消弧消谐装置原理及选型要求
RZX消弧消谐选线装置和过电压保护装置

RZX消弧消谐选线装置及过电压保护装置一、产品概述RZX消弧消谐选线及过电压保护综合装置用于3~35KV三相非直接接地电力系统中,对各类过电压进行限制,以提高该类电网运行的安全性及供电的可靠性。
间歇性弧光接地的危害我国3~35KV(66KV)非直接接地的电网,发生单相金属性接地时,其余两相的对地电压将升高至线电压(Ul),因而这类电网的电气设备,如变压器、电压/电流互感器、断路器、电缆线路等的对地绝缘水平,都能满足长期承受线电压作用而不损坏的要求。
传统观念片面认为,3~35KV电网属于中压配电网,此类电网中内部过电压的幅值不高,所以危机电网绝缘安全的主要因素不因该是内部过电压,而是大气过电压。
因而长期以来采取的过电压保护措施仅仅针对防止大气过电压,主要技术措施仅限于装设各种类型的避雷器,其保护值较高,对于内部过电压不起任何保护作用。
然而,随着电网的发展,架空线路逐渐被固体绝缘的电缆线路所取代。
由于固体绝缘击穿的积累效应,其内部过电压,特别是电网发生单相间歇型弧光接地时产生的弧光接地过电压及由此而激发的铁磁谐振过电压,已成为这类电网安全运行的一大威胁。
其中以单相弧光接地过电压最为严重。
现有运行规程规定,当非直接接地系统发生单相接地故障时,允许继续运行两小时,如经上级部门批准,还可以延长。
但规程对于“单相接地故障”的概念未作明确界定。
如果单相接地故障为金属性直接接地,则故障相对地电压降为零,其余两健全相的对地电压升高至线电压Ul,前面已指出,这类电网中的电气设备在正常情况下都能承受这种过压而不损坏。
但是,如果单相接地故障为弧光接地,则其过电压持续作用下,势必造成电气设备绝缘的积累性损伤,在健全相的绝缘薄弱环节造成对地击穿进而进发相同间短路事故。
目前国内为限制弧光接地过电压所采取的措施随着我国对城市及农村电网大规模的技术改造,城市10KV配电网已经向电缆化发展,城郊结合部及农村35KV(电容电流小于10A)、10KV(电容电流小于30A)电网也将进一步扩大。
消弧和消谐的工作原理

消弧与消谐得工作原理就是不一样得.消弧就是指当母线发生单相金属接地时消弧装置动作使金属接地通过消弧装置动作得真空接触器直接接地,有利于母线保护动作、这样可以避免谐波得产生。
消谐主要就是消除二次谐波以及高次谐波,有利于电网得安全运行.正常运行时,消弧线圈中无电流通过。
而当电网受到雷击或发生单相电弧性接地时,中性点电位将上升到相电压,这时流经消弧线圈得电感性电流与单相接地得电容性故障电流相互抵消,使故障电流得到补偿,补偿后得残余电流变得很小,不足以维持电弧,从而自行熄灭。
这样,就可使接地迅速消除而不致引起过电压。
消弧线圈主要就是由带气隙得铁芯与套在铁芯上得绕组组成,它们被放在充满变压器油得油箱内。
绕组得电阻很小,电抗很大。
消弧线圈得电感可用改变接入绕组得匝数加以调节。
在正常运行状态下,由于系统中性点得电压就是三相不对称电压,数值很小,所以通过消弧线圈得电流也很小,电弧可能自动熄灭。
一般采用过补偿方式,就就是电感电流略大于电容电流消弧线圈就是一种带铁芯得电感线圈.它接于变压器(或发电机)得中性点与大地之间,构成消弧线圈接地系统。
正常运行时,消弧线圈中无电流通过。
而当电网受到雷击或发生单相电弧性接地时,中性点电位将上升到相电压,这时流经消弧线圈得电感性电流与单相接地得电容性故障电流相互抵消,使故障电流得到补偿,补偿后得残余电流变得很小,不足以维持电弧,从而自行熄灭。
这样,就可使接地迅速消除而不致引起过电压.消弧线圈与消弧消谐及过电压保护装置长期以来,我国6~35KV(含66KV)得电网大多采用中性点不接地得运行方式。
此类运行方式得电网在发生单相接地时,故障相对地电压降为零,非故障相得对地电压将升高到线电压(UL),但系统得线电压维持不变。
