MES98型微机电力谐振诊断消除装置.doc

MES98型微机电力谐振诊断消除装置1. 装置概述当电力系统发生铁磁谐振时，经常导致电压互感器烧毁或爆炸，造成恶性事故。本谐振消除装置可进行铁磁谐振的诊断，还可区分过电压、铁磁谐振、单相接地等故障，对于各种频率的铁磁谐振，可迅速消除，并可显示或打印有关信息，对于过电压、铁磁谐振、单相接地等还可给出声光报警、记录和显示。2. 装置原理本装置采用80196单片机作为核心，对PT开口三角绕组电压（即零序电压）进行循环监测，在正常工况下，该电压为零，装置内的大功率消谐元件处于阻断状态，对系统无任何影响。当系统处于故障工况，本装置CPU对电压互感器开口三角电压进行数据采集，通过数据测量、消除信号干扰、提高可信度等数字信号处理技术，然后对数据进行分析、计算，诊断当前的故障工况。如果是某种频率的铁磁谐振，CPU启动消谐电路，使铁磁谐振在强大的阻尼下迅速消失，同时装置给出指示。铁磁谐振消除后，CPU作相应记录、存贮，并自动显示或打印、记录有关谐振信息（包括发生时间、频率、幅值等）。如果是过电压或单相接地，CPU作出诊断后，装置分别给出指示和报警，可自动显示或打印故障信息。最后，CPU返回初始状态，并继续检测开口三角电压。3. 使用说明装置前面板采用塑膜贴面，触模式按键。3.1.微型打印机部分微型打印机用来记录故障信息，当系统处于异常工况时，自动打印有关故障信息。打印格式举例：（RESONANCE-谐振，EARTHING-接地，OVER VOLTAGE-过电压）例如： EARTHINGDATE：06-18 （6月18日）TIME：15：31 （15时31分）FREQ：50HZ （频率为50赫兹）AMAX：098V （幅值为98伏）3.2.电源部分本机所用电源是开关电源，可用DC220V（优先选用）或AC220V电源供电，装置上电后，按“复位”键，一切正常，便自动进入运行状态，前面板电源指示灯亮；3.3.数码显示及校时系统正常时数码显示处于时钟状态，按“校时”键，可显示月、日、时、分；操作“校时”键，配合“+1”“-1”键，可对月、日、时、分进行校对，其操作类同电子表。谐振故障时，自动打印当前工况参数，既：发生时间、频率、幅值等，以供运行人员查看，例如： AMAX：003V FREQ：150HZ150HZ频率谐波电压值3.4. 追忆功能使用“追忆”键可自动打印或显示以前系统发生的谐振故障工况和相关参数，共可追忆五重故障信息；装置存贮的五重故障，总是最新的，具有自动刷新功能，若无故障，则打印“NO RESONANCE”；3.5.“复位”键按一下“复位”键，使CPU重新开始工作，本装置工作出现异常时，请用“复位”键使装置重新开始工作（或主机断电后再重复送电）；3.5. 整机实验方法：3.5.1.“仪器故障”指示说明当装置主机内部RAM（6264）或EPROM（2764）发生故障后，此“仪器故障”指示灯亮；3.5.2.给装置信号输入端“U0*、U0”输入工频30V120V之间电压（时间大于3秒钟），此时伴随灯泡闪烁一次，“单相接地”指示灯亮、报警，可输出打印结果。当输入信号小于30V时，本装置不动作；3.5.3.“铁磁谐振”指示及实验方法当输入信号端短时通入30V以上的电压（3秒钟之内），并迅速撤除电压，此时伴随着灯泡闪烁一次，“铁磁谐振”指示灯亮、报警，并可打印或显示输出结果（即当系统发生谐振时，零序电压较高，经消谐，系统恢复正常，零序电压很快降下来）；3.5.4.“过电压”指示及实验方法当输入信号端通入120V以上电压（时间大于3秒钟），此时伴随灯泡闪烁一次，“过电压”指示灯亮、报警，可打印或显示输出结果，（即当系统发生过电压时，经过消谐后，过电压信号仍存在，系统没有恢复正常，这时应尽快排除系统故障，以免造成损失）。4. 铁磁谐振原理注释：铁磁谐振是由于电感元件的磁路饱和作用而激发的持续性的较高幅值的铁磁谐振过电压，它可以是基波谐振、高次谐波谐振或分次谐波谐振，其表现形式有单相、两相、三相对地电压升高，或以低频摆动，或产生高值零序电压分量，出现虚幻接地现象和不正确的接地指示，在电压互感器中出现过电流，使小容量异步电动机反转。在正常运行条件下，感抗大于容抗，电路不具备谐振条件，当铁芯电感两端的电压升高时，电感线圈中出现涌流使铁芯饱和，其感抗随之减小，使感抗等于容抗，满足串联谐振条件，但由于铁芯的饱和作用，随着振荡的发展，在外界电势作用下，回路偏离串联谐振点，电路由感性向容性发展，最终容性压降与感性压降的差值等于外加电势，电路变为容性，在电感、电容两端形成较正常时为高的过电压，这种现象称为铁磁谐振现象。此时回路处于谐振状态，产生过电流和过电压，同时电路从感性突变成容性，发生相位反倾现象。由于非线性铁磁元件的饱和效应限制了过电压的幅值，回路损耗也使谐振过电压减小。但谐振过电压消耗很大能量（从一次侧吸收），会使电压互感器损毁或由于开口三角形被一次侧激发而误发单相接地信号，因此需装设谐振消除装置来消除谐振，保护互感器和防止误发信号。对于本消谐装置来说，互感器开口三角形接有判断一次设备是否接地等故障的二次保护装置，一般情况下，回路中只有不平衡电流引起的弱电势作用，消谐装置和保护都不会有反应，当有接地等故障存在时或无故障而由于一次设备的某些影响，