XBSG-8消弧线圈说明书(和纬)

1、XBSG系列自动跟踪补偿消弧线圈成套装置 使用说明书XBSG-8型自动跟踪补偿消弧线圈成套装置使用说明书（V3.0）徐州和纬信电科技有限公司前 言徐州和纬信电科技有限公司位于江苏省徐州市南郊风景区，依托中国矿业大学电气安全与智能电器研究所，是研制电力电子、供电安全、继电保护、监测监控系统等相关产品的高科技企业。公司通过了ISO9001-2000质量管理体系认证，拥有一流的技术人才和先进的生产测试设备，员工中具有硕士以上学历的占40以上。中国矿业大学电气安全与智能电器研究所原名“中国矿业大学高压技术研究开发中心”，是以科研、开发为主的研究机构，隶属中国矿业大学，主要研究方向为智能电器、电力电子设

2、备、配电自动化、谐波治理、电网监测、地铁系统监测等。中国矿业大学隶属教育部，是国家“2ll工程”建设的综合性重点大学，己有90多年的办学历史。其信息与电气工程学院有2个博士后科研流动站，1个国家级重点学科，3个博士点，8个硕士点，3个工程硕士点，1个江苏省重点学科，1个部级重点实验室，1个江苏省省级教学实验中心，1个江苏省工程中心，1个江苏省产学研科研基地。徐州和纬信电科技有限公司以科技成果产业化为经营目标，依托中国矿业大学雄厚的科研实力，形成了一系列具有自主知识产权的高科技产品。公司现拥有自主知识产权的XBSG系列自动跟踪补偿消弧线圈成套装置（专利号94 2 41827.1）、WLD系列小电

3、流接地系统微机选线装置、FLH0系列零序电流互感器（专利号92 2 26101.0）、DZJ系列地铁（轻轨）杂散电流监测系统（专利号00 2 20011.2）、HS5000系列变电站综合自动化系统、HW3000系列井下高压供电综合自动化系统等产品。可承接电网电容电流测试、电网谐波测试、井下杂散电流测试、电网绝缘参数测试、电网优化分析等项目。公司利用一流的科技成果、先进的生产理念、完善的质量控制、诚信的售前售后服务，赢得了客户的信任，产品在煤矿供电系统、地铁轻轨等领域得到了广泛应用。公司宗旨：技术领先 诚信服务 以人为本 目 录1 概 述2 用 途3 特 点4 型号意义5 使用环境6 主要参数7

4、 工作原理及一次接线方案7.1工作原理7.2一次接线方案8 XBSG智能控制器界面9 XBSG智能控制器使用说明9.1运行状态显示9.2主菜单信息9.3参数配置9.4补偿追忆9.5故障追忆9.6通讯时间设置9.7状态查看9.8出厂设置10.后背端子图11 温度控制器使用说明11.1外观介绍11.2主要技术指标11.3系统参数12 通信规约12.1 通信接口12.2 通信方式12.3 报文格式12.4 传输规定12.5 报文类型及说明12.6错误响应13 安装与调试14 使用须知15 故障排除16 成套装置清单17 订货须知 1 概 述XBSG系列自动跟踪补偿消弧线圈成套装置（以下简称成套装置）

5、是中国矿业大学研究、开发生产的新产品。该成套装置在结构上突破了传统消弧线圈的结构模式，将接地变压器与消弧线圈有机地结合成一体，不仅减小了体积，降低了成本，而且提高了设备的效率，安装、维护更加方便。此外，其独特的自动跟踪调节功能采用嵌入式系统与可控硅技术相结合的原理来实现，没有机械传动部分，调节、跟踪速度快，噪音低，运行可靠。该项目曾获国家教育部科技进步三等奖，产品性能优良，已先后在兖州、平顶山、晋城、徐州、枣庄、龙口、邢台、大屯等矿业集团几十个610kV变电站使用。运行结果表明，该消弧线圈不仅运行可靠，而且由于大大减小了接地故障电流，使电缆接地放炮事故大幅度减少，大大提高了电网的安全、可靠运行