因此国家标准规定这类电网在发生单相接地故障后允许短时间(2小时)带故障运行,所以大大提高了该类电网得供电得可靠性.现有得运行规程规定:“中性点非有效接地系统发生单相接地故障后,允许运行两小时”,但规程未对“单相接地故障"得概念加以明确界定。
消弧消谐装置原理及选型要求

消弧消谐装置原理及选型要求消弧消谐选线及过电压保护综合装置YHXG消弧消谐选线及过电压保护综合装置适用于3~35中压电力系统,该产品广泛适用于3~35KV中性点不接地、中性点经消弧线圈接地或中性点经高阻接地的电力系统,能对上述系统中的各类过电压加以限制,有效地提高了上述系统的运行安全性及供电可靠性。
一、现行消弧技术概述长期以来,我国3~35KV(含66KV)的电网大多采用中性点不接地的运行方式。
此类电网在发生单相接地时,非故障相的对地电压将升高到线电压(UL),但系统的线电压保持不变,所以我国国家标准规定,3~35KV(66KV)的电网在发生单相接地故障后允许短时间带故障运行,因而这类电网的各类电气设备,如变压器、电压/电流互感器、断路器、线路等一次设备的对地绝缘水平,都应满足长期承受线电压而不损坏的要求。
传统观念认为,3~35KV(含66KV)电网属于中低压的变压配电网,此类电网中的内部过电压的绝对值不高,所以危及电网绝缘安全水平的主要因素不是内部过电压,而是大气过电压(即雷电过电压),因而长期以来采取的过电压保护措施仅是以防止大气过电压对设备的侵害。
主要技术措施仅限于装设各类避雷器,避雷器的放电电压为相电压的4倍以上,按躲过内部过电压设计,因而仅对保护雷电侵害有效,对于内部过电压不起任何保护作用。
然而,运行经验证明,当这类电网发展到一定规模时,内部过电压,特别是电网发生单相间歇性弧光接地时产生的弧光接地过电压及特殊条件下产生的铁磁谐振过电压已成为这类电网设备安全运行的一大威胁,其中以单相弧光接地过电压最为严重。
随着我国对城市及农村电网的大规模技术改造,城市、农村的配电网必定向电缆化发展,系统对地电容电流在逐渐增大,弧光接地过电压问题也日夜严重起来。
为了解决上述问题,不少电网采用了谐振接地方式,即在电网中性点装设消弧线圈,当系统发生单相弧光接地时,利用消弧线圈产生的感性电流对故障点电容电流进行补偿,使流经故障点残流减小,从而达到自然熄弧。
YHXHG消弧消谐装置

YHXHG消弧消谐装置用户手册上海益护电气科技有限公司前言在中性点非有效接地的3~35kV电网中,除雷电过电压外,由单相间歇电弧接地及谐振引起的过电压最为频繁,且有较高的幅值和较长的持续时间,对电气设备的内绝缘造成积累性损伤,在外绝缘薄弱点造成对地击穿或相间闪络,引发短路事故、造成无间隙氧化锌避雷器爆炸等。
目前,限制弧光接地过电压的主要措施仍是将电网中性点经消弧线圈接地。
但消弧线圈并不能限制间歇性电弧接地过电压,甚至因消弧线圈的存在,电弧重燃可能在恢复电压最大时刻才发生,使弧光接地过电压更高。
消弧线圈不能补偿接地电流中的高频分量和有功分量,高频性的间歇电弧接地故障不能消除,在有功分量大于一定值时,故障点接地电弧同样不能自熄。
实际运行经验也证明,在中性点经消弧线圈接地的3~35KV电网中,由弧光接地和谐振引发的事故时有发生。
目录一产品型号说明 (3)二用途及特点 (3)三使用条件 (3)四装置额定参数 (4)五工作原理简介 (4)六 ZK微机主控使用说明 (5)七试验方法、项目及技术要求 (7)八投运 . (7)九使用须知 (8)十简易故障排除 (8)十一储存、安装 (8)十二售后服务 (8)一、产品型号说明二、用途及特点1)装置的用途:XHG消弧消谐柜,是我公司为解决谐振过电压和弧光接地过电压对中性点非有效接地电网的侵害而研制、生产的最新产品。
广泛应用于我国电力、冶金、化工、煤炭、石油等3~35KV电网中。
2)装置的特点:a)能将各类过电压限制到较低的水平,使因过电压引起的绝缘事故大为减少。
b)其消弧和限制过电压的机理与电网电容电流的大小无关,因而其保护性能不受电网运行方式的改变和电网扩大的影响。
