消弧消諧及過電壓保護裝置

NS-XHG消弧消諧柜技術使用說明書保定市新思達電氣科技有限公司TOC\o"1-5"\h\z一、 產品概述及適用范圍 3二、 裝置的主要功能特點 4\o"CurrentDocument"2.1主要功能 4\o"CurrentDocument"2.2裝置特點 4三、 裝置的技術參數(shù) 4\o"CurrentDocument"3.1工作環(huán)境 4\o"CurrentDocument"3.2裝置額定參數(shù) 5\o"CurrentDocument"3.3智能控制器參數(shù) 5四、 型號說明 5五、 結構 5\o"CurrentDocument"5.1三相組合式過電壓限制器TPB 6\o"CurrentDocument"5.2可分相控制的高壓真空接觸器KA.KB.KC 6\o"CurrentDocument"5.3智能控制器DXH 6\o"CurrentDocument"5.4高壓限流熔斷器 7\o"CurrentDocument"5.5帶有輔助二次繞組的電壓互感器 7\o"CurrentDocument"5.6隔離開關 7六、 裝置的基本原理 7\o"CurrentDocument"6.1控制原理 7\o"CurrentDocument"6.2消諧原理 8\o"CurrentDocument"6.3選線原理 8七外形、結構 8八、 選型及要求 9九、 包裝、運輸、儲存 9十、安裝、調試、維護 9十一、訂貨須知 9、產品概述及適用范圍我國35kV及以下的配電網，大多數(shù)采用中性點非有效接地方式，這種運行方式在單相接地時允許短時間帶故障運行，因而大大提高了系統(tǒng)的供電可靠性。然而，隨著電網的發(fā)展，架空線路逐步被固體絕緣的電纜線路所取代，系統(tǒng)對地電容電流急劇增加，單相接地后流經故障點的電流較大，電弧不易熄滅，容易產生間隙性弧光接地過電壓，及由此而激發(fā)的鐵磁諧振過電壓，對系統(tǒng)的絕緣會產生很大的破壞，如不及時消弧，甚至會導致相間短路事故，已成為這類電網安全運行的一大威脅，其中以單相弧光接地過電壓最為嚴重。當前現(xiàn)狀：為了解決這類電網弧光接地產生長時間過電壓的問題，國內大多采用消弧線圈補償或經自動跟蹤補償式消弧線圈接地的方式，當發(fā)生單相接地時，利用消弧線圈所產生的電感電流補償系統(tǒng)單相接地電容電流，達到熄滅電弧的目的。雖然消弧線圈對抑制間隙性弧光接地過電壓和鐵磁諧振過電壓有一定作用，但也存在一些問題，主要問題有：容易產生串聯(lián)諧振過電壓和虛幻接地現(xiàn)象。?放大了變壓器高壓側到低壓側的傳遞過電壓；用電感電流去抵消電容電流時，僅能補償工頻電容電流，對于弧光接地時的高頻分量和有功分量部分無法抵消消弧線圈容量選擇過大，補償效果不好，容量選擇過小，不利于電網的遠景規(guī)劃。組件多，結構復雜，裝置自身故障率較高。目前，國內也有少數(shù)地區(qū)采取了經小電阻接地的方式。雖然抑制了弧光接地過電壓，克服了消弧線圈存在的問題，但犧牲了對用戶供電的可靠性。這種系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，人為增加短路電流使斷路器速斷動作，不論負荷性質及重要性，一律切除故障線路而且也不能分辨出金屬性接地或弧光接地，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，擴大了停電范圍和時間。同時由于加大了故障電流，對于弧光接地則加劇了故障點的燒損。解決辦法：針對目前小接地電流系統(tǒng)存在的問題，本公司研制了DXH消弧消諧柜。本裝置原理先進，功能完善，自動化程度高，在安裝維護、可靠性、控制功能等方面比消弧線圈更有優(yōu)勢，是小接地電流系統(tǒng)解決接地問題的理想選擇。