感量可計算電網電容電流和脫諧度。
(3) 限壓阻尼電阻箱
a、正常執行時，限制中性點位移電壓
b、在發生單相接地時，為避免阻尼電阻降低消弧線圈的補償能力，將電阻短接，同時也避免了電阻的過熱。短接阻尼電阻採用中性點電壓和電流兩套獨立啟動短接迴路。
一套是根據中性點電壓值來控制交流接觸器km１，若該值超過設定值，則電壓繼電器動作，控制交流接觸器閉合接點短接阻尼電阻。
另一套是由直流接觸器km2、中間繼電器、過流繼電器組成，當系統接地流過消弧線圈的電流超過設定值時，電流繼電器動作，通過中間繼電器使直流接觸器閉合短接阻尼電阻。雙套措施互補，保證了電阻可靠短接。若配有接地選線裝置，阻尼電阻在接地0.
5 s後被短接。
(4) 微機控制器
採用**實時測量法，可快速、準確、直觀、完整地顯示電網的有關引數，根據設定值自動或手動調整消弧線圈分頭，使其隨時執行在最佳工作狀態。
二、消弧線圈執行中的注意事項
1、電壓互感器開口三角電壓
目前國內均採用電磁式電壓互感器開口三角繞組構成的絕緣監測裝置來監視系統的絕緣狀況，如圖，電壓互感器通常採用兩個二次繞組，其中主二次繞組額定相電壓為100/ 31/2 v，輔助（開口三角）二次繞組額定相電壓為100/3v。
電壓互感器變比：
開口三角電壓：
開口三角電壓反映3倍中性點電壓（零序電壓）。
通常，絕緣監測裝置的電壓整定值為15～30v（即中性點位移電壓為額定相電壓的15%~30%）。若開口三角電壓大於該整定值，則使絕緣監測裝置發出接地訊號。（規程規定：
無接地時中性點位移電壓，長期執行不超過額定相電壓的15%）
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