RZX1消弧選線和過電壓保護(hù)綜合裝置

1、RZX1消弧選線及過電壓保護(hù)綜合裝置* A *-*一、產(chǎn)品概述RZX1消弧消諧選線及過電壓保護(hù)綜合裝置用于335KV三相非直接接地電力系統(tǒng)中，對(duì)各類過電壓進(jìn)行限制，以提高該類電網(wǎng)運(yùn)行的安全性及供電的可靠性。間歇性弧光接地的危害我國(guó)335KV(66KV)非直接接地的電網(wǎng)，發(fā)生單相金屬性接地時(shí)，其余兩相的對(duì)地電壓 將升高至線電壓(UI)，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、電纜線路等的對(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。傳統(tǒng)觀念片面認(rèn)為，335KV電網(wǎng)屬于中壓配電網(wǎng)，此類電網(wǎng)中內(nèi)部過電壓的幅值不高，所以危機(jī)電網(wǎng)絕緣安全的主要因素不因該是內(nèi)部過電壓，而是大

2、氣過電壓。因而長(zhǎng)期以來采取的過電壓保護(hù)措施僅僅針對(duì)防止大氣過電壓，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)部過電壓不起任何保護(hù)作用。然而，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，架空線路逐漸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)部過電壓， 特別是電網(wǎng)發(fā)生單相間歇型弧光接地時(shí)產(chǎn)生的弧光接地過電壓及由此 而激發(fā)的鐵磁諧振過電壓， 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電壓最為 嚴(yán)重?，F(xiàn)有運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，當(dāng)非直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，允許繼續(xù)運(yùn)行兩小時(shí)，如經(jīng) 上級(jí)部門批準(zhǔn)， 還可以延長(zhǎng)。 但規(guī)程對(duì)于“單相接地故障”的概念未作明確界定。 如果單相接地故 障為

3、金屬性直接接地，則故障相對(duì)地電壓降為零，其余兩健全相的對(duì)地電壓升高至線電壓 Ul ，前 面已指出， 這類電網(wǎng)中的電氣設(shè)備在正常情況下都能承受這種過壓而不損壞。但是，如果單相接地故障為弧光接地， 則其過電壓持續(xù)作用下，勢(shì)必造成電氣設(shè)備絕緣的積累性損傷， 在健全相的絕緣 薄弱環(huán)節(jié)造成對(duì)地?fù)舸┻M(jìn)而進(jìn)發(fā)相同間短路事故。目前國(guó)內(nèi)為限制弧光接地過電壓所采取的措施 隨著我國(guó)對(duì)城市及農(nóng)村電網(wǎng)大規(guī)模的技術(shù)改造，城市10KV 配電網(wǎng)已經(jīng)向電纜化發(fā)展，城郊結(jié)合部及農(nóng)村35KV （電容電流小于10A）、10KV（電容電流小于 30A）電網(wǎng)也將進(jìn)一步擴(kuò)大。為了解決這 類電網(wǎng)弧光接地產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間過電壓的問題， 國(guó)內(nèi)大多采用

4、消弧線圈補(bǔ)償或經(jīng)自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償式消弧線 圈接地的方式。其優(yōu)點(diǎn)是： 降低故障點(diǎn)的殘流，有利于接地電弧的熄滅； 避免了長(zhǎng)時(shí)間燃弧而導(dǎo)致相間弧光短路。其缺點(diǎn)是： 容易產(chǎn)生串聯(lián)諧振過電壓和虛幻接地現(xiàn)象； 放大了變壓器高壓側(cè)到低壓側(cè)的傳遞過電壓； 使小電流選線裝置靈敏度降低甚至無法選線； 用電感電流去抵消電容電流時(shí)，對(duì)于弧光接地時(shí)的高頻分量部分無法抵消； 由于電網(wǎng)運(yùn)行方式的多樣化及弧光接地點(diǎn)的隨機(jī)性，消弧線圈要對(duì)電容電流進(jìn)行有效補(bǔ)償難度很大。目前國(guó)外對(duì)335KV中等電壓的電網(wǎng)采取中性點(diǎn)直接接地的方式，國(guó)內(nèi)也有極少數(shù)地區(qū)采取了經(jīng)小電阻接地的方式。雖然抑制了弧光接地過電壓，克服了消弧線圈存在的問題，但是犧牲了