本裝置利用微機控制技術、過電壓保護技術和真空高壓開關等組成一套自動保護系統(tǒng)，在中性點非有效直接接地電力系統(tǒng)中，可以對雷電、操作、諧振以及弧光接地等各類過電壓進行限制；采用限制故障相的恢復電壓及恢復電壓的上升速度，快速消除間隙性弧光接地故障，采用短接母線上的PT開口三角繞組，消除非線性諧振故障，另外本裝置還具有準確的接地選線功能和跳閘功能，為快速故障定位和故障排除提供依據，極大提高該類電網運行的安全性及供電的可靠性。適用范圍：本裝置是一套綜合性的保護裝置，能全面解決小接地電流系統(tǒng)的接地問題，可廣泛應用于我國的電力、冶金、化工、煤炭和石油等行業(yè)的35KV及以下中性點非有效接點的配電網中。二、裝置的主要功能特點2.1主要功能2.1.1過電壓保護功能，限制雷電過電壓、操作過電壓和相間過電壓。2.1.2替代消弧線圈消除間歇性弧光接地故障，并具有的限制弧光接地過電壓的功能。2.1.3判斷接地故障，區(qū)分弧光接地、高阻接地和金屬性接地，并記錄接地故障信息，保存最近20次接地故障信息，裝置掉電數(shù)據永不丟失。2.1.4能區(qū)分單相接地和鐵磁諧振，快速消除PT鐵磁諧振。2.1.5替代電壓互感器柜，提供電壓監(jiān)測功能。2.1.6選線功能：最大36路選線功能，快速準確查找單相接地故障線路。2.1.7遠動功能：二進制方式進行編碼（可選）。2.1.8PT一次、二次側斷線報警功能。2.1.9高壓限流熔斷器熔斷報警功能。2.1.10通訊功能：裝置可以通過RS-232或RS-485通訊口與上位機通訊.2.2裝置特點2.2.1全面的過電壓保護功能，各類相對地及相與相之間的過電壓均被限制到較低的電壓水平，使系統(tǒng)的絕緣事故大大降低，由于母線過電壓被限制在較低的水平，原本可能引發(fā)的鐵磁諧振過電壓的可能性大大減少。2.2.2先進科學的消弧原理，多重手段保證弧光接地故障的快速消除，同時弧光過電壓被限制到較低的電壓水平，原來按設計規(guī)范要求應裝設消弧線圈的系統(tǒng)，可以不再裝設，而且其限制過電壓的功能將比裝設消弧線圈更好、更完善。2.2.3二次小電阻消諧，快速、安全、可靠。2.2.4新型選線原理，選線準確。2.2.5由裝置的工作原理可知，消弧的機理與系統(tǒng)接地電容電流大小無關，不改變系統(tǒng)的運行方式，無需考慮增容，便于電網的改造和遠景規(guī)劃。2.2.6占地小，節(jié)省系統(tǒng)投資，可替代PT柜，對于老站改造只需要把PT柜一換即可。2.2.7多臺消弧柜可協(xié)調工作，柜體間通過總線通訊，方便用戶查找故障線路。2.2.8整個裝置集成在一個高壓開關柜內，結構簡單，體積較小，安裝方便，價格低廉，相對于消弧線圈接地系統(tǒng)而言，具有較高的性能價格比。2.2.9裝置自動化程度高，運行和維護極為方便。三、裝置的技術參數(shù)3.1工作環(huán)境環(huán)境溫度： -25°C?+55°C；大氣壓：80?110Kpa；環(huán)境濕度：月平均最大相對濕度低于95%，機殼表面無凝露；

沒有導致金屬或絕緣損壞的腐蝕性氣體及較嚴重的塵埃和霉菌，無火災爆炸危險的物質。3.2裝置額定參數(shù)額定頻率：50（Hz）；額定電壓：3、 6、 10、 35（kV）；額定電流：10、 31.5、 63、 80、 100、 125、 160、 200、 315（A）；額定短路開斷電流：50kA.3.3智能控制器參數(shù)1） 電源電壓：220VDC/AC，允許偏差-20%?10%；2） 電源功率：＜25W；3） 通訊接口：RS-485（或RS-232）；4） 配有選線功能，選線路數(shù)最大36路（根據用戶要求確定）；6） 報警和遠動輸出觸點容量:AC250V2A；DC220V0.2A；7） 零序電壓啟動值30V?120V，動作準確度：誤差W5%；8） 電磁兼容達到國家W級水平。