自-消弧线圈自动调谐成套装置说明书

ＴＳH２0０7-XH消弧线圈自动调谐成套装置使用说明书北京拓山电力科技目 录一. 概述 错误!未定义书签。二.ﻩ机电参数3ﻩ1.ﻩ掌握器ﻩ错误!未定义书签。２.ﻩ接地变及消弧线圈 错误!未定义书签。三. 环境条件ﻩ错误!未定义书签。接地变、消弧线圈等一次设备 错误!未定义书签。ﻩ掌握器ﻩ错误!未定义书签。四．ﻩ型号说明〔略)ﻩ错误!未定义书签。五.ﻩ成套装置构成ﻩ错误!未定义书签。1. 总体构成 错误!未定义书签。２. Ｚ型接地变压器ﻩ错误!未定义书签。３.ﻩ调匝式消弧线圈 错误!未定义书签。4．8421ﻩ并联电抗器组合式消弧线圈 错误!未定义书签。ﻩ自动调谐掌握器ﻩ错误!未定义书签。掌握屏 错误!未定义书签。六.ﻩ成套装置工作原理ﻩ错误!未定义书签。1.ﻩ自动调谐原理 错误!未定义书签。２．ﻩ单相接地选线原理 错误!未定义书签。３.ﻩ母线分段运行或并列运行的掌握方式 错误!未定义书签。七.ﻩ掌握器操作说明ﻩ错误!未定义书签。1. 性能特点ﻩ错误!未定义书签。２. 自动、手动状态ﻩ错误!未定义书签。ﻩ正常运行状态ﻩ错误!未定义书签。接地故障状态ﻩ错误!未定义书签。成套装置的系统状态显示ﻩ错误!未定义书签。６．系统操作说明(略〕ﻩ错误!未定义书签。八. 安装调试留意事项ﻩ错误!未定义书签。ﻩ现场预备ﻩ错误!未定义书签。ﻩ开箱检查 错误!未定义书签。ﻩ留意事项 错误!未定义书签。４. 消弧线圈投入运行操作步骤ﻩ错误!未定义书签。５. 消弧线圈退出运行操作步骤 错误!未定义书签。九．运行维护留意事项 错误!未定义书签。１.ﻩ正常运行时留意事项 错误!未定义书签。ﻩ系统发生单相接地故障时留意事项ﻩ错误!未定义书签。ﻩ装置特别时留意事项ﻩ错误!未定义书签。ﻩ装置维护留意事项ﻩ错误!未定义书签。十. 设备选型 错误!未定义书签。消弧线圈容量确实定 错误!未定义书签。ﻩ接地变压器容量确实定 错误!未定义书签。ﻩ订货须知 错误!未定义书签。十一. 附图ﻩ错误!未定义书签。一概述随着我国国民经济的持续进展,电网规模越来越大,特别是电缆在配电网中的大量使用,使得系统电容电流大幅度增长。对于中性点不接地系统,当发生单相接地时,由于电容电流较大，弧光不能自熄,造成跳闸事故率上升,严峻危胁着电网的安全运行。因此公布的电力行业标准DL/620－1９97《沟通电气装置的过电压保护和绝缘协作》中明确规定：3～１０ｋV架空线路构成的系统和全部35kV、66kV系统,当单相接地故障电流大于10A时，中性点应装设消弧线圈;3～10kV电缆线路构成的系统，当单相接地故障电流大30A时,中性点应装设消弧线圈。老式消弧线圈(即手动无载调匝式消弧线圈〕由于不能自动测量系统电容电流,再加上系统运行方式不固定,调整又需要停电,使用格外不便。近几年国内研制生产了多种形式的自动跟踪消弧线圈，但仍存在不足之处,如有的消弧线圈调整速度慢,有的消弧线圈其二次系统构造简单，牢靠性不高，甚至给系统带来较大谐波污染;同时,系统安装消弧线圈后,当发生单相接地时，如何准确选择故障线路也始终没有得到很好的解决。我公司与华北电力大学合作开发研制了型的TSH20０７-ＸH型消弧线圈自动调谐及接地选线成套装置，解决了以往消弧线圈存在的问题,其突出特点是：运行方式敏捷。可以承受“预调”的运行方式，也可以承受“随调”的运行方式。