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HYD-XHCT系列消弧線圈接地補償裝置

文字:[大][中][小] 2019-06-10    瀏覽次數:1470    

一 概述

隨著我國工農業及高科技產業的迅速發展及電力系統 6~66kV 電網的不斷擴大延伸, 在總結國內配電網中性點接地法方式多年運行經驗基礎上,電力行業標準 DL/T620-1997

《交流電氣裝置過電壓保護和絕緣配合》中,新修訂并增加了關于中性點接地方式的規 定。明確指出 6~66kV 系統,當單相接地故障電容電流超過 10A(6~10kV 電纜線路構 成的系統為 30A 時)應采用消弧線圈接地方式。由此,在配電系統中采用消弧線圈將會 出現更加廣泛深入的應用前景。

配電網的中性接地方式可以作多種選擇,我國 6~35kV 配電設備絕緣配合均按中性 點不接地方式考慮,在電網建設初期,規模較小,對地電容電流也較小,電網采用中性 點不接地方式。當配電網不斷擴大延伸后,系統中性點接地方式應作相應的改變,這一 點往往會被人們所忽視,特別是一些城市電網與企業自備電網,迫于用電需求、供電范 圍不斷延伸,或根本未裝消弧線圈;或雖裝有人工調節分接頭的老式消弧線圈,但由于 系統運行方式多變,難于實行人工跟蹤補償;或在投入消弧線圈后,中性點位移電壓太 高,甚至發出接地信號等諸多原因,使消弧線圈不能正常使用,形同虛設。以致這類配 電網經常發生各類內部過電壓事故,或由于單相接地故障擴大為相間短路事故,造成配 電網設備頻繁損壞,對用戶頻繁停電、甚至演變成大面積停電等不良后果。

進入 90 年代以來,國內對中性點不接地系統采用消弧線圈運行方式的理論研究、 試驗探討及實際應用取得突破性進展,并日趨成熟,消弧線圈已經由老式的單一人工調 抽頭式發展成為微機自動跟蹤補償測量電容電流、自動調節補償,以及消弧線圈接地的 三位一體的自動跟蹤補償消弧線圈成套裝置。隨著自動跟蹤補償消弧線圈裝置的出現及 推廣,這一新技術已經被越來越多的電力同行所認同,我公司在此研究基礎上進行了廣 泛的調研與總結,以“技術性能先進、跟蹤補償準確、質量可靠、維護使用方便”作為 裝置研制開發的指導思想,博采眾家之長,開發并生產出“HYD-XHCT-Z 調匝式消弧線圈 接地補償裝置”,經開普實驗室檢測,電磁兼容相關指標達到 3 級指標,部分達到 4 級指 .并經現場試驗及掛網運行考核,證明產品各項技術性能指標達到設計要求及有關專 業標準要求,受到用戶一致好評。


 

二 裝置工作原理

●系統結構


圖一 阻尼電阻放置在一次側示意圖



圖二 阻尼電阻放置在二次側示意圖



1、接地變壓器

隨著技術的發展,為維護的方便,本公司提供了免維護的干式接地變壓器,在系統 無中性點引出時采用。

1)提供中性點。一般電網主變壓器 6~10kV 側多為△接線,沒有中性點,如果 要安裝消弧線圈,須用高壓繞組為 Z 型聯接的接地變壓器引出中性點。接地變壓器符合國標 GB10229-88《電抗器》規定的技術指標。

2)零序阻抗小。Z 型聯接的接地變壓器零序阻抗只有幾歐姆/相,單相接地時有95%的電壓加到消弧線圈上,使其有相當好的補償能力。

3)接地變壓器帶有二次繞組可作站用變,一變多用,節省投資。

4)接地變壓器高壓側除了原三相無載分接外又增加了不平衡調節檔(0.5%、1%、 2%),用于調節電網不對稱電壓,滿足自動調諧的需要。




2、有載調節消弧線圈 

       我公司生產的有載調節消弧線圈系列產品,具有跟蹤速度快,性能穩定可靠等特點,開關選用市場主流的有載調節開關,開關級電壓可達 1000 伏,切換速度提高一倍以上,并可根據工程需要做成 9-18 檔。在國內同類產品中技術處于領先水平。


