消弧消諧PT柜原理

1、消弧消諧柜（PT柜）原理GYXH消弧、消諧及過(guò)電壓保護(hù)裝置我國(guó)現(xiàn)有的運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，對(duì)335kV中性點(diǎn)非直接接地的電網(wǎng)，發(fā)生接地故障時(shí)，允許繼續(xù)運(yùn)行兩小時(shí)，如經(jīng)上級(jí)有關(guān)部門批準(zhǔn)，還可以延長(zhǎng)。但規(guī)程對(duì)于“單相接地故障”的概念未做明確界定，如單相接地故障為金屬性接地，故障相電壓降為零，其余兩相的對(duì)地電壓將升高至線電壓UL，因而這類電網(wǎng)的電氣設(shè)備如變壓器、電壓/電流互感器、斷路器及電纜等的對(duì)地絕緣水平，都能滿足長(zhǎng)期承受線電壓作用而不損壞的要求。但是，如果單相接地故障為弧光接地，則其過(guò)電壓一般為3.153.5倍的相電壓，在這樣高的過(guò)電壓持續(xù)作用下，勢(shì)必造成固體絕緣的積累性損傷，在健全相形成絕緣的薄弱環(huán)節(jié)

2、，進(jìn)而發(fā)展為相間短路事故。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，335kV電網(wǎng)屬于中壓配電網(wǎng)，此類電網(wǎng)中內(nèi)部過(guò)電壓幅值不高，所以，危及電網(wǎng)絕緣安全的主要因素不是內(nèi)部過(guò)電壓，而是大氣過(guò)電壓，因而長(zhǎng)期以來(lái)采取的過(guò)電壓保護(hù)措施僅僅針對(duì)防止大氣過(guò)電壓，主要技術(shù)措施僅限于裝設(shè)各種類型的避雷器，其保護(hù)值較高，對(duì)于內(nèi)部過(guò)電壓起不到限制作用。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，架空線路逐步被固體絕緣的電纜線路所取代。由于固體絕緣擊穿的積累效應(yīng)，其內(nèi)部過(guò)電壓，特別是電網(wǎng)發(fā)生單相間歇性弧光接地時(shí)產(chǎn)生的弧光接地過(guò)電壓及由此激發(fā)的鐵磁諧振過(guò)電壓，已成為這類電網(wǎng)安全運(yùn)行的一大威脅。其中以單相弧光接地過(guò)電壓最為嚴(yán)重?；」饨拥剡^(guò)電壓會(huì)使電壓互感器發(fā)生飽和，激發(fā)鐵磁諧

3、振，導(dǎo)致電壓互感器嚴(yán)重過(guò)載，造成熔斷器熔斷或互感器燒毀。由于弧光接地過(guò)電壓持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，能量極易超過(guò)避雷器的承受能力，導(dǎo)致避雷器爆炸。目前國(guó)內(nèi)大多采用消弧線圈補(bǔ)償或自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償式消弧線圈接地方式解決弧光接地過(guò)電壓?jiǎn)栴}，其優(yōu)點(diǎn)是：1、降低了故障點(diǎn)的殘流，有利于接地電弧的熄滅；2、避免了長(zhǎng)時(shí)間燃弧而導(dǎo)致相間弧光短路。3、對(duì)于金屬性接地，系統(tǒng)可帶故障運(yùn)行兩小時(shí)，減少了跨步電壓差。缺點(diǎn)是：1、容易產(chǎn)生串聯(lián)諧振過(guò)電壓和虛幻接地現(xiàn)象；2、放大了變壓器高壓側(cè)到低壓側(cè)的傳遞過(guò)電壓；3、使小電流選線裝置靈敏度降低甚至無(wú)法選線；4、用電感電流去抵消電容電流時(shí)，對(duì)于弧光接地時(shí)的高頻分量部分無(wú)法抵消，因而不能有效地限制