c)原来按设计规范要求应安装消弧线圈的系统可以不再安装;而且其限制弧光接地过电压的功能比装设消弧线圈更好、更完善。
d)使这类电网中金属氧化锌避雷器(MOA)发生爆炸的几率大为减少。
e)系统无需再配置专用的消谐装置,而其效果更好。
KSX196-HA微机消谐装置说明书V1.4

一、装置概述在我国66KV、35KV、10KV、6KV、3KV及以下电压等级的中性点不接地或经电阻、消弧线圈接地系统中(小电流接地系统),通常装设有三相五柱式电压互感器。
在系统网络中,电磁式电压互感器在电路中相当于带铁芯的非线性电感线圈,而架空线路、电缆线路等存在对地电容。
当单相接地故障消失、倒闸操作等系统的某些扰动出现时,可能导致电压互感器铁芯不同程度的饱和,饱和后的电压互感器励磁电感变小,此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配,就形成三相或单相共振回路,可激发各种铁磁谐振过电压,造成电压互感器的高压熔丝熔断乃至PT的烧损或爆炸。
针对这些恶性事故的发生,就有必要装设微机消谐装置以抑制和消除铁磁谐振过电压。
KSX196-HA系列微机消谐装置是我公司针对由于铁磁谐振而时常发生的电压互感器(PT)烧毁甚至爆炸的恶性事故,研制生产的新型智能消谐装置。
装置利用80C196单片机作为检测和控制的核心元件;采用大功率、无触点元件消谐;以液晶显示器(LCD)、信号指示灯、微型打印机为人机接口;配以最先进的智能化软件,动作更可靠、操作更简单、更直观、更准确。
装置可实时监测并显示PT开口三角电压 17Hz、25Hz、50Hz、150Hz 四种频率的电压分量。
发生故障时可以区分过电压、铁磁谐振以及单相接地,并给出相应的报警信号;如是谐振故障,可迅速启动消谐元件进行消谐;并配有通信接口把故障信息传送至有关部门,实现远动控制。
二、工作原理装置采用80C196单片微机作为核心,对PT开口三角电压(即:零序电压)进行循环检测。
在正常工作情况下,该电压在30V以下,装置内的大功率消谐元件处于阻断状态,对系统无任何影响。
当PT开口三角电压大于30V时,说明系统出现故障,装置对电压互感器开口三角电压进行数据采集、分析,并判断出当前的故障状态;如果发生了某种频率的铁磁谐振,迅速启动消谐元件,使铁磁谐振在强大的阻尼下迅速消失。
同时装置给出指示予以消除。
SHXH消弧消谐选线及过电压保护装置

SHXH消弧消谐选线及过电压保护装置技术规范消弧消谐选线及过电压保护装置技术规范1111、SHXH消弧消谐选线及过电压保护装置符合下列国家标准,并满足本技术规范的要求1)GB/T4208-1993 《外壳防护等级》2)GB/T 17626.8-1998 电磁兼容试验和测量技术,工频磁场抗扰堵试验3)GB11022 《高压开关设备通用技术条件》4)GB3309 《高压开关设备常温下的机械试验》5)GB311.1 《高压输变电设备的绝缘配合》6)BG/T1984-89 《交流高压隔离开关》7)BG/T16927-1997 《高电压试验技术一、二部分》8)BG/T7354-1987 《局部放电测量》9)BG/T13540-93 《高压开关设备抗地震性能试验》2222、使用环境条件使用环境条件使用环境条件使用环境条件a) 环境温度:-15℃~ +40℃,特殊情况可做到-30℃~ +60℃;b) 大气压力:80 ~ 110 kPa;c) 空气相对湿度:90%(25℃)、70%(40℃);d) 海拔高度:<2000m,特殊情况可达4000m;e) 安装地点应具有防御风、雨、沙和防尘设施;f) 使用地点不得有爆炸危险的介质,周围介质中不得含有腐蚀和破坏绝缘的导电介质或气体,不允许环境充满蒸气及含有较严重霉菌存在。