6、性能。2 用 途该成套装置适用于6kV或10kV中性点不接地的电网，对电网单相接地的电容电流进行自动跟踪补偿，并可根据设定的脱谐度实现欠补、全补或过补运行。也可以采用手动运行进行固定补偿。自动运行时该装置能始终处于最佳补偿状态，使接地故障点的残余无功电流减小到5A以下，因而可显著提高电网供电的安全性和可靠性。该成套装置对电网对地分布电容比较大，对地绝缘相对薄弱的电缆电网（如煤矿610kV电网）尤为重要，它可有效地抑制电弧接地过电压，减少单相接地故障引发相间短路和电缆放炮的几率；此外，还能有效地抑制电弧接地过电压和铁磁谐振过电压。该成套装置可广泛适用于矿山、冶金、石油、化工等企业及大中城市、农村

7、的610kV配电网络。3 特 点u 干式结构、单柜室内安装，同类产品中占地面积最小，柜型可与高压室原有开关柜配套，整齐划一；u 无档调节，可控硅调节电流，无机械传动部分，可做到0ms投入全补偿，对瞬间性接地故障或实接地故障都能起到补偿作用，可有效抑制电网操作过电压及接地故障引起的二次故障发生几率；u 1/3-6U机箱，大屏4.3寸LCD显示，人性化界面，按键操作；u 实时跟踪显示电网电容电流值、电网相电压值、电网零序电压值；u 补偿投入时间可调，最长4秒，步进100ms，方便井下漏电保护动作;u 预调式、随调式方便切换，动态补偿；u 脱谐度可调，可调整欠补过补，满足多种需要；u 2000次补偿

8、追忆，可显示补偿时的零序电压补偿电流和残流；u 2000次故障追忆，可显示故障名称和时间；u 具有手动、自动运行方式，手动可设置档位进行固定补偿；u 可实现多台消弧线圈并列运行；u 具备完善的零序过压、零序过流、阻尼和变压器温度保护，控制器自我保护，控制器掉电保护等功能；u 接地时间超限保护，保护消弧线圈本体；u 干接点报警故障输出；u 可根据电网参数和接地情况自动试分合阻尼使电网恢复平衡；u 阻尼温度、变压器线圈、铁芯温度和环境温度可在液晶上显示；u 和原有的XBSG-7型控制器体积和接口和通讯兼容，升级方便；u 具有“四遥功能”和RS485串口，Modbus-RTU标准协议；4 型号意义X

9、BSG-8 型消弧线圈控制器XB - 自动跟踪补偿消弧线圈S - 三相G - 干式8 - 第8版控制器5 使用环境² 安装方式：无剧烈震动及爆炸性介质的室内² 海拔高度：1000m² 环境温度：-2555² 相对湿度：90%（25）² 污秽等级：级² 地震烈度：八度6 主要参数Ø 额定电压：6 kV、10kVØ 补偿电流：40 A、50 A、60 A、80A 或用户要求Ø 补偿可调电流：30 A、40 A、50A或用户要求Ø 控制工作电源：DC220V±10Ø 成套装置柜型：

10、GG-1A、KGN、KYN28、定制型或用户要求7 工作原理及一次接线方案XBSG系列自动跟踪补偿消弧线圈成套装置由三相五柱消弧线圈、低压电抗器、阻尼电阻箱、控制器及附件、装置壳体等构成。7.1 工作原理图7-1 XBSG系列自动跟踪补偿消弧线圈工作原理图L：三相五柱消弧线圈；L1、L2：低压电抗器；RL：阻尼电阻；SCR1、SCR2、SCR3、SCR4：可控硅；KM：交流接触器接点XBSG系列自动跟踪补偿消弧线圈工作原理如图7-1所示。其中三相五柱消弧线圈有五个铁芯柱，中间三个铁芯柱绕有高、低压线圈，边柱上没有线圈。高压绕组采用星形联结，高压侧接电网A、B、C三相，星型联结点接电网地；低压绕