4、弧光接地過(guò)電壓。國(guó)外采取中性點(diǎn)直接接地的方式，國(guó)內(nèi)也有少數(shù)地區(qū)電網(wǎng)采取了經(jīng)小電阻接地的方式。雖然抑制了弧光接地過(guò)電壓，但犧牲了對(duì)用戶供電的可靠性。這種系統(tǒng)在發(fā)生單相接地時(shí)，不論負(fù)荷是否重要，一律人為增加接地電流，使斷路器跳閘，擴(kuò)大了停電范圍和時(shí)間。由于加大了故障電流，發(fā)生弧光接地時(shí)，會(huì)加劇故障點(diǎn)的燒毀。消弧及過(guò)電壓保護(hù)裝置（以下簡(jiǎn)稱GYXH）是保定市廣源電氣有限公司研發(fā)的新型消弧產(chǎn)品，該產(chǎn)品在系統(tǒng)發(fā)生弧光接地時(shí)，將弧光接地轉(zhuǎn)化為金屬性接地，徹底消除了弧光接地過(guò)電壓 ，考慮到柜內(nèi)具有電壓互感器，因而該GYXH還可作為PT柜，根據(jù)用戶需要可增加了消諧、PT切換等PT柜的功能，另外，還可配備內(nèi)置選線

5、。上述功能使得GYXH具備了消弧、消諧、PT切換的作用，由于一機(jī)多能，節(jié)約了現(xiàn)場(chǎng)寶貴的空間。正常運(yùn)行時(shí)微機(jī)控制器不斷檢測(cè)PT提供的電壓信號(hào)，一旦系統(tǒng)發(fā)生PT斷線、單相金屬接地或單相弧光接地時(shí)，PT輔助繞組（開口三角）的電壓立即由低電平轉(zhuǎn)為高電平，微機(jī)控制器啟動(dòng)中斷，并根據(jù)PT二次電壓的變化，判斷故障類型和相別。如果是PT單相斷線故障，則裝置輸出開關(guān)量接點(diǎn)信號(hào)；如果是單相金屬性接地故障，則裝置輸出開關(guān)量接點(diǎn)信號(hào)，也可根據(jù)用戶要求由微機(jī)控制器向真空接觸器發(fā)出動(dòng)作命令；如果是單相弧光接地故障，則微機(jī)控制器向真空接觸器發(fā)出動(dòng)作命令，真空接觸器快速動(dòng)作將不穩(wěn)定的弧光接地轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的金屬性接地；在上述故障

6、發(fā)生時(shí)，裝置輸出開關(guān)量接點(diǎn)信號(hào)，同時(shí)可通過(guò)RS485接口與微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。對(duì)于中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)加裝GYXH后：1、在發(fā)生弧光接地時(shí)，裝置內(nèi)故障相的真空接觸器可快速合閘，將弧光接地轉(zhuǎn)化為金屬性接地不僅使故障點(diǎn)的電弧立即熄滅，同時(shí)也徹底消除了弧光接地過(guò)電壓；2、本裝置具有較高的性價(jià)比，能取代消弧線圈及其配套設(shè)備、電壓互感器柜及其保護(hù)裝置以及小電流接地選線裝置，節(jié)約現(xiàn)場(chǎng)的安裝空間。3、本裝置的保護(hù)功能不受電網(wǎng)大小和運(yùn)行方式的影響；4、裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，適用于供、用電企業(yè)的中性點(diǎn)不直接接地電網(wǎng)。5、保護(hù)功能全，裝置具有消弧功能、PT功能及內(nèi)部與外部各類過(guò)電壓保護(hù)功能；根據(jù)用戶的現(xiàn)場(chǎng)

7、需要，還可以增加PT切換、小電流選線等功能，對(duì)防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，減輕運(yùn)行維護(hù)人員的工作量有重要意義。l型號(hào)含義GYX H / 裝置的額定電流裝置的額定電壓廣源消弧及過(guò)電壓保護(hù)裝置l技術(shù)數(shù)據(jù)額定電壓(最高電壓)（kV）：6(7.2)、10(12)、35(40.5)額定電流（A）：50、63、80、100、125、160、200、250、315額定頻率（Hz）：50額定開斷電流(kA)： 4kA控制器參數(shù)：電源電壓：DC 220V10%通訊接口：RS485l裝置的一次原理接線圖裝置的一次原理接線如圖2所示。該圖可作為本裝置的圖標(biāo)，表示在電氣一次系統(tǒng)接線圖中。l使用條件1、環(huán)境溫度：-10 +6