补偿范围大，保证牢靠熄灭电弧。消弧线圈掌握器可以掌握调匝式消弧线圈，也可以掌握8421并联电抗器组合式消弧线圈。消弧线圈的投入不会对系统造成谐波污染。成套装置具有调整速度快、调整方式敏捷和选线快速、准确的特点。调匝式消弧线圈既可以承受“随调”的运行方式〔不使用阻尼电阻行方式〔并联阻尼电阻),工作安全、牢靠。8421并联电抗器组合式消弧线圈不需要有载分接开关,组合成16(或３2)档均匀分布的电抗器容量。既可以承受“随调”的运行方式(不使用阻尼电阻〕,也可以承受“预调”的运行方式〔串联阻尼电阻〕,工作安全、牢靠。,具有完善的功能和极高的牢靠性；承受WindowsCE操作系统，用户操作简洁直观。支持鼠标、键盘、以太网、ＵSB。成套装置具有零序录波功能，以便进一步分析和处理数据。同时配备治理信息系统，具有远方监视成套装置运行状况和接收远方数据等功能。输出的补偿电流在0~10０%额定电流范围内调整。一方面能够准时的进展补偿,另一方面适应配电网扩容需要，有良好的经济性。二机电参数掌握器1) 工作电源: 直流２20Ｖ或沟通220Ｖ50Ｈｚ2) 功率损耗：ﻩ ﻩﻩ≤１５Ｗ可控消弧线圈数量：ﻩﻩ2套(最多)电容电流测量误差:ﻩ故障响应时间：ﻩ接地残流工频重量:

ﻩ≤5%≤5ｕs-2０mｓ≤２Ａ掌握器接地故障录波数据： 大于20０00次掌握器调谐输出接点容量:ﻩ直流２20V，8A掌握器报警输出接点容量：接入掌握器二次零序电压：

直流220V,0.5A03U≤100V〔沟通有效值)00接入掌握器二次零序电流：ﻩ２mA≤3I≤5A(沟通有效值)0测量精度:ﻩ ﻩ0.2%(相对引用误差)启动电压：ﻩﻩ掌握器通信方式

1-100V可调(1５V〕ﻩ ①硬节点；②RＳ23２、4８5通信规约：ﻩ ﻩ ﻩCDT规约接地变及消弧线圈工作电压：ﻩ故障响应时间:

６kV～６6ｋVﻩ ≤５us-2０mｓ3) 脱谐度: ﻩ ﻩﻩ≤5%冷却方式：ﻩﻩ最大温升：绝缘要求：ﻩ

自冷或强风冷却１０0K全绝缘绝缘等级：ﻩ 绝缘水平：ﻩﻩﻩ

Ｆ级(参考值)LI75KV|AC35KV(１0ｋV参考标准〕三环境条件接地变、消弧线圈等一次设备海拔高度：ﻩ最高温度:ﻩ

ﻩﻩ≤10０0m４5℃3) 最低温度:ﻩﻩ ﻩ -３5℃最热月平均温度ﻩﻩ最高年平均温度：ﻩ耐地震力量：ﻩ

30℃２5℃8级地面水平加速度：ﻩ ﻩ0.2g(重力加速度)垂直加速度：ﻩﻩ ﻩ０.1３ｇ〔重力加速度〕正弦共振三周波安全系数:ﻩ≥1.67风速:ﻩﻩﻩﻩﻩ1０m处,平均最大风速１5m／ｓ11)月平均最高相对湿度:90ﻩﻩ%〔２５℃下〕日照强度：ﻩ覆冰强度:ﻩ

ﻩ 0．１W/cm２5mm污秽等级:ﻩﻩﻩﻩIII级15)日平均湿度:ﻩﻩﻩ ≤95%掌握器1) 安装地点：ﻩ ﻩﻩ户内2) 环境温度：ﻩﻩﻩ －2０℃～+4０.6℃3) 相对湿度: ﻩ ﻩ ９４%4) 四周无严峻影响绝缘的污秽、无腐蚀性和爆炸性介质。五成套装置构成总体构成5－１６6kV及以下调匝式消弧线圈成套装置〔一控二)系统图接地变压器接地变压器线路1…… 线路nCT1CTn隔离开关8421并联电抗器自动调谐及接地选线掌握器3Uo图5－2 66kV及以下8421分体电抗器组合式消弧线圈成套装置〔一控一〕示意图自动调谐成套装置由:①Z型接地变压器〔当系统具有中性点时可不用)②消弧线圈③自动调谐掌握器④阻尼电阻箱(预调)5-１、5-2所示。