3333、技术规格和性能指标技术规格和性能指标技术规格和性能指标技术规格和性能指标设备技术规格设备技术规格设备技术规格设备技术规格a、一次系统:中性点非直接接地系统b、额定电压:10KV (额定频率为50HZ) c、系统单相接地电容电流:63A d、PT二次中性点接地方式:直接接地e、控制器控制电源:DC220V,照明电源:AC220V 2222))))设备性能要求设备性能要求设备性能要求设备性能要求a.消弧功能正常运行时微机控制器不断检测PT提供的电压信号,一旦系统发生PT断线、单相金属接地或单相弧光接地时,PT辅助绕组(开口三角)的电压立即由低电平转为高电平,微机控制器启动中断,并根据PT二次电压的变化,判断故障类型和相别。
消弧消谐过电压保护装置

消弧消谐过电压保护装置(消弧消谐柜)的缺陷1、只能用于线路消弧。
只能用于电容电流﹤30A的系统线路消弧,工频过电压小于线电压的1.1倍;暂态过电压是相电压的3.5倍。
电容电流﹥30A不能使用故障相接地消弧方法。
2、不能用于电容电流﹥30A的系统。
电容电流﹥30A的系统X0/X1会落在(-20,-1)之间,单相金属性接地,健全相工频电压也会很高,系统无法承受。
3、直配高压电机的变电所不能使用一旦电机绕组发生单相接地,消弧装置动作短接一部分电源,短路电流可达几千安乃至几十千安,烧坏电机定子槽烧坏电机。
4、小容量变压器的变电所不能使用如果变压器绕组发生单相接地,故障相接地消弧方法动作后等于短接一部分电源,短路电流可达几千安乃至几十千安,烧坏变压器绝缘造成事故,本来油变压器拉弧可自愈不会造成事故,烧坏电机绝缘和定子槽造成电机报废。
特别是小容量的10KV/0.38的变压器,只有后备瓦斯保护,一旦绕组发生单相接地,消弧动作短接一部分电源,微机保护又不会动作,只有瓦斯保护动作时间很长会造成很大的事故。
因此故障相接地消弧方法只能用于线路消弧,但是线路总是与变压器或电机相连接。
5、退出消弧时可能引发PT铁磁谐振。
退出消弧时刻系统对地电容储存的电荷只能通过PT 泄放,可能引发PT谐振。
6、100ms以上时间才能实现消弧,数据采集要10ms以上,判断运算及中间继电器响应时间20ms以上,接触器动作合闸时间80ms以上,因此100ms以上时间才能实施消弧,而不是其说明书上的30ms,30ms是给接触器合闸信号的时间。
7、影响系统运行方式,故障相接地消弧方法消弧时是一种病态运行状态。
8、主要是消弧功能,其过电压保护是避雷器,消谐是在PT开口加装小电阻。
为什么消弧消谐装置不能用于电容电流大于30A的系统图片:如图1,k =Xo/X1(零序阻抗/正序阻抗)如落在(-20,-1)之间,单相接地故障会产生很高的工频过电压,k值越靠近-2工频过电压值就越高,k=-2时出现工频谐振,线路上各点电压趋于无穷大。
消弧消谐

消弧消谐培训一、消弧线圈的主要作用:在电网发生单相接地时产生电感电流以补偿电网电容电流,使故障点残流变小,达到自行熄弧、消除故障的目的。
消弧线圈的使用,对抑制稳定电弧过电压,消除电磁式压变饱和引起的铁磁谐振过电压,降低线路故障跳闸率方面起到明显效果。
二、消谐装置的工作原理:电网中存在大量储能元件,如电压互感器、变压器、电抗器等电感元件,电容器、线路对地电容、断路器断口的电容等电容元件,这些元件组成了许多串联或并联振荡回路。
在正常情况下不可能产生振荡,但当系统发生故障或某种原因引起电网参数变化(如接地短路、线路跳闸、空载线路合闸、三相不同期合闸等),就可能引起谐振。
电压互感器等一类的电感元件在正常工作电压下,通常铁芯刺痛密度不高,铁芯不饱和,如在过电压情况下铁芯饱和,电感会迅速降低,从而与电容产生谐振,这时谐振称为铁磁谐振。
正常运行时,电压互感器开口三角的电压3U0理论上为0V,在实际中一般也不会超过10V,但系统发生单相接地时,3U0迅速升高到30V,甚至更高,达120V,形成过压。
在形成的谐波中含量比重最大的为16.67HZ,25HZ,150HZ三种谐波,其他分量比较小,一般忽略。