四、型號說明XHG-口/口 額定電流：10,31.5,63,80,100,125,160,200,315(A)系統(tǒng)電壓：3,6,10,35(kV) 裝置代號五、結構低壓電流互感器 電流表附注：QS一高壓隔離開關KR一低壓電流互感器 電流表附注：QS一高壓隔離開關KR一高壓限流熔斷器KA~KC一單相高壓真空接觸器TPB-組合式過電壓限制器PT一電壓互感器DXH——智能控制器DXH本公司生產的消弧消諧柜就是為了迅速消除中性點非直接接地系統(tǒng)弧光接地給電氣設備帶來的危害而研制的最新技術產品。它主要由以下部分組成：5.1三相組合式過電壓限制器TPBTPB是一種特制的高能容的氧化鋅過電壓限制器，主要是用來防止大氣過電壓和各種操作過電壓。它與一般的氧化鋅避雷（ MOA）結構不同，TPB過電壓限制器采用高能容ZnO非線性電阻和放電間隙組合而成，兩者互為保護，放電間隙使ZnO非線性電阻的荷電率為零，因而ZnO非線性電阻不會老化；ZnO非線性電阻又使放電間隙動作后無續(xù)流，放電間隙不再承擔滅弧任務，使用壽命長； TPB過電壓限制器具有很高的保護性能和可靠的穩(wěn)定性，能承受較高值間的暫態(tài)過電壓而不損壞；TPB過電壓限制器采用四星形接法，可使相間過電壓大大降低，與常規(guī)避雷器相比，相間過電壓降低了40%，保護的可靠性大為提高；TPB過電壓限制器是本裝置中限制各類過電壓的第一元件，在本裝置接觸器未動作之前將電壓限制在安全范圍以內。5.2可分相控制的高壓真空接觸器KA.KB.KCKA、KB、KC是一組分相控制的單相真空交流接觸器，正常運行時，接觸器均處于斷開狀態(tài)，保證本裝置對系統(tǒng)的正常運行不會產生影響，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，受控制器DXH的控制而合閘。各相真空接觸器操作回路相互閉鎖，當其中任一相合閘使該相母線接地后，其他兩相中任何一相不會再動作。KA.KB.KC的作用是當系統(tǒng)發(fā)生弧光接地過電壓時，使其由不穩(wěn)定的弧光接地迅速轉變成穩(wěn)定的金屬性直接接地，從而消除弧光接地。5.3智能控制器DXH它是本技術的核心部件。它根據PT提供的Uao、Ubo、Uco、U△的信號來判定接地故障發(fā)生的相別及接地屬性（金屬性直接接地、高阻接地和弧光接地），按照預先設定的方式控制高壓真空接觸器動作。本控制器以高性能DSP為處理核心，是整個成套裝置測量、顯示、運算、通訊和執(zhí)行的中心處理機構，具有以下功能和特點：1） 智能化程度高。本綜合裝置所有的功能均為自動執(zhí)行，無需人工操作，維護和操作極為方便。2） 抗干擾性能好，可靠性高。智能控制器采用二次電源技術，可抵御各種電磁干擾，所有的采集接口全部采用兩次光/電隔離，徹底消除一次系統(tǒng)對控制器的干擾。3） 良好的通訊功能：DXH智能控制器設置了完善的通訊功能，控制器設有RS-485/RS-232串行接口，可作為變電站綜合自動化的一個子站，接入綜合自動化系統(tǒng)。4） 完善的控制功能：DXH智能控制器可同時完成對消弧、消諧和選線的綜合控制，有效地降低了設備的投資成本。5） 準確的選線功能。DXH智能控制器設有選線模塊，可自動完成多路出線的單相接地選線。采用群體比副比相、基波增量法等多種選線算法進行綜合表決，顯著提高了接地選線的準確率和可靠性，為用戶快速消除接地故障提供參考。5.4高壓限流熔斷器高壓限流熔斷器是整個裝置的后備保護元件，假如設備在消弧時，誤將高壓真空接觸器投于健全相，這時高壓限流熔斷器會立即熔斷，避免造成相間短路，它具有以下優(yōu)點.