產品名稱:消弧消諧柜
    詳細介紹

    一、產品概述及適用范圍


    我國35kV及以下的配電網,大多數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的供電可靠性。然而,隨著電網的發展,架空線路逐步被固體絕緣的電纜線路所取代,系統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,及由此而激發的鐵磁諧振過電壓,對系統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,當發生單相接地時,利用消弧線圈所產生的電感電流補償系統單相接地電容電流,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:

    ?容易產生串聯諧振過電壓和虛幻接地現象。

    ?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,國內也有少數地區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。這種系統發生單相接地時,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勢,是小接地電流系統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,在中性點非有效直接接地電力系統中,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,裝置掉電數據永不丟失。

    2.1.4 能區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)。

    2.1.8 PT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,原來按設計規范要求應裝設消弧線圈的系統,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,消弧的機理與系統接地電容電流大小無關,不改變系統的運行方式,無需考慮增容,便于電網的改造和遠景規劃。

    2.2.6 占地小,節省系統投資,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

    3.1 工作環境

    環境溫度: ?-25 ℃ ~ +55 ℃;

    大氣壓:80~110Kpa;

    環境濕度: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

    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

    1) 電源電壓: ?220V DC/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, 選線路數最大 ?36 路 ( 根據用戶要求確定 );

    6)報警和遠動輸出觸點容量:AC250V 2A;DC220V 0.2A;

    7)零序電壓啟動值30V~120V,動作準確度:誤差≤5% ;

    8) 電磁兼容達到國家Ⅳ級水平。

    四、型號說明

    五、結構

    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TPB

    TPB 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定性,能承受較高值間的暫態過電壓而不損壞; 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.KC

    KA、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,保證本裝置對系統的正常運行不會產生影響,當系統發生單相接地時,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的作用是當系統發生弧光接地過電壓時,使其由不穩定的弧光接地迅速轉變成穩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。

    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,它具有以下優點:

    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運行狀態的監測。

    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

    當系統發生單相接地時,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:

    ■ ?如果接地故障是穩定的金屬性接地或高阻接地,則控制器發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定的間歇性弧光接地,則判定接地的相別,同時發出指令使接觸器中對應的一相接地。這時,系統由不穩定的弧光接地轉變成穩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定在線電壓。

    ■ ?故障相接觸器在動作接地后,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象,說明這一次接地故障是暫時性的,系統恢復正常運行,控制器返回原始狀態。若接觸器斷開后再次出現弧光接地故障,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出警告信號,告知值班人員故障發生的相別,閉鎖等待用戶處理。在接觸器斷開接地點的過程中出現的短暫的過電壓,由TPB進行限制。

    ■ ?接觸器第二次(連續的同一相)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,由中控室或現場給控制器發送復歸指令, 控制器收到復歸指令后,讓接觸器斷開,系統恢復正常。

    ■ ?如果DXH智能控制器判斷發生PT斷線或高壓限流熔斷器熔斷,則發出警告信號,并將故障通過通過通訊上傳到后臺。

    ■ ?多套裝置并聯運行時,如果母線并聯,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

    ? ?當系統發生鐵磁諧振時,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,判斷系統饋線中的接地線路,并將結果發送到上位管理機,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) :1000 × ?1500 × ?2300mm ( 寬×深×高 ?);

    裝置的標準尺寸 ?(35KV) :2000 × ?2400 × ?2930mm ( 寬×深×高 ?);

    ( 也可根據用戶要求,特殊生產 ?)

    八、選型及要求


    9.1 裝置的額定電壓等于系統的額定電壓。

    9.2 裝置的額定電流不小于被保護系統的最大對地電容電流。

    九、包裝、運輸、儲存

    ?1. 一般采用木箱包裝,柜體底座應固定在包裝箱底板上。

    ?2. 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。

    ?3. 長期不用時,應儲存在干燥、通風的倉庫內,不宜長期在戶外儲存。

    十、安裝、調試、維護

    ?1.安裝

    ? ?本公司負責根據用戶的要求進行圖紙設計及參數選擇,設備組裝調試完畢后,由專業檢測人員檢測合格后方能出廠。如用戶需要,本公司可負責現場安裝指導及調試服務,用戶應提供必要的配合與協助。

    ?2.調試

    ? ?A)安裝完成后,確認隔離刀閘在打開位置,先給控制器加上電源,控制器的LED循環顯示PT二次相電壓UA、UB、UC。

    ? ?B) 合真空接觸器操作電源開關,對真空接觸器進行分、合試驗,檢查實際動作的真空接觸器與操作的是否一致,顯示是否正確,保證一致。

    ? ?C) 進行功能試驗。

    ? ?D)合上隔離開關,控制器應循環顯示PT二次電壓,電壓表指示應正確,整套裝置投入運行。

    ?3.維護

    ? ?設備正常工作時不需要維護和檢修,但在受到大的故障電流沖擊后必須進行仔細檢查,檢查熔斷器是否損壞,檢測接觸器的觸頭是否接觸良好,查看計數器動作情況。 用戶在遵守保管及使用的情況下,從安裝使用之日起 ?12 個月,或從發貨之日起 ?24 個月期限內,產品由于質量原因而發生損壞或不能正常工作,制造廠及時為用戶更換或維修。 本公司對設備長期提供備品備件。

    十一、訂貨須知

    1) 用戶 應 提供相 關的 系統 額 定電 壓、 系統 最大單相 接地電 容電 流, 作為DXH消弧消諧柜的設計依據。

    2)如需要選線功能,請注明選線路數。

    3)柜體的尺寸,在我公司與用戶協商完畢后,由我公司工程師進行設計并經用戶簽字確認以后,方能最終確定。

    4) 如用戶有特殊要求應在訂貨時提出。

    5) 需要其它額外附件或備件,應在訂貨時注明所需的種類及數量。

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