因此消谐装置一般都是通过检测这三种频率的谐波电压值判断是否发生谐振。
三、系统谐振过电压事故的处理方法:1、发生谐振过电压时,应先检查以下项目,并汇报调度及领导。
1)保护动作情况、后台电压参数、特别是3UO 值、信号、仪表指示、开关跳闸情况。
2)PT 柜上消谐装置记录情况。
2、处理谐振过电压事故的关键是破坏谐振条件,值班人员应根据系统情况、操作情况做出正确判断,不经调度按以下方法处理,然后将处理结果汇报调度。
1)由于操作而产生的谐振过电压,一般可立即恢复到操作以前的运行状态。
2)运行中发生的谐振过电压,可以试断开一条不重要负荷的线路,消除谐振。
3)接地后发生的谐振,应立即断开接地线路。
四、谐振现象:基波谐振:发生基波谐振时,相对地电压有以下两种现象:1) 一相电压下降(不为零),两相电压升高超过线电压或电压表顶表;2) 两相电压下降(不为零),一相电压升高或电压表顶表;其相对地电压的过电压小于或等于3倍相电压;2、高频谐振:发生高频谐振时,其相对地电压的过电压小于或等于4倍相电压,三相对地电压一起升高,远远超过线电压或电压表顶表。
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消弧消谐装置原理及选型要求消弧消谐选线及过电压保护综合装置YHXG消弧消谐选线及过电压保护综合装置适用于3~35中压电力系统,该产品广泛适用于3~35KV中性点不接地、中性点经消弧线圈接地或中性点经高阻接地的电力系统,能对上述系统中的各类过电压加以限制,有效地提高了上述系统的运行安全性及供电可靠性。
一、现行消弧技术概述长期以来,我国3~35KV(含66KV)的电网大多采用中性点不接地的运行方式。
此类电网在发生单相接地时,非故障相的对地电压将升高到线电压(UL),但系统的线电压保持不变,所以我国国家标准规定,3~35KV(66KV)的电网在发生单相接地故障后允许短时间带故障运行,因而这类电网的各类电气设备,如变压器、电压/电流互感器、断路器、线路等一次设备的对地绝缘水平,都应满足长期承受线电压而不损坏的要求。
传统观念认为,3~35KV(含66KV)电网属于中低压的变压配电网,此类电网中的内部过电压的绝对值不高,所以危及电网绝缘安全水平的主要因素不是内部过电压,而是大气过电压(即雷电过电压),因而长期以来采取的过电压保护措施仅是以防止大气过电压对设备的侵害。
主要技术措施仅限于装设各类避雷器,避雷器的放电电压为相电压的4倍以上,按躲过内部过电压设计,因而仅对保护雷电侵害有效,对于内部过电压不起任何保护作用。
然而,运行经验证明,当这类电网发展到一定规模时,内部过电压,特别是电网发生单相间歇性弧光接地时产生的弧光接地过电压及特殊条件下产生的铁磁谐振过电压已成为这类电网设备安全运行的一大威胁,其中以单相弧光接地过电压最为严重。
随着我国对城市及农村电网的大规模技术改造,城市、农村的配电网必定向电缆化发展,系统对地电容电流在逐渐增大,弧光接地过电压问题也日夜严重起来。
为了解决上述问题,不少电网采用了谐振接地方式,即在电网中性点装设消弧线圈,当系统发生单相弧光接地时,利用消弧线圈产生的感性电流对故障点电容电流进行补偿,使流经故障点残流减小,从而达到自然熄弧。
运行经验表明,虽然消弧线圈对抑制间歇性弧光接地过电压有一定作用,但在使用中也发现消弧线圈存在的一些问题。
(1)由于电网运行方式的多样化及弧光接地点的随机性,消弧线圈要对电容电流进行有效补偿确有难度,且消弧线圈仅仅补偿了工频电容电流,而实际通过接地点的电流不仅有工频电容电流,而且包含大量的高频电流及阻性电流,严重时仅高频电流及阻性电流就可以维持电弧的持续燃烧。
(2)当电网发生断线、非全相、同杆线路的电容耦合等非接地故障,使电网的不对称电压升高,可能导致消弧线圈的自动调节控制器误判电网发生接地而动作,这时将会在电网中产生很高的中性点位移电压,造成系统中一相或两相电压升高很多,以致损坏电网中的其它设备。