11、组采用开口三角形联结，开口通过可控硅接通小型电抗器L1、L2，通过接触器接通阻尼电阻。三相五柱消弧线圈当电网正常工作时，加在三相五柱式消弧线圈上的电压仅为正序，大小相等，相位互差1200，矢量和为零，即消弧线圈星形联结点没有电流入地，正序磁通在中间三个柱之间流通，互为通道，不流经边柱，由于中间三个柱没有气隙，磁阻很小，正序阻抗很大，正序电流很小，其值相当于变压器的空载电流。当电网发生单相接地故障时，加在三相五柱式消弧线圈上的电压可分解为正序分量和零序分量，电网有零序电压产生。正序电压产生的电流、磁通与电网正常工作时相同；零序电压产生的零序电流流入三相高压绕组，由于大小相等，方向一致，所产生的零

12、序磁通也必然是大小相等，方向相同，通过气隙，与两个边柱构成通道，由于零序磁路有气隙，磁阻较大，故零序电流较大，通过调整磁路气隙的大小，可以改变零序电感值，进而改变消弧线圈固定补偿部分的电感电流。低压绕组采用开口三角形联结。在电网正常工作时，开口电压仅为系统不平衡产生的不平衡电压。当电网发生接地故障时，该开口反映零序电压，利用可控硅接通小型电抗器L1 、L2，控制器通过调整可控硅的导通角，调节三相五柱消弧线圈付边电感电流的大小，即可改变原边的电感电流大小，实现消弧线圈电感电流的自动调节。通过对电网电容电流的实时跟踪，自动调节电感电流，实现消弧线圈的自动跟踪补偿。低压绕组的开口电压上经过接触器的接

13、点KM接通阻尼电阻RL。在电网正常运行时，该电阻增加了电网的阻尼率，可限制全补偿时出现谐振过电压，同时起到PT消谐作用；在电网发生接地故障后，2秒内控制器自动切除该阻尼电阻，进一步减小单相接地点的残流；当单相接地故障消除时，控制器自动投入该阻尼电阻，防止谐振。7.2 一次接线方案XBSG系列自动跟踪补偿消弧线圈根据配置壳体的不同，接入系统共有两种接线方案，见图72、图73。方案1采用GG-1A或KGN开关柜壳体，自带高压隔离开关、高压熔断器、高压真空接触器实现投切，该柜型直接联结系统母线，与变电所高压室其它开关柜并柜安装，不需要另配高压开关柜投切消弧线圈。方案2采用KYN28、KYN18等母线

14、封闭的开关柜壳体或定制壳体，由于该柜型内部不能安装高压真空接触器等投切装置，故需要另配高压开关柜投切消弧线圈，可与变电所高压室其它开关柜并柜安装，除定制壳体外，不影响母线穿过消弧线圈柜，方便以后加装开关柜。图7-2 一次接线方案1示意图图7-2 一次接线方案2示意图8 XBSG智能控制器界面XBSG系列自动跟踪补偿消弧线圈的智能控制器，就地安装于消弧线圈成套装置壳体上，控制器面板如图81所示。图8-1 XBSG-系列自动跟踪补偿消弧线圈智能控制器面板图 液晶显示屏：装置所有信息的显示窗口，设备运行后，如没有键盘操作，一分钟自动关闭背光并返回主显示屏，按除“复位”之外的其它键均可打开背光灯。 工

15、作指示灯Ø 电源：点亮表示装置内部主回路电源正常。Ø 接收：点亮表示控制器温控模块通信正在接收信息。Ø 发送：点亮表示控制器温控模块通信正在发送信息。Ø 报警：点亮表示系统发生单相接地(U0>15V)。Ø 故障：点亮表示系统发生故障,复位后才能恢复。 按键Ø 复位：按下该键将强制使装置重新启动。Ø 取消：按下该键将取消前次操作而返回上一界面。Ø 确认：按下该键将执行光标处的操作。Ø + ：按下该键将使所选参数加一。Ø ：按下该键将使所选参数减一。Ø ：按下该键光标将向左或向上移动

