我国中压配电网大多采用中性点经消弧线圈接地方式。当发生单相接地故障时，由于消弧线圈的电感与线路对地电容发生并联谐振，因此消弧线圈的感性电流可以补偿故障电流中的容性成分。从而使接地点电流减小以熄灭电弧，抑制电弧重燃，因此也被称为谐振接地系统。消弧线圈是谐振接地系统中的核心设备，从其诞生就一直备受争议，迄今仍是本领域的研究热点与难点。本文分析了消弧线圈接地系统的研究现状（包括消弧线圈的结构、调谐方法、故障选线及定位方法等），指出目前消弧线圈接地系统中存在的主要问题。为解决这些问题，本文设计了一种利用全控型器件控制、具有新型拓扑结构的消弧线圈，并提出相应的调谐、故障选线及定位方法。本文从理论分析、试验分析、仿真分析等方面对全控型消弧线圈接地系统进行了验证。论文的主要成果如下：　　第一，本文提出一种利用全控型电力电子器件控制的新型消弧线圈。该拓扑结构由特殊的三绕组变压器、双向开关、电抗器以及滤波器等组成。三绕组变压器的第1绕组接电网中性点或者人工构造的中性点，流进第1绕组的电流即为消弧线圈工作电流；多组双向开关组合成开关阵列，阵列的输入端与第2绕组相连接，而阵列的输出端接电抗器；第3绕组接滤波器，作为滤除高次谐波的通路。采用脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）信号控制双向开关的导通与关断，改变流过电抗器的电流及第2绕组电流的大小，从而达到调节第1绕组电流（即全控型消弧线圈的工作电流）大小的目的。根据电路原理，从变压器的一次侧（即中性点处）看进去，整个消弧线圈的等效感抗也随之发生了改变。因此，控制双向开关导通与关断就可以达到调节消弧线圈等效感抗的目标。该消弧线圈响应速度快、调节范围宽。与相控式消弧线圈相比，该消弧线圈所产生的谐波阶次更高，更容易滤除。该研究成果已经申请专利。　　第二，针对全控型消弧线圈的特点，本文提出两点法与故障期间调谐相结合的综合调谐方法。其要点是：在电网正常运行时测量对地电容大小并折算成相应的消弧线圈感抗值，当发生单相接地故障后按照该值进行补偿，以保证消弧线圈快速响应。如果故障期间电网运行方式发生改变，引起线路对地电容发生变化，那么启动故障期间调谐方法进行调谐。针对目前故障期间调谐研究很少的情况，在负序电流法研究的基础上，本文提出并证明了在单相接地故障期间，各条馈线的“负序电流增量和”也可以有效跟踪接地点故障电流的变化，即当负序电流增量和最小时，接地点故障残流也达到最小。使用馈线“负序电流增量和”这一特征量的优点是无需判断故障馈线、避免系统不平衡电压的影响以及弥补了两点法不能在故障期间调谐的缺陷。　　第三，通过计算、比较各条馈线的名义过渡电阻值，本文提出一种辨识串联谐振与单相接地故障的方法。该方法的理论依据是：单相接地故障时，故障馈线的接地点存在过渡电阻，计算得到的名义过渡电阻即为正常的过渡电阻。而发生串联谐振时并不存在过渡电阻，那么根据计算得到的名义过渡电阻实际是线路的泄露电阻，该值远远超过正常的过渡电阻值。据此，可以辨识串联谐振。　　第四，消弧、故障选线、故障定位的一体化是消弧线圈接地系统的发展趋势。全控型消弧线圈的显著特点之一是改变双向开关导通与关断的顺序，可以合成特定频率的电流信号。即，全控型消弧线圈既可以作为信号发生器，又可以作为信号注入设备使用。这为集成消弧、故障选线、故障定位等功能提供了物质基础。本文首先分析了利用全控型消弧线圈产生注入信号的机理，阐述了过渡电阻对注入信号分布的影响，并据此提出了注入信号频率的选取原则。最后提出基于全控型消弧线圈的注入信号法以解决故障选线、故障定位等问题。　　第五，本文使用PSCAD/EMTDC软件搭建了一个典型的10kV配网仿真平台。该平台含有多条架空线路、电缆线路以及电缆与架空线混合线路。搭建线路模型时，充分考虑了线路不完全换位以及不平衡负荷等因素。在该仿真平台中，不仅创建了不同类型的消弧线圈模块，而且还搭建了接地电弧等故障模块。运用该仿真平台，设置不同的仿真参数、不同的故障条件（如不同的过渡电阻），对本文提出的关于全控型消弧线圈的调谐方法、单相接地故障选线及定位方法都进行了仿真验证。结果表明上述方法是正确的、有效的、可靠的。