8、02、大氣壓力：80 110 kPa3、空氣相對(duì)濕度：90%（25）、50%（40）4、海拔高度：2000m，特殊情況可達(dá)4000m。5、安裝地點(diǎn)應(yīng)具有防御風(fēng)、雨、沙和防塵設(shè)施。6、使用地點(diǎn)不得有爆炸危險(xiǎn)的介質(zhì)，周圍介質(zhì)中不得含有腐蝕和破壞絕緣的導(dǎo)電介質(zhì)或氣體，不允許環(huán)境充滿蒸氣及含有較嚴(yán)重霉菌存在。l結(jié)構(gòu)、外形及安裝尺寸整套裝置為固定式開關(guān)柜，外型尺寸可根據(jù)用戶要求加工，6kV（或10kV）仿GZS1柜子結(jié)構(gòu)如下圖所示，對(duì)6kV、10kV的柜體，考慮今后用戶檢修方便，寬度一般不小于1000，對(duì)于35kV柜體，寬度一般不小于1800；深度和高度可以按照與其并柜的柜體尺寸來(lái)定。下圖中尺寸為推薦尺

9、寸。1.微機(jī)控制器微機(jī)控制器根據(jù)電壓互感器提供的信號(hào)，判斷故障類別（PT斷線、金屬接地、弧光接地）和相別，向控制室或上位機(jī)發(fā)出故障信號(hào)，當(dāng)發(fā)生弧光接地時(shí)，立即向故障相真空接觸器發(fā)出動(dòng)作命令。2.高壓隔離開關(guān)用來(lái)控制裝置的投運(yùn)和退出，在裝置需要檢修或調(diào)試時(shí)，與系統(tǒng)隔離并形成明顯的斷開點(diǎn)。3.高壓限流熔斷器組件FU在出現(xiàn)兩相短路、由于裝置內(nèi)部故障或人員誤接線等原因?qū)е卵b置誤判斷時(shí)，可在12ms之內(nèi)快速實(shí)現(xiàn)截流，并將裝置退出，避免造成兩相短路的后果。4.電壓互感器PT為系統(tǒng)中的保護(hù)及計(jì)量設(shè)備提供電壓信號(hào)，為裝置提供被保護(hù)系統(tǒng)的二次電壓和輔助二次電壓信號(hào)。若選用了我公司的專用PT，還可最大限度地避免鐵

10、磁諧振。5.單相體交流真空接觸器在接到微機(jī)控制器的動(dòng)作命令后的立即完成合閘動(dòng)作，使弧光接地故障快速轉(zhuǎn)化為金屬性接地，避免非故障相電壓大幅升高。6.三相過(guò)電壓保護(hù)器GY1-A將相對(duì)地和相與相之間的各種過(guò)電壓限制在設(shè)備絕緣允許的較低水平。7.零序CT和接地電流表在裝置動(dòng)作時(shí)，通過(guò)接地電流表可較準(zhǔn)確地讀出系統(tǒng)的接地電容電流。l裝置的現(xiàn)場(chǎng)安裝與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試1現(xiàn)場(chǎng)安裝注意事項(xiàng)1.1 裝置一、二次設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)安裝工作，原則上應(yīng)由用戶負(fù)責(zé)。若應(yīng)用戶要求，我公司可以提供技術(shù)指導(dǎo)。1.2 主母排對(duì)地、不同相母排之間應(yīng)不小于不同相帶電導(dǎo)體之間的最小安全距離，否則應(yīng)加裝相間隔板或套熱縮套管。1.3 裝置中的三相組合式過(guò)電

11、壓保護(hù)器GY1-A，在搬運(yùn)和安裝過(guò)程中嚴(yán)禁手提電纜。GYXH的各相電纜之間應(yīng)有一定的距離。GY1-A的任一相電纜不得沿著其它相母排敷設(shè)，與不同相母排之間應(yīng)有一定的距離。1.4 裝置在現(xiàn)場(chǎng)做整體耐壓試驗(yàn)之前，應(yīng)將GY1-A電纜從母排上斷開，并切斷微機(jī)控制器和真空接觸器的控制電源。1.5 在現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中，對(duì)主回路的高壓限流熔斷器和PT高壓側(cè)的高壓熔斷器等元件應(yīng)小心輕放，避免損壞。2. 裝置的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)2.1 主回路、控制回路和輔助二次回路工頻耐壓試驗(yàn)額定電壓（有效值）（kV）設(shè)備最高電壓（有效值）（kV）1min工頻耐受電壓（有效值kV）控制和輔助二次回路1min工頻耐壓（有效值kV）對(duì)