八、、：1） 開斷容量大，可達50kA；2） 開斷迅速，開斷時間＜1.5mS；3） 限流效果好，可使故障電流小于短路電流的1/5。5.5帶有輔助二次繞組的電壓互感器用于本綜合裝置對系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)測。5.6隔離開關安裝于本綜合裝置與電網的連接端，用于本綜合裝置在安裝和維修時的投切。六、裝置的基本原理6.1控制原理當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，DXH智能控制器將對PT檢測的電壓信號Uao、Ubo、Uco、U△的進行計算處理，判斷接地相別和接地屬性，根據接地屬性控制器作出如下處理：■如果接地故障是穩(wěn)定的金屬性接地或高阻接地，則控制器發(fā)出故障相別及接地屬性（金屬接地、高阻接地）的指示信號。同時控制器配有微機選線功能，選出單相接地的故障線路.■如果接地故障是不穩(wěn)定的間歇性弧光接地，則判定接地的相別，同時發(fā)出指令使接觸器中對應的一相接地。這時，系統(tǒng)由不穩(wěn)定的弧光接地轉變成穩(wěn)定的金屬性直接接地，故障相的對地電壓降為零，故障點的弧光消失，其他兩相的對地電壓穩(wěn)定在線電壓?！龉收舷嘟佑|器在動作接地后，經過幾秒鐘延時，控制器令接地的接觸器斷開一次。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性的，系統(tǒng)恢復正常運行，控制器返回原始狀態(tài)。若接觸器斷開后再次出現(xiàn)弧光接地故障，則控制器認定這一故障為永久性的弧光接地.如果為母線弧光接地則接觸器再次重合，控制器將按照預先設定的程序發(fā)出警告信號，告知值班人員故障發(fā)生的相別，閉鎖等待用戶處理。在接觸器斷開接地點的過程中出現(xiàn)的短暫的過電壓，由TPB進行限制?！鼋佑|器第二次（連續(xù)的同一相）閉合接地后不再分開，只有當故障線路自動或者人工切除后，由中控室或現(xiàn)場給控制器發(fā)送復歸指令，控制器收到復歸指令后，讓接觸器斷開，系統(tǒng)恢復正常?！鋈绻鸇XH智能控制器判斷發(fā)生PT斷線或高壓限流熔斷器熔斷，則發(fā)出警告信

號，并將故障通過通過通訊上傳到后臺?！龆嗵籽b置并聯(lián)運行時，如果母線并聯(lián)，只能有一套裝置投入運行，應閉鎖其他母線上的裝置。本裝置加裝有高壓限流熔斷器，以防止因控制器誤判斷或誤接線引起的相間短路。6.2消諧原理當系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振時，DXH控制器控制消諧繼電器在PT的開口三角投入消諧電阻，消耗諧振能量，達到消諧的目的。6.3選線原理DXH控制器采用比幅比相法、零序阻抗變化等多種選線算法進行綜合表決，判斷系統(tǒng)饋線中的接地線路，并將結果發(fā)送到上位管理機，極大地提高了接地選線的準確率和可靠性。七外形、結構裝置的標準尺寸（6KV、10KV）:1000x1500x2300mm（寬x深x高）；裝置的標準尺寸（35KV）:2000x2400x2930mm（寬x深x高）；（也可根據用戶要求，特殊生產）1、 智能控制器2、 穿墻套管3、 高壓隔離開關4、 隔離開關操作機構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、 TPB過電壓限制器八、選型及要求9.1裝置的額定電壓等于系統(tǒng)的額定電壓。9.2裝置的額定電流不小于被保護系統(tǒng)的最大對地電容電流。九、包裝、運輸、儲存一般采用木箱包裝，柜體底座應固定在包裝箱底板上。建議不要在三級以下公路上長距離運輸，必要時可拆散包裝，重要部件盡量不采用公路運輸