Z型接地变压器接地变压器的作用是在系统为△型接线或Ｙ型接线中性点未引出时，引出中性点连接消弧线圈。接地变压器承受Ｚ型接线〔或称曲折型接线所示:A B C接地Z X Y 变压器5－３接地变压器电气原理图两相绕组产生的零序磁通相互抵消，因而Z型接地变压器的零序阻抗很小(＜１０Ω)，而一般变压器要大得多。因此规程规定，用一般变压器带消弧线圈时，消弧线圈容量不得超过变压器容量的２0%,而Z9０％－１00%容量的消弧线圈,可以节约投资。接地变压器除可带消弧线圈外,还可带二次负载,做站内用电负荷。调匝式消弧线圈5-4调匝式消弧线圈成套装置预调〔带阻尼电阻)系统图假设承受“预调”的运行方式,正常运行时消弧线圈投入使用，处于过补偿或全补偿运行状态,此时需要加装阻尼电阻箱用于防止谐振过电压。如图上５-4所示，发生单相接地后快速退出阻尼电阻，到达补偿熄弧。假设承受“随调”的运行方式,正常运行时真空接触器处于断开状态,消弧线圈系统隔离。如以下图5-５所示，发生单相接地后接触器快速闭合,到达补偿熄弧。5-5调匝式消弧线圈成套装置随调系统图84２1并联电抗器组合式消弧线圈接地变压器接地变压器隔离开关8421 并联电抗器K1 K2K3K4L1B1 L2B2 L4B3 L8B4图５-６并联电抗器示意图84２1并联电抗器组合式消弧线圈构造如图５-6所示，L1L24L8为电抗器,其容量按１:2：４:8安排,Ｋ１、K2、Ｋ3、K4;当接触器断开时，相应的电抗器退出电网00００~１116个档位,假设为了进一步减小级差,可以承受５个电抗器，使消弧线圈具有32个档位。高压真空接触器耐压高、运行稳定、掌握简洁、速度快(2０mｓ),完全满足现场要求。,发生单相接地后快速投入电抗器，到达补偿熄弧。假设承受“预调”的运行方,正常运行时电抗器依据适当的组合投入系统，使消弧线圈处于过补偿或全补偿运行状态，此时需要加装阻尼电阻箱用于防止谐振过5-7所示,发生单相接地后快速退出阻尼电阻，到达补偿熄弧。接地变压器隔离开关接地变压器隔离开关8421 并联电抗器K1K2K3K41B1L2B2 L4B3L8B4阻尼电阻箱5-７“预调”运行方式假设系统原有消弧线圈由于容量缺乏需要扩容，可以承受原有消弧线圈外加并联电抗器组合式消弧线圈方案,如图５-8所示。这样可以将原有消弧线圈L0作为根底容量进展使用,降低了本钱。接地变压器接地变压器隔离开关8421并联电抗器K1 K2K3K4L1B1 L2B2 L4B3 L8B4L0阻尼电阻箱5-８与原有消弧线圈协作示意图自动调谐掌握器(１〕自动调谐掌握器特点承受Ｕ机整套设备集中、紧凑、密封性好、扩展性强、便于维护。前板配有5.TFT LCD大屏幕显示、功能按键。底板、主板、电源适用于工业环境,低功耗，没有旋转风扇，牢靠性高。承受ＷindｏwCE操作系统,包括故障发生前的一个周期和故障发生后五个周期的波形。可保存现场故障录波数据和选线结果20230次。自动检测系统电容电流，跟踪电容电流变化准时补偿电感电流,使接地故障电流限制在整定范围内。装置能够依据需要调整和设置脱谐度及残流。消弧线圈掌握器可以掌握调匝式消弧线圈、84２1并联电抗器组合式消弧线圈。(２)主要功能人机对话功能:自动/手动/故障信息查询功能等。自检功能：选线装置具有自检功能，死机自恢复功能。