5、對(duì)用戶供電的可靠性。這種系統(tǒng)發(fā)生單相接地或弧光接地，使并不存在弧光接地過電壓危害的金屬性接地故障線路也被切除，擴(kuò)大了停電范圍和時(shí)間。同時(shí)由于加大了故障電流，對(duì)于弧光接地則加劇了故障點(diǎn)的燒損。二、裝置的組成和功能本公司生產(chǎn)的消弧消諧選線及過電壓保護(hù)裝置(簡(jiǎn)稱RZX1就是為了迅速消除中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)弧光接地給電氣設(shè)備帶來的危害而研制的最新技術(shù)產(chǎn)品。它主要由以下部分組成。1.三相組合式過電壓限制器 RSA起限制系統(tǒng)過電壓的作用RSA是 一種特制的高能容的氧化鋅過電壓限制器，和一般的氧化鋅避雷器(MOA結(jié)構(gòu)不同，主要具有一下優(yōu)點(diǎn)： RSA過電壓限制器采用高能 ZnO非線性電阻和放電間隙組合而成，兩

6、者互為保護(hù)，放電間隙使ZnO非線性電阻的荷電率為零，因而 ZnO非線性電阻不會(huì)老化；ZnO非線性電阻又使放電間 隙動(dòng)作后無續(xù)流，放電間隙不再承擔(dān)滅弧任務(wù)，使用壽命長(zhǎng)。RSA過電壓限制器的沖擊系數(shù)為 1，各種電壓波形下放電電壓值相等，不受過電壓波形的 影響，過電壓保護(hù)值準(zhǔn)確，保護(hù)性能優(yōu)良。 RSA過電壓限制器采用四星形接法，可使相間過電壓大大降低，和常規(guī)避雷器相比，相間過電壓降低了 40%保護(hù)的可靠性能優(yōu)良。RSA過電壓限制器是本裝置中限制各類過電壓的第一元件，在本裝置未動(dòng)作之前將各類過電壓限制 在安全范圍之內(nèi)。2.可分相控制的高壓真空接觸其KA、KA、KCKA、KA、KC是一組分相控制的單相真

7、空交流接觸器，一端分別接至母線，另一端直接接地。正常 運(yùn)行時(shí)，接觸器均處于斷開狀態(tài)，受控制器RZK的控制而合閘。各相真空接觸器操作回路互相封鎖, 當(dāng)KA、KA、KC其中任何一個(gè)相合閘后，其他兩個(gè)任何一相不會(huì)再動(dòng)作。KA、KA、KC的作用是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生弧光接地過電壓時(shí)，使其由不穩(wěn)定的弧光接地迅速轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的金屬性直接接地，從而保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備，使其不受損害。3.智能控制器RZK智能控制器RZK是本技術(shù)的核心部件。它根據(jù)PT提供的Uao Ubo、Uco、I的信號(hào)來斷定接地故障發(fā)生的相別及接地屬性（金屬性直接接地和弧光接地），按照預(yù)先設(shè)定的方式控制高壓 真空接觸器動(dòng)作本控制器是由嵌入式雙 CPU組成，是整

8、個(gè)綜合裝置測(cè)量、顯示、運(yùn)算、通訊和執(zhí)行的中心處理機(jī)構(gòu)，具有以下功能和特點(diǎn)： 智能化程度高 本綜合裝置所有的功能均為自動(dòng)執(zhí)行，無需人工操作，維護(hù)和操作極為方便。 抗干擾性能好 可靠性高 智能控制器采用第二次電源技術(shù)，可抵御各種電磁干擾，所有的采集接口全部采用光/電隔離，可消除一次系統(tǒng)對(duì)控制器的干擾。 良好的遠(yuǎn)動(dòng)功能 RZK裝置設(shè)置了完善的遠(yuǎn)動(dòng)功能，控制器設(shè)有RS-485串行接口，可作為變電站綜合自動(dòng)化的一個(gè)子站，接入綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。 完善的控制功能RZK智能控制器可同時(shí)完成對(duì)消弧、消諧和選線的綜合控制，有效地降 低了設(shè)備的投資成本。 準(zhǔn)確的選線功能RZK智能控制器設(shè)有選線模塊，可完成多路岀線的單

