1　结构
　　磁阀式自动调谐消弧线圈结构新颖、紧凑，整套自动调谐消弧装置由一个电抗器本体和一个控制器组成。
1．1　本体部分
　　6～10　kV系统装置用五柱式结构，35　kV系统用四柱式结构(电路原理图见图1)。

图1　消弧线圈结构原理
（a)电路原理　　　　　　　(b)铁心结构

　　由图1可见，装置由五柱式铁芯和绕在其中间三柱的Z型接地变及绕在两边柱上的消弧线圈组成。电网正常运行时，电网三相对称电压加在接地变A、B、C三端头上，消弧线圈两端电压为零；当电网发生单相接地故障时，出现幅值为相电压的零序电压，它在Z型接地变上压降近似为零，零序电压几乎全加在消弧线圈两端。
　　消弧线圈上可控硅T₁、T₂在零序电压作用下，在一个周期内轮流触发导通，改变导通角的大小，即可控制消弧线圈回路中形成的直流，改变两边柱上铁芯的饱和程度，平滑调节消弧线圈电感电流以达到补偿单相接地电流的目的。
　　两边柱上具有小截面的槽口铁芯，正常运行中，只有不对称电压造成的少量零序磁通顺利通过该小截面，在发生单相接地故障时，根据控制器检测的容抗改变可控硅导通角，使输出直流变化而引起边柱磁通的变化，消弧线圈输出电感电流亦随之变化。不难看出，调节气隙磁通的饱和程度，即改变电感电流的输出的大小。这种通过调节直流大小，改变气隙中磁通饱和程度的消弧线圈，称为磁阀式可控消弧线圈。
1．2　实时检测控制部分
　　控制器采用8031单片机组成的实时测量控制系统。由两部分组成，一是在正常运行时，用外加激磁电源注入补偿电网，使系统中性点每分钟有（0～3％）U_φ的电压波动，并取最大值进行X_c或I_c值计算。二是在发生单相接地故障时，由程序中断激磁电源，启动由消弧线圈提供的补偿电源工作，单片机提供中断前一周期测定好的补偿触发角给可控硅，使消弧线圈输出的电感电流与系统电容电流相等，在全补偿状态下，使接地电弧熄灭。
　　电网恢复正常后，控制器自动关闭补偿电源启动激磁电源，返回主程序测量补偿电网的容性参数（X_c和I_c）。

2　特点
2．1　中性点位移电压低
　　磁阀式自动调谐消弧线圈接入配电网，不增加中性点的位移电压。也就是说消弧线圈接入，远离谐振点。
　　消弧线圈接入补偿电网运行，必须使位移电压小于额定相电压的15％，这是调谐时必须满足的第一个条件。
　　消弧线圈的铁芯是带有槽口的磁阀铁芯，在正常状态下，阀门是关闭的，没有电感电流输出，消弧线圈相当于一个大感抗线圈挂在中性点上运行，不与系统电容电流发生谐振关系。
2．2　接地残流小
　　磁阀式自动调谐消弧线圈工作于全补偿状态，接地残流最小，最小值可小于3A，补偿精度高。
　　接地残流小，促进电弧熄灭，且要缓解弧隙恢复电压上升的速度，不致造成间歇性电弧发生，这是补偿电网调谐必须满足的第二个条件。
　　只有在全补偿时接地处的残流才能最小。而阻性电流和高次谐波电流是无法补偿的。我们在变电站实测的接地残流几乎是一些高次谐波电流(见图2)。

图2　标尺放大后的稳态残流曲线

2．3　伏安特性
　　磁阀式自动调谐消弧线圈有良好的线性伏安特性，电流调节范围广(伏安特性曲线见图3)。

图3　消弧线圈伏安特性

　　消弧线圈的伏安特性近似一条直线，从0～I_e可均匀地调节。这样可以大大提高在不同接地电压下补偿电容电流的精度。
2．4　响应速度快
　　本装置采用微机检测，无机械调节部分。现场作单相电弧接地试验时，从试验实测曲线图4上可以看到，接地残流半个周波后就消失了，电感电流大约在5～10周波内很快达到了所整定的补偿值。

图4　弧光接地示波曲线

2．5　谐波特性
　　消弧线圈设计是在50％～100％容量下，各次谐波最小，三次谐波则在1／3～1／4容量附近达到基波的7%左右。
　　从华中电管局谐波监测站的实测资料看，单相接地时，消弧线圈电感电流中的谐波分量是符合国家标准的。
2．6　噪音小
　　正因为这两边柱的铁芯具有气隙，又具有小截面的铁芯，故其电感电流能平滑地从零调至额定值，又不会有大的噪声。我们在变电站中用实际电网做单相接地试验时，实测25A的消弧线圈的噪声小于30 dB。
2．7　性能价格比高
　　由于该装置本体采用了真正的二合一，实现了体积小、原材料省、综合成本降低、安装方便等各方面优势。

3　结论
　　磁阀式自动调谐消弧线圈虽然进入电网运行较迟，却以国内领先的高新技术、设备的紧凑结构、高的可靠性、快的响应速度、线性度较好的伏安特性及调节范围广等优点，获得了电力系统及石化、钢铁等行业专家的好评和青睐。该装置已于1996年通过鉴定，1997年列入“九五”国家科技成果重点推广项目(编号98020303A），专利申请号96237927．1。