并能监视各线路出口处一次接地电容电流和各段母线零序电压。同时具备主机故障报警、电源消逝报警、板卡通道故障报警功能。记忆功能:具有掉电保持储存信息的功能,可记录20００0次以上掌握器动作信息、接地信息及故障信息的历史数据,确保掌握器工作电源或注入电流断电后所设参数不会丧失。显示功能：5.7”TFT LCＤ液晶显示器,系统接地时显示:消弧线圈发生单相接地故障信息、日期、时间、消弧线圈档位、中性点电压值、系统电容电流值、补偿电感电流值、接地残流、脱谐,以及故障线路所在母线、故障线路、备选线路、连续计算次数等。通信功能：具有远动接口RS2３２、RS42２/485，波特率１200～9６0０ｂpｓ可选,标准CDT通讯规约，与变电所微机监控系统相连。同时具备网络通讯功能。,承受“一控一”或“一控二”〔母线分段或并列下的系统进展掌握,有效的解决了母线合环下自动调谐问题。自动闭锁功能：当系统发生单相接地时,自动闭锁调控系统,消弧线圈稳定补偿。识别功能：自动识别系统中永久接地故障和瞬时接地故障，并快速启动和退出消弧线圈补偿。故障录波功能:装置具有故障录波功能，可以供给故障前后的波形,包括故障发生前的一个周期和故障发生后五个周期的波形。可保存现场故障录波数据和选线结果20230次。选线功能：2段母线，40条线路的选线功能(一控二。适用于中性点不接地、经固定消弧线圈接地、经自动调谐式消弧线圈接地、经高阻接地、经消弧柜接地等多种接地方式。适用于不同电压等级〔66kV、35kV、10ｋV、6kV〕的系统。,幅比相法、谐波比幅比相法、小波法、首半波法、有功重量法、能量法、零序电流突变量法。装置通过粗糙集理论确定各种选线方法的有效域,依据故障信号特征自动对每一种选线方法得出的故障选线结果进展可信度量化评估,应用证据理论将多种选线方法融合到一起,最大限度地保证各种选线方法之间实现优势互,装置承受了连续选线方法,每隔肯定时间(１秒)重采集数据进行分析,只要故障没有消逝,装置的选线计算就不停顿。消弧线圈掌握器能准确识别直接接地、经电阻接地、经弧光接地、间歇性弧光接地等简单的故障类型,在现场工作人员的协作下可以解决不同线路两点同相接地故障问题。极性推断功能:装置能够自动推断接入零序电压、电流信号的极性正确与否或接反状况,保证选线的正确性。掌握屏,其订货时间相应调整。特别订货,特别说明。六.成套装置工作原理自动调谐原理正常运行中系统零序等值回路如图６-1E0为系统不平衡电压,该电压是系统的三相对地电容不完全对称形成的固有不平衡电压与接地变压器中性点产生的对地电压的合成；XL为消弧线圈电抗；XXLI0为系统对地容抗；I0XLI0E0CUC0XUC6－１正常运行中系统零序等值回路UU0<1=1>1XL/XC图６-２Ｕ0与消弧线圈电抗的谐振曲线图由图6-１可知,消弧线圈与系统对地电容对于系统不平衡电压E0形成串联谐振回路,当系统对地电容固定时,中性点电压U06－2所示。应用时调整消弧线圈至某一档，测得中性点位移电压U ，再调整消弧线圈至相邻档,测得中性点位移01电压U ，假定调档过程中E不变，在关联参考方向下，则有：02 0 0 0 C假设承受标量形式，则可建立方程组：X I E U C01 0 01XI E UXC02 0 02可得X U U I C 02 01 02 01假设消弧线圈供给了为各档位相应的电流值IL(以U为基准),则上式可以变为：I U X I U I U C C 02L2 01L1 02 01,我们利用TSH２０07－XＨ型消弧线圈成套装置的特点研制出改进的“位移电压法有效的利用上述位移电压算法进展电容电流的计算。