9、相接地選線。采用群體比副比相，暫態(tài)電流變化等多種選線算法進(jìn)行綜合表決，顯著提高了接地選線的準(zhǔn)確率和可靠性。4. 高壓限流熔斷器XRNT以防止因RZK誤判斷而引起的相間短路高壓限流熔斷器是整個(gè)裝置的后備保護(hù)元件，具有以下功能：開斷容量大，可達(dá)50KA開斷迅速，開斷時(shí)間v 1.5ms限流效果好，可使故障電流小于短路電流的1/55. 帶有輔助二次繞組的電壓互感器PT用于本綜合裝置對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)。6. 隔離開關(guān)安裝于本綜合裝置和電網(wǎng)的連接端，用于本綜合裝置在安裝和維修時(shí)的投切三、裝置的基本原理本裝置的工作原理如圖所示:4哥也Q翡不也離耳斗KR離心申理峭呼在NA-K草羽高隔草黑PTff-UUZKW

10、HtFWS當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，RZK將對(duì)Uao Ubo Uco I的三相信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，判斷接地相別和接地屬性，根據(jù)接地屬性 RZK作岀如下處理: 如果接地故障是穩(wěn)定的金屬性直接接地，則RZK發(fā)岀故障相別及接地屬性（金屬接地）的指示信號(hào)。同時(shí)RZK配有微機(jī)選線保護(hù)，由微機(jī)選線保護(hù)處理解決。 如果接地故障是不穩(wěn)定的間歇性弧光接地，則故障相接觸器合閘，投入高能限壓器和多功能電容器，進(jìn)行限壓消弧。如果接地故障是穩(wěn)定的間歇性弧光接地，則故障相接觸器和共用接觸器同時(shí)合閘，將接地故障轉(zhuǎn)化成金屬性直接接地，使故障消除。 故障相接觸器在動(dòng)作合閘投入高能限壓器和多功能電容器后，RZK令接地的接觸器斷開系統(tǒng)恢

11、復(fù)正常運(yùn)一次。若接觸器斷開后再無弧光接地故障現(xiàn)象，說明這一次接地故障是暫時(shí)性的,RZK認(rèn)定這一故障為永久性的行，RZK返回原始狀態(tài)。若接觸器斷開后再次出現(xiàn)弧光接地故障，則弧光接地，此時(shí)再次指令相應(yīng)的故障相接觸器閉合，同時(shí)共用接觸器閉合，RZK將按照預(yù)先設(shè)定的程序發(fā)出警告信號(hào)，告知值班人員故障發(fā)生的相別，同時(shí)RZK自配微機(jī)選線保護(hù)進(jìn)行選線處理。在接觸器斷開接地點(diǎn)的過程中出現(xiàn)短暫的過電壓，由RSA進(jìn)行限制。 接觸器第二次（連續(xù)的同一組）閉合接地后不再分開，只有當(dāng)故障線路自動(dòng)或者人工切除后，由中控室或現(xiàn)場(chǎng)給 RZK發(fā)送復(fù)位指令，RZK收到復(fù)位指令后，讓接觸器斷開，系統(tǒng)恢復(fù)正常。 本裝置加裝有高壓限流

12、熔斷器，以防止因RZK誤判斷或誤接線引起的相間短路。四、產(chǎn)品的適用范圍及功能RZX1系列消弧消諧選線及過電壓保護(hù)裝置主要用于335KV中性點(diǎn)非有效接地的電力系統(tǒng)，對(duì)這類電網(wǎng)的各種過電壓， 特別是單相間歇性電弧接地過電壓和諧振過電壓提供可靠保護(hù)。其主要功能： 替代電壓互感器柜，提供電壓監(jiān)控功能。 替代消弧線圈，消除間歇性弧光接地故障，并具有消弧線圈所不具有的限制弧光接地過 電壓的功能。 替代各類消諧器，限制并消除諧振過電壓。 具有限制雷電過電壓，大氣過電壓操作過電壓的功能。 根據(jù)用戶要求實(shí)現(xiàn) PT 切換功能。五、裝置的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)加裝本裝置后： 各類相對(duì)地及相和相之間的過電壓均被限制到