(3)消弧线圈体积大,组件多,成本高,安装所占场地较大,运行维护复杂。
(4)随着电网的扩大,消弧线圈也要随之更换,不利于电网的远景规划。
目前国外对3~35KV电网采取中性点直接接地的方式,国内也有少数地区采取了经小电阻接地的方式,虽然抑制了弧光接地过电压,克服了消弧线圈存在的问题,但却牺牲了对用户供电的可靠性。
这种系统发生单相接地时,人为增加短路电流使断路器动作,不论负荷性质及重要性,一律切除故障线路而且也不能分辨出金属性或弧光接地。
使并不存在弧光接地过电压危害的金属性接地故障线路也被切除,扩大了停电范围和时间。
由于加大了故障电流,对于弧光接地则加剧了故障点的烧损。
二、装置的基本功能及特点1.能将系统的大气过电压和操作过电压限制到较低的电压水平,保证了电网及电气设备的绝缘安全。
2.装置动作速度快,可在30ms~40ms之内动作,能快速消除间歇性弧光及稳定性弧光接地故障,抑制弧光接地过电压,防止事故进一步扩大,降低线路的事故跳闸率。
3.能够快速、有效地消除系统的谐振过电压,防止长时间谐振过电压对系统绝缘破坏,防止谐振过电压对电网中装设的避雷器及小感性负载的损伤。
4.装置动作后,允许200A的电容电流连续通过至少2小时以上,用户可以在完成转移负荷的倒闸操作之后再处理故障线路。
5.能够准确查找单相接地故障线路,对防止事故的进一步扩大,对减轻运行和维护人员的工作量有重要意义。
6.由装置的工作原理可知,其限制过电压的机理与电网对地电容电流的大小无关,因而其保护性能不随不随电网运行方式的改变而改变,大小电网均可使用,电网扩容也没有影响。
7.本装置中的电压互感器可以向计量仪表和继电保护等装置提供系统的电压信号,能够替代常规的PT柜。
8.能够测量系统的单相接地电容电流。
9.装置设备简单,体积小,安装、调试方便,即使用变电站,同样适用于发电厂的高压厂用电系统;既适用于新建站,也适用于老电站的改造。
10.性价比高,相对于消弧线圈系统而言,性能价格比很高。
三、装置主要组成部件及其功能YHXG消弧消谐选线及过电压保护综合装置组成原理如图1所示,其主要有以下六个部件组成:1.大容量ZNO非线性元件组成的组合式过电压保护器YHPBYHPB是一种特殊的高能容的氧化锌过电压保护器,与一般的氧化锌避雷器(MOA)相比,具有以下优点:(1)YHPB组合式过电压保护器采用的是大能容的ZNO非线性电阻和放电间隙相组合的结构,由于间隙元件与ZNO阀片的配合,解决了保护器的荷电率及工频老化问题。
(2)YHPB组合式过电压保护器的冲击系数为1,各种电压波形下的放电电压值相等,不受过电压波形影响,过电压保护值准确,保护性能优良。
(3)YHPB组合式过电压保护器采用四星型接法,可将相间过电压大大降低,与常规避雷器相比,相间过电压降低了60-70%,保护可靠性大大提高。
YHPB组合式过电压保护器是本装置中限制各类过电压的第一器件,主要用来限制大气过电压和操作过电压。
2.可分相控制的高压真空接触器(KA-KC)这是一种特殊的高压真空交流接触器,其三相分体,各相一端分别接至母线,另一端接地。
正常运行时真空开关处于断开状态,受微机控制器控制而动作,各相之间闭锁,当其中任一相闭合使该相母线接地后,其他两相中的任何一相绝对不会动作闭合。
KA-KC的作用是,当系统发生弧光接地时,使其由不稳定的弧光接地故障转变成稳定的金属性接地,从而保护了系统中的设备。
图1消弧消谐选线及过电压保护综合装置电气原理图3.多功能微机控制器SA3000(核心技术)多功能微机控制器是本装置的技术核心部件,它以高抗干扰能力的PIC单片机为核心处理器,核心处理器由两块单片机组成,故障处理速度极快,主要具有以下功能和特点:(1)自动化程度高。
微机控制器的所有功能均为自动执行,无需人工操作,维护和操作简便。
(2)抗干扰性能好,可靠性高。