掌握器计算出系统接地电容电流后,依据用户指定的残流或脱谐度要求得到消弧线圈的最正确档位方案。假设承受“随调”的运行方式,快速投入消弧线圈,到达补偿熄弧。假设承受“预调”的运行方式，正常运行时掌握器依据最正确档位方案投,发生单相接地后快速退出阻尼电阻，到达过补偿熄弧。单相接地选线原理当系统发生单相接地时,依据用户需要嵌入选线功能,最多可以对两段母线及40条线路进展选线。掌握器启动判线的条件为：零序3U大于接地启动电压设定值且各线路零序电流I大于启动电流设定值。0 0本装置承受多种方法进展故障选线，每种方法都针对信号的具体特点，不同方法之间具有互补性。智能型比幅比相法,比较母线的零序电压和全部线路零序电流的幅值和相位,故障线路零序电流相位应滞后零序电压90°并与正常线路零序电流反相,假设全部线路零序电流同相,幅比相方法承受Bｕttｅrworｔh数字滤波器,对信号进展有效的数字滤波处理，提取出了更牢靠的信号成分,提高了选线正确性。谐波比幅比相法谐波方法的根本原理是:对于中性点经消弧线圈接地系统,对谐波重量来说消弧线圈处于欠补偿状态，假设线路零序电流中含有丰富的谐波成分,电流幅值较大且相位应与正常线路零序电流反相，假设全部线路零序电流同相，则为母线接地。谐波选线方法承受有效的数字滤波手段，提取出能量最高的谐波频带范围，避开了提取单一谐波频率而导致的误差。小波法小波分析是一门现代信号处理理论与方法，它能有效地分析变化规律不确定和不稳定的随机信号，能够从信号中提取到局部化的有用成分。小波选线方法利用单相接地故障产生的暂态电流和谐波电流作为选,故障的突然作用在电路中产生,持续时间首半波法小电流接地电网单相接地故障产生的暂态电流虽然很简单，但是发生故障的最初半个周波内，肯定满足故障线路零序电流与正常线路零序电流极性相反的特点，因此可以通过比较首半波的零序电流极性进展故障选线,该方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的电网都适用。有功重量法、能量函数法这两种方法的原理一样,能补偿零序电流的有功重量,行选线。由于有功重量的含量较小，所以装置承受零序电流与零序电压的乘积，即零序能量来度量零序电流的有功重量，实际上是把有功重量进展了累加，零序能量最大的线路就是故障线路。突变量选线方法这是我们针对并联组合式消弧线圈提出的一种独特选线方法,通过高压接触器掌握电抗器的投切,此计算各线路在电抗器投切前后零序电流的变化量,连续推断，选线准确率很高。,依据中性点不接地条件下的选线方法进展单相接地故障选线。有效域技术,该选线方法选线结果肯定正确,件，满足充分性条件的故障区域,称为该选线方法的有效域。本装置通过粗糙集理论对每一种选线方法都界定了有效域,当故障信号特征落在某方法的有效域内时，w(0＜ｗ<1)据理论把这些信息组合起来，使最终选线结果反映了各种方法共同的支持点，选线结果格外牢靠。连续选线技术连续推断技术是针对小电流接地系统单相接地故障中故障信号微弱、简洁受干扰的特点而实行的技术措施。