13、較低的電壓水平，原來由此引發(fā)的絕緣事故將大為減少； 原來作用時(shí)間最長(zhǎng)、對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行危害最大的單相弧光接地過電壓將被限制，同時(shí) 隨著故障相母線的直接接地而消失； 由于母線過電壓被限制在較低的水平，原來可能引發(fā)的鐵磁諧振過電壓的可能性大大減 少； 原來按設(shè)計(jì)規(guī)范要求應(yīng)裝設(shè)消弧線圈系統(tǒng)，可以不再裝設(shè)，而且其限制過電壓的功能將 比裝設(shè)消弧線圈更好、更完善； 有裝置的工作原理可知，其限制過電壓的機(jī)理和電網(wǎng)對(duì)地電容電流的大笑無關(guān)，因而其 保護(hù)性能不隨電網(wǎng)運(yùn)行方式的改變而變化； 裝置設(shè)備簡(jiǎn)單，體積小、安裝、調(diào)試方便，即適用于變電站，同樣適用于發(fā)電廠的高壓 廠用電系統(tǒng)；即使用于新建電站，也適用于老站的改造

14、； 價(jià)格低廉，相對(duì)于消弧線圈接地系統(tǒng)而言，具有較高的性能價(jià)格比。六、型號(hào)說明1、型號(hào)含義2、額定頻率： 50（ Hz） 3、額定電壓： 3、6、10、35（kv ）4、額定電流： 10、 31.5 、63、80、100、125、160、200、315（A）5、額定短路開斷電流： 50KA6、智能控制器參數(shù)：電源電壓： 220V DC/AC電壓測(cè)量精度： 0.5%通訊接口： RS485配有選線功能，選線響應(yīng)時(shí)間v 1S （可選功能）選線路數(shù)：最大32路（根據(jù)用戶要求確定）七、外形、結(jié)構(gòu)裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸（ 10kv ）1000X1500X2300 （寬乂深乂高）mm （也可根據(jù)客戶特殊要求，特殊生產(chǎn)

15、）Olf1、智能控制器2、穿墻套管3、高壓隔離開關(guān)4、隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)5、高壓限流熔斷器6、高壓熔斷器7、單相真空接觸器8電壓互感器 9、RSA過電壓限制器圖示 八、選型及要求裝置的額定電壓等于系統(tǒng)的額定電壓。 裝置的額定電流不小于被保護(hù)系統(tǒng)的最大對(duì)地電容電流。九、使用環(huán)境條件溫度環(huán)境 戶內(nèi)型-30C - +60C戶外型-40C - +60C海拔環(huán)境 v 2000m,特殊情況可達(dá)4000m使用環(huán)境 不得有粉塵、煤氣、煙氣等具有爆炸性介質(zhì)的場(chǎng)所 十、包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存1、一般采用木箱包裝，柜體底座應(yīng)固定在包裝箱底板上。2、不要在三級(jí)以下的公路上長(zhǎng)距離運(yùn)輸，必要時(shí)可拆散包裝，重要部件盡量不采用公路運(yùn)輸。3、長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)儲(chǔ)存在干燥、通風(fēng)的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，不宜長(zhǎng)期在戶外存儲(chǔ)。 十一、安裝、調(diào)試、維護(hù)1、本公司負(fù)責(zé)根據(jù)用戶的要求進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)及參數(shù)選擇，設(shè)備組裝調(diào)試完畢后，由專業(yè)檢測(cè)人員 檢測(cè)合格后方能出廠。 如用戶需要， 本公司可負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安裝指導(dǎo)及調(diào)試服務(wù)， 用戶必須提供必備的 配合和協(xié)助。2、設(shè)備正常工作時(shí)不需要維護(hù)和檢修，但在受到大的故障電流沖擊后必須進(jìn)行仔細(xì)檢查，檢查熔 斷器是否損壞，檢測(cè)接觸器的觸頭是否接觸良好，查看計(jì)數(shù)器動(dòng)作情況。3、 用戶在遵守保管及使用的情況下，從安裝使用之日起12個(gè)月，或從發(fā)貨之日起 18個(gè)月期限內(nèi)， 產(chǎn)品