3、微機控制器

1)裝置接入電網和電網運行方式變化時,微機控制器自動跟蹤并進入調整狀態, 通過調整可準確計算出系統當前的電容電流,在控制器面板上實時顯示當前電容電流、 消弧線圈檔位及中性點位移電壓等一系列參數。


2)控制器通過輸入輸出接口電路,采集中性點電壓、電流、母線 PT 電壓,通過 位移曲線法與相位法,快速準確地計算出系統電容電流,減少有載開關動作次數,使系 統始終處于最佳補償狀態。


(3)當系統發生單相接地故障時,微機自動完成以下功能:

①進行狀態識別,自動投切阻尼電阻

a. 若為單相接地,在極短時間內將阻尼電阻短接

b. 接地故障消除后,自動投入阻尼電阻

②在每次接地故障消除后,進行電網接地故障狀態參數分析,顯示以下參數:中 性點位移電壓、電容電流、電感電流、故障點殘流、接地故障持續時間、故障次數等。

③接地故障消除后,微機恢復正常狀態監視功能,重新進行測量與顯示。


4)微機控制器根據測得的電容電流當前值和所設置的過補狀態按以下條件自動調 節消弧線圈補償檔位。故障點殘流│IL- IC│<5A 脫諧度(-5%~+5%)


5)控制器還具有追憶功能,具有通信串口(RS-485)可供用戶選用,以實現消弧 線圈自動跟蹤補償裝置與上位機之間的通信。滿足變電綜合自動化無人值守站的各種要 求??刂破鞑捎靡壕э@示,具有人機對話功能,操作更加方便。


(6) 雙機連線功能,采用 CAN 聯網,自由切換母聯的分列和并列。


4、阻尼電阻器

 

  

 3 一次電阻控制方式               4 二次電阻控制方式

自動跟蹤補償的消弧線圈系統,加裝阻尼電阻,主要目的是為了限制正常運行時的 中性點位移電壓和斷線故障時的諧振過電壓,也被稱為限壓電阻,基于消弧線圈的熄弧 原理,在滿足限壓要求的條件下,當發生單相接地故障時必須將其退出運行,直到接地 故障排除后再重新接入。因此,合理的配置電阻值并依據一定條件自動投切阻尼電阻是 自動跟蹤補償消弧線圈系統必須完成的工作。

如圖一,二所示,電阻在消弧線圈成套裝置中有兩種接入方式,一種是電阻串聯在一 次側,一種是電阻并聯在消弧線圈二次側。

電阻串聯電阻比較大,控制比較復雜,但是一旦出現問題,只是燒毀阻尼電阻,不 會燒壞消弧線圈;電網正常運行時,消弧線圈、電阻串聯后接入電網,當出現單相接地 故障時,阻尼電阻被立即短接,并有交流和直流兩套保護單元保證阻尼電阻可靠投入和 短接(圖 3 所示)。

交流單元包括過壓繼電器,中間繼電器,交流真空接觸器。根據中性點電壓值,從 外附電壓互感器取出電壓,若該電壓值超過設定值(30%UΦ)過壓繼電器動作,中間繼 電器動作,交流真空接觸器動作,阻尼電阻被短接。

直流單元由電流繼電器,中間繼電器,直流真空接觸器組成。電流信號取自消弧線圈內 附電流互感器 C1C2。當消弧線圈的電流超過設定值時(1/2I 即:中間檔位電流的二分 之一)電流繼電器動作,中間繼電器動作,直流真空接觸器動作,阻尼電阻被短接。

另一種是電阻并聯在消弧線圈的二次側,消弧線圈的二次側電壓設置為 500 或者 800v,這種接入方式下,二次電阻的阻值為數十歐姆即可,功率幾百瓦即可,但是一旦 出現問題,有可能燒毀電阻和消弧線圈的二次線圈。二次并電阻消弧線圈滅弧效果要優 于一次串電阻消弧線圈。電網正常運行時,電阻并聯在消弧線圈二次側后接入電網,當 出現單相接地故障時,控制器控制開關斷開阻尼電阻。當故障消失后,控制器迅速把阻 尼電阻投入(圖 4 所示)。