该技术不完全依靠于一次推断的结果，而是综合考虑全过程的状况。装置在故障没有消逝的状况下1秒钟重复进展选线计算，直至故障消逝,这样可以有效地排解少数几次误判。母线分段运行或并列运行的掌握方式,两种方式下在母线分段或并列运行状况下的掌握方法不同。“一拖一”掌握方式“一拖一”掌握方式即一个掌握器只掌握一台消弧线圈,两段母线的消弧线圈需要配置两个掌握器。分段运行在系统正常运行时,两台掌握器分别计算两段母线的电容电流,同时依据调谐标准(用户指定的脱谐度〕给出消弧线圈目标档位。当发生单相接地故障时，掌握器调整故障母线的消弧线圈到达过补偿。并列运行在系统正常运行时,Ｉ段掌握器计算两段母线的电容电流,Ⅱ段掌握器闭锁,当发生单相接地故障时,只有Ⅰ段消弧线圈进展调谐。“一拖二”掌握方式,议用户承受“一拖二”掌握方式。分段运行在系统正常运行时,掌握器分别计算两段母线的电容电流,同时依据调谐标准〔残流最小或指定脱谐度数值等)给出消弧线圈目标档位。当发生单相接地故障时,掌握器依据事先计算好的方案只调整故障母线消弧线圈到达过补偿。并列运行假设计算出一台消弧线圈能够到达过补偿,消弧线圈全部投入，差额局部由其次台调整完成,装置默认Ⅰ段消弧线圈具有优先权,故障时最先调整或全部投入，Ⅱ段消弧线圈调整差额。又分为如下两种状况:一台消弧线圈运行、另一台〔检修〕退出掌握器计算两段母线的电容电流，给出电抗器的组合方案。当发生单相接地故障时，掌握器依据事先计算好的方案调整该消弧线圈到达过补偿。两台消弧线圈都运行,掌握器首先推断仅调整一台消弧线圈是否能够到达过补偿点,假设可行就只调整一台消弧线圈;假设不行行,就调整两个消弧线圈。当发生单相接地故障时,依据事先计算好的方案掌握一台或两台消弧线圈到达过补偿。举例说明如下：假设变电站两段母线各安装一套消弧线圈，消弧线圈补偿电感电流各８０A，两段母线处于并列运行状况，且消弧线圈都投入运行。[状况1]假设两段母线的全部线路电容电流为70A,则发生单相接地故障后,掌握器调整一台消弧线圈的74A,实现过补偿并进展选线。[状况２]假设两段母线的全部线路电容电流为110A,则发生单相接地故障后,掌握器调整一台消弧线圈的电感电流为80A,同时调整另一台消弧线圈的电感电流为34A,两台消弧线圈一起供给114A的电感电流，实现过补偿并进展选线。七掌握器操作说明性能特点承受嵌入式专用工控机作为主处理器，完成数据采集、任务调度、数据计算、信息显示、自动跟踪调,牢靠性高。20230员分析系统运行状况。装置带有USＢ口,可将装置记忆的接地信息、调档信息等存入U盘进展脱机分析、整理、打印,也可将设定参数、软件升级等数据由Ｕ盘调入装置。自动、手动状态为了使消弧线圈能够工作于自动、手动掌握状态，我们设置了“自动、手动”转换开关。当转换开关切换至“自动”时，掌握器进展系统电容电流测量,并自动掌握真空接触器。当转换开关切换至“手动”时，掌握器不进展系统电容电流测量，可通过自保持按钮手动掌握真空接触器分合。只有在消弧线圈不带电的状况下〔接地变压器断路器断开或中性点隔离刀拉开〕即调试状态下假设消弧线圈处于“随调”的运行方式，由于没有阻尼电阻，建议用户慎重使用“手动”状态，由于假设系统的运行方式发生变化,有可能使消弧线圈处于谐振状态，产生谐振过电压。正常运行状态掌握器主界面显示了两段母线的中性点接地方式,弧线圈接地手动调