微机控制器采用二次电源技术,可抵御各种电磁干扰,所有接口均采用光/电隔离,可消除电源及一次系统对控制器的干扰,控制器还设置了Watchdog自复位电路,可实现装置的自动复位,完全避免了外界的各种电磁干扰。
(3)完善的保护功能。
由于微机控制器采用双处理器作为处理单元,所以能同时完成对消弧、消谐及选线的综合控制,而且速度很快。
并且装置能够完成堆电压互感器高压保险熔断报警及电压互感器二次电压信号回路故障报警功能。
(4)电压测量功能。
微机控制器能对系统的电压进行测量,并以数字形式显示出来。
(5)数据远传功能。
微机控制器设有RS485/232通讯接口,能将系统的实时故障信息及装置的工作情况上报控制中心。
(6)故障记录查询功能。
微机控制器带有存储器,能将系统的故障信息(包括故障类型\故障时间等等信息)长期保存,用户可根据需要查询系统的故障记录。
(7)准确的选线功能。
SA3000微机控制器设计了选线模块、可完成多路出线(每段母线32路)的单相接地选线,采用独创的"增量突变法"的选线原理,无论系统发生的是什么性质的接地,均能够准确选出接地线路。
4.高压限流熔断器FU2高压限流熔断器是整个装置的后备保护器件,具有以下特殊功能:n开断容量大,可达63KA;n开断迅速,开断时间小于0.3ms;n限流效果好,可使故障电流限制在最大短路电流冲击电流的1/5以下。
n开断电弧电压低,在熔断器分断过程中电弧电压很低,并当用于低于额定电压系统时,电弧电压将进一步减小,所以可将12Kv的熔断器用于7.2Kv系统而没有损坏系统绝缘的危险。
5.电压互感器(PT)电压互感器可将系统的高压三相信号转变成可供微机控制器SA3000处理的三相电压信号(Ua、Ub、Uc)及中性点信号(Uo)。
6.高压隔离开关QS安装与本装置与电网主母线的连接处,用于本装置安装和维护时的投切。
四、装置的基本工作原理u消弧原理(1)系统发生弧光接地时,微机控制器SA3000判断接地的相别及弧光接地类型,同时发出指令使故障相的真空接触器闭合,把系统由不稳定的弧光接地故障变为稳定的金属性接地故障,故障相的对地电压降为零,原接地故障点的弧光消失,其他两相的对地电压升高至线电压。
这种状态是现行运行规程所允许的。
(2)真空开关动作后数秒后(根据接地性质不同,动作时间不同),微机控制器SA3000令故障相的真空开关断开,若真空开关断开后,再无弧光接地故障现象,说明这一接地故障是暂时性的,系统恢复正常运行;若真空开关断开后,再次出现弧光接地故障,则微机控制器SA3000认定这一故障为永久性弧光接地,此时再次发出指令使故障相的真空开关闭合,SA3000将按照预先设定的程序发出报警信号,告知值班人员故障发生的相别。
在真空开关接地点过程中出现的短暂的过电压,由YHPB进行限制。
(3)故障相真空开关第二次闭合接地后不再分开,只有当故障线路自动或人工切除后,由中央控制室或当地给SA3000发出复位指令,SA3000收到复位指令后,让故障相真空开关断开,系统恢复正常运行。
u消谐原理本装置采用的是微机二次消谐技术,当系统发生谐振时,微机控制器SA3000在PT的开口三角绕组瞬间接入大功率的消谐电阻,利用消谐电阻破坏系统的谐振参数,消耗谐振功率,从而消除系统的谐振故障。
主要具有以下特点:1、采用的是微机二次消谐技术,响应时间非常快,消谐效果远远优于传统的消谐装置;2、对电压互感器保护绕组(开口三角)的电压输出无任何影响,避免了传统消谐技术影响电压互感器保护绕组电压输出的影响的缺点。
u选线原理中性点非有效接地系统发生单相接地故障后,故障线路的查找成为长期困扰该类电力系统的一大技术难题,国内目前生产的小电流选线设备对系统发生单相接地故障,选线准确率很低,特别是当系统的接地故障是单相弧光接地时,装置根本无法进行选择。
目前国内的小电流选线设备的采用点大多为20点/20ms左右,又大多采用傅立叶算法,所以只能采集到五次谐波以内的信号,而弧光接地时的电流信号多在几千赫兹,故此类设备根本无法进行判断。