 

5、外附互感器 由于配電網電纜出線較多,中性點不對稱電壓很小,通過調節接地變壓器一次抽頭

的不平衡度,有時還能滿足控制測量的要求,本裝置增設了外附電壓互感器,二次電壓 100V,電流互感器,二次電流 5A,提高微機測量的精度。



三 裝置功能及特點

        本裝置是在總結電力系統中幾十年消弧線圈運行經驗的基礎上逐步改進研制而成 的,可實現 6-66KV 系統對地電容電流的自動跟蹤,歸納起來其主要特點有:



1、實時跟蹤電網電容電流變化,使補償效果達到預期,控制器通過輸入接口電路, 采集中性點電壓,電流,母線 PT 電壓,以位移曲線法與相位法,快速準確地計算出系 統電容電流,減少有載開關動作次數,使系統始終處于最佳補償狀態。


2、本裝置屬于不接地系統安全保證的綜合治理措施,因為它對鐵磁諧振過電壓的 抑制,弧光過電壓的抑制,欠補狀態下斷線過電壓的抑制等都有明顯效果,減少接地電 弧重燃,同時大幅度減少由于單相接地引起的相間短路跳閘事故,防止 PT 保險熔斷及 PT 燒毀,提高電網的安全運行水平。


3、運行方式非常靈活,由于在零序回路中接入了阻尼電阻,增加了電網阻尼率。


4、微機控制器的特點

A:本控制器采用雙 cpu 結構,前端選用 TI 公司的 DSP2812 數字處理器 TI 公司數字 處理器 DSP2812 為核心,速度快、集成度高、抗干擾能力強。數字量輸入輸出光耦隔離, 各模擬量輸入通過高精度 PT,CT 與現場隔離。軟件設計實時多級、多任務程序,程序 受干擾后實現自動重入。

后端采用飛思卡爾公司的 QE128 芯片連接 5.7 寸觸摸屏,設計簡捷明快,易于掌握, 運行之后免除維護,不增加運行人員的負擔。顯示功能完備,人機界面友好,菜單提示, 操作方便,可實時顯示位移電壓,電容電流、電感電流、殘流、開關檔位,亦可實現追 憶和答應等各項功能。具備多種通訊接口,可供用戶任意選用,實現與變電綜合自動化 設備的對接。

B:完善的軟件閉鎖措施。系統設計了有載開關檔位極限閉鎖,手動、自動之間相互 閉鎖、互鎖。特別重要的是由于在電路中做了相應的設計,即使控制器發出開關動作指 令,繼電器吸合之后,一旦出現單相接地故障,也能令開關停止動作,使一次設備不會 因高電壓、大電流而損壞。

C:控制器設計了追憶功能(最多可追憶最近 100 次接地信息)。 6、整套裝置中使用的主要設備均為本公司自行生產,以高于國家標準的企業標準,

完善齊全的試驗、檢驗手段作為本裝置的質量保證體系,確保每套產品的高品質,高可靠性。



 


四 選型及訂貨須知

●型號說明

 

 

1、成套裝置選型:

 



2、消弧線圈選型:(詳見附錄三,四)




3、接地變壓器選型:(詳見附錄五,六)




四 裝置技術指標

使用環境

1、 海拔高度不超過 3000 米;

2、 空氣相對濕度不大于 90%,無導電塵埃存在;

3、 不含有腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體以及蒸汽的場所;


 

4、 環境溫度-5℃~+40℃,通風狀態良好;

5、 無火災、爆炸危險;

6、 無劇烈振動和沖擊,垂直傾斜度不超過 5 度的場所。

性能指標

1、 適用電壓等級:6KV、10KV、35KV、66KV

2、 調節最大級數:18 級

3、 電容電流測量誤差≤2%;

4、 單相接地故障時殘流≤3A

5、 單相接地故障時補償電網脫諧度≤10%(與接地殘流設定值有關);

6、 故障響應時間≤20ms

7、 可選配小電流接地選線功能








我們的優勢


聯系方式:

  安徽恒凱電力保護設備有限公司

  地 址:安徽省合肥市高新區柏堰科技實業園香樟大道168號C12

      郵   箱:hkdl888@163.com

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