12、地、相間及普通斷口隔離斷口67.2303521012424823540.5851102用2500V搖表測(cè)試主回路絕緣電阻不低于500M，控制和輔助二次回路用2500V搖表測(cè)試絕緣電阻不低于10M，方可進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)，加壓標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)上表。2.2 GY1-A絕緣電阻測(cè)試和工頻放電試驗(yàn)用2500V 搖表測(cè)試主回路絕緣電阻不低于500M ，分別對(duì)TBP 的AB 、BC 、BD 、CA 、CD 、AD 施加試驗(yàn)電壓。試驗(yàn)時(shí)將20A 的數(shù)字電流表（ 或數(shù)字萬(wàn)用表電流檔）串入TBP 的接地端。TBP 放電時(shí)數(shù)字電流表會(huì)立即發(fā)生跳變， 此時(shí)應(yīng)立即切斷電源并讀取TBP 放電電壓值。TBP 的工頻放電電壓超出下表規(guī)

13、定的范圍時(shí)，應(yīng)與本公司聯(lián)系處理。額定電壓kV61035持續(xù)運(yùn)行電壓kV7.612.742工頻放電電壓kV12.6016.8020.8827.8464.8086.40端子間絕緣電阻M500M/2500V（參考值）2.3 高壓限流熔斷器FU及PT高壓側(cè)熔斷器測(cè)試用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)試高壓限流熔斷器FU應(yīng)導(dǎo)通；用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)試PT高壓側(cè)熔斷器應(yīng)導(dǎo)通。2.4 裝置的模擬試驗(yàn)用本公司的專用模擬測(cè)試儀(也可使用繼保測(cè)試儀，但該繼保測(cè)試儀應(yīng)能產(chǎn)生三相電壓及開口三角的電壓)，向裝置施加試驗(yàn)電壓進(jìn)行PT斷線、單相金屬接地、單相弧光接地等模擬試驗(yàn)。做PT斷線時(shí)的加壓數(shù)值見(jiàn)下表（單位：V），同時(shí)裝置相應(yīng)的輸出信號(hào)接點(diǎn)

14、應(yīng)接通。故障相別VaVbVca相斷線205050b相斷線502050c相斷線505020做單相金屬接地和單相弧光接地試驗(yàn)時(shí)的加壓數(shù)值見(jiàn)下表（單位：V），裝置相應(yīng)的輸出信號(hào)接點(diǎn)應(yīng)接通。故障相別金屬接地弧光接地UAUbUcUAUbUcA相接地5858558585B相接地8558585585C相接地85855858552.5 裝置的整組動(dòng)作試驗(yàn)裝置通入工作電源，隔離開關(guān)斷開時(shí)液晶屏上應(yīng)有“停運(yùn)”字樣。分別將各相的FU撞桿抬起模擬熔斷器熔斷，裝置面板應(yīng)顯示熔斷器熔斷，用裝置面板上的操作按鈕分別合、分各相接觸器，應(yīng)正常動(dòng)作。在一相真空接觸器合閘時(shí)，操作另一相真空接觸器令其合閘，控制器自動(dòng)先分已合閘的真空

15、接觸器，再合上相應(yīng)相真空接觸器（設(shè)備投運(yùn)后，若一相真空接觸器合閘后，在其它相發(fā)生弧光接地時(shí)，其真空接觸器不再合閘）。合上主回路隔離開關(guān)，液晶屏上應(yīng)有“投運(yùn)”字樣。2.6 裝置的投運(yùn)試驗(yàn)確認(rèn)控制器工作正常、面板顯示正確后，投入裝置的隔離開關(guān)；檢查保護(hù)裝置工作正常后，測(cè)量運(yùn)行系統(tǒng)各相電壓及PT開口三角電壓；斷開隔離開關(guān)的輔助接點(diǎn)，在隔離開關(guān)合閘狀態(tài)下，通過(guò)裝置面板上的操作按紐將任一相真空接觸器合閘，由保護(hù)裝置電流表讀取系統(tǒng)單相接地電容電流值。l裝置的運(yùn)行、維護(hù)與檢修1、裝置運(yùn)行中的檢查項(xiàng)目檢查裝置面板顯示是否正常；檢查盤上儀表指示是否正常；裝置運(yùn)行中有無(wú)異常聲音。2、裝置異常運(yùn)行的處理2.1 面板

