目前我国中压配电网中性点大多采用中性点经消弧线圈接地方式。按照消弧线圈对电容电流的补偿程度,消弧线圈有欠补偿、过补偿和全补偿三种工作模式。传统意义上的全补偿方式使感性电流与容性电流大小相等,接地点的残流仅剩下有功电流及谐波电流。而现有的自动跟踪补偿消弧线圈,只能补偿接地故障电流中的基波无功电容电流,对其阻性电流和谐波电流则无能为力,这是目前消弧线圈原理上存在的一个不足。随着配电网的扩大及配电网中非线性负荷的大量增加、电力电子设备的大量使用,接地故障电流中的有功及谐波分量也随之大幅提高,此时即使基波无功分量被完全补偿,但如此大的有功和谐波分量也足以使电弧维持,引起电弧接地过电压,使人身的接触电压、跨步电压变大,对人身安全及配电网的安全可靠运行造成威胁。因此开展零残流消弧线圈的研究,具有十分重要的理论和实际意义。而电力电子技术的发展使实现接地故障电流中有功分量及谐波分量的完全补偿和消弧线圈的柔性控制成为可能。论文综述了当前各自动跟踪补偿消弧线圈的优缺点,指出其存在的问题。以煤矿6～10kV电网为应用背景,在现场实测的基础上总结了煤矿电网发生单相接地时残流的大小。阐述了目前常用的消弧线圈调谐原理,在此基础上提出了零残流消弧线圈的调谐原理即改进极值法和相位法相结合的的原理。该调谐原理结合了极值法与相位法的优点,计算精确,响应速度快。提出了三相五柱双二次绕组的零残流消弧线圈的结构,深入分析了其等效电路、实现原理。通过将逆变器等效成电压控制电流源,改变该受控电流源的控制系数实现了对残流的控制。针对传统三相五柱结构的消弧线圈存在的动态补偿范围小、补偿时会产生谐波等缺点也进行了深入探讨,提出了相应的解决办法,使零残流消弧线圈的动态补偿范围达到100%-0%,流入接地点的谐波电流得到有效控制。仿真分析与实验结果均证明了理论分析与实现方法的正确性和有效性。随着接地点过渡电阻的增大,零残流消弧线圈的补偿效能下降,同时补偿后的零序电压也会上升。要想兼顾补偿效果及零序电压被放大两个方面,需要对零残流消弧线圈补偿有功分量和谐波分量进行有效的控制。论文随后针对此问题探讨了零残流消弧线圈的柔性调节与柔性控制。提出了消弧线圈柔性调节方法的概念,该调节方法兼有现有两种调节方式即随调式和预调式的优点。在深入分析零残流消弧线圈补偿残流中有功分量的基础上,提出了负阻率的概念,对其进行定义与分析,进一步扩充了消弧线圈接地系统的理论体系。针对单相经高阻接地时残流中谐波及有功分量幅值均下降但下降程度不一样的特点,提出了配电网单相接地时对零残流消弧线圈的柔性控制策略。该控制策略能够根据接地电阻的大小来调节逆变器的输出,即当过渡电阻低于门槛值2时零残流消弧线圈同时补偿残流中的有功和谐波分量,当过渡电阻高于门槛值2而低于门槛值1时零残流消弧线圈仅补偿残流中的有功分量,当过渡电阻高于门槛值1时零残流消弧线圈对残流中的有功和谐波分量均不补偿。这种柔性控制能够同时兼顾残流小和零序电压低。依据对单相经过渡电阻接地暂态过程的分析,提出了一种通过交流采样的瞬时值识别高阻接地故障的新方法,实现了零残流消弧线圈补偿残流中有功和谐波分量的柔性控制。最后针对零残流消弧线圈的柔性调节与柔性控制进行了仿真分析与实验研究。仿真分析与实验研究的结果均证明了理论分析与实现方法的正确性和有效性。