16、顯示異常應(yīng)檢查PT二次回路及輸出電壓是否正常，PT二次熔斷器是否熔斷。若上述檢查未發(fā)現(xiàn)異常，則與本公司技術(shù)人員聯(lián)系。2.2 裝置運(yùn)行中有異常聲音應(yīng)仔細(xì)檢查辨認(rèn)是電磁聲音、機(jī)械震動(dòng)聲音還是放電聲音，同時(shí)測(cè)試PT二次輸出電壓分析判斷是鐵磁諧振、絕緣不良或系統(tǒng)異常等引起，根據(jù)不同原因采取相應(yīng)對(duì)策。3、裝置動(dòng)作后的處理3.1 裝置故障報(bào)警后的處理裝置故障報(bào)警后，可先按照裝置異常運(yùn)行時(shí)的處理方法進(jìn)行檢查，若未發(fā)現(xiàn)異常，則與本公司技術(shù)人員聯(lián)系。3.2 裝置發(fā)出PT斷線信號(hào)時(shí)的檢查處理根據(jù)裝置面板上顯示的故障相別，檢查PT高壓側(cè)熔斷器是否熔斷，PT一次回路是否良好。3.3 裝置發(fā)出金屬接地信號(hào)時(shí)的檢查處理利

17、用自動(dòng)選線裝置或人工選線，參考裝置面板上提示的故障相別,選出故障線路。當(dāng)故障線路被切除或故障消失后，裝置自動(dòng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。3.4 裝置真空接觸器動(dòng)作后的檢查處理當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相弧光接地時(shí)，故障相真空接觸器合閘，此時(shí)，應(yīng)做如下檢查處理：讀取電流表指示的接地電流值，檢查高壓限流熔斷器FU撞桿是否彈出，調(diào)出裝置的記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)小電流選線裝置的選線結(jié)果及裝置的記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。若故障線路暫時(shí)不具備停電條件，則可先進(jìn)行轉(zhuǎn)移負(fù)荷的倒閘操作，此時(shí)由于裝置處于動(dòng)作狀態(tài)，故障點(diǎn)的電弧已經(jīng)熄滅，非故障相的弧光接地過(guò)電壓被限制在線電壓的水平，不必?fù)?dān)心系統(tǒng)運(yùn)行的安全問(wèn)題。當(dāng)故障線路被切除或故障消失后，可通過(guò)裝置面

18、板上的“復(fù)位”按鈕將裝置復(fù)位。3.5 高壓限流熔斷器FU熔斷時(shí)的處理若高壓限流熔斷器FU的撞桿已經(jīng)彈出則表明熔斷器已經(jīng)熔斷，此時(shí)應(yīng)做如下檢查處理：檢查系統(tǒng)電容電流是否過(guò)大；調(diào)閱裝置的記錄數(shù)據(jù)，并檢查現(xiàn)場(chǎng)，看是否在裝置動(dòng)作時(shí)系統(tǒng)發(fā)生了二相異地的相繼接地故障；檢查PT高壓側(cè)熔斷器是否完好，系統(tǒng)是否發(fā)生了鐵磁諧振。若是發(fā)生了不同相的相繼接地故障，或系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振，則用戶可先用備品將損壞的FU更換下來(lái)，使裝置恢復(fù)運(yùn)行，然后通知本公司補(bǔ)充備品。若系統(tǒng)電容電流過(guò)大，或沒(méi)有找到FU熔斷的原因，則應(yīng)通知本公司技術(shù)人員處理。4、裝置的檢修4.1 安全措施裝置檢修前或裝置動(dòng)作后更換易損件之前，須做好下述安全措施：檢查真空接觸器在分閘位置；拉開裝置的隔離開關(guān)；切斷裝置的工作電源；完成停電、驗(yàn)電、裝設(shè)接地線等保證安全的技術(shù)措施；取下PT高壓熔斷器；取下高壓限流熔斷器FU，并用導(dǎo)線取代之；將GY1-A接線斷開。4.2 裝置正常檢修時(shí)的檢查項(xiàng)目裝置12年檢查一