16、。Ø ：按下该键光标将向右或向下移动。9 XBSG智能控制器使用说明9.1 运行状态显示装置运行时，状态显示屏显示装置的运行状态（包括正在初始化、接地补偿中、各种保护故障等）、产品类型及日历时钟。屏幕显示如下：运行状态显示屏运行状态说明：Ø 正在初始化.：当装置启动后开始初始化，此时装置不执行键盘操作（“复位”键除外）。初始化结束后将恢复键盘操作功能。Ø 正在运行：当装置自动运行的初始化过程结束后，主显示屏显示为正在自动运行状态。Ø 补偿运行：当系统发生单相接地时（U0>15V），装置将切除阻尼电阻进入补偿运行，主显示屏显示为补偿运行状态。

17、6; 零序过压故障：当系统发生过压故障时（U0>过压设定值），装置使继电器动作将消弧线圈退出运行，主显示屏显示为零序过压跳闸状态，可在故障追忆中查看故障详细内容，复位后才能继续正常运行。Ø 过流跳闸：接地时当检测到电感电流超出调节范围，装置使继电器动作将消弧线圈退出运行，主显示屏显示为过流跳闸状态，可在故障追忆中查看故障详细内容，复位后才能继续正常运行。Ø PT断线故障：当装置检测到三相电压正常，而没有零序电压时，装置使继电器动作推出运行，主显示屏会显示消弧PT断线故障，可在故障追忆里查看故障详细内容，复位后才能继续正常运行。Ø 阻尼故障：当装置检测到发生阻

18、尼投入故障、阻尼切除故障时，装置使继电器动作将消弧线圈退出运行。主显示屏显示装置故障状态，可在故障追忆中查看故障详细内容，复位后才能继续正常运行。Ø 温度过高报警和故障：当装置通过温控器检测到温度达到设定的报警值时，主屏幕会显示温度过高报警，温度低于报警值后，会自动恢复。如果温度大于温度超限的设定值时，主屏幕会显示温度超限故障，并使继电器动作退出运行，可在故障追忆中查看故障详细内容，复位后才能继续正常运行。Ø 补偿时间超限报警：当接地时间累积超过2个小时，电网仍然没有恢复正常情况，依然发生接地时，装置将会控制器继电器动作退出运行，主屏幕将显示补偿时间超限，可在故障追忆中查看

19、故障详细内容，复位后才能继续正常运行。Ø 请合闸：当装置上电后检测到消弧线圈未合闸或在运行中消弧线圈退出系统运行，则主显示屏显示为请合闸状态。显示查看屏显示信息说明如下：² 三相电压：显示PT柜的三相电压值。² 零序电压：显示消弧线圈柜的二次零序电压值。² 电容电流：自动运行时显示为系统发生金属性接地时流过接地点的电容电流间接测量值，手动方式下显示为发生金属性接地时消弧线圈在相应档位固定补偿的电感电流值（装置中所有显示的电流值均为折算到发生金属性接地时所对应的值）。特别说明几个概念：l 脱谐度：显示自动运行时设置的脱谐度（补偿系统脱离谐振点的程度，即：=

20、(IC-IL)/IC×100%）。l 运行档位：显示手动运行时选择的档位。第1档为固定补偿电感电流（5A30A根据用户订货要求而不同），第2档为固定补偿电感电流1个电抗器补偿电感电流，第3档为固定补偿电感电流2个电抗器补偿电感电流。9.2 主菜单信息在运行状态显示屏上按确认键将显示菜单屏1，屏幕显示如下： 菜单屏9.3 参数配置在菜单屏中选中“整定设置”，按确认键后经过密码确认进入整定设置屏，根据运行方式的不同分别显示如下：设置屏在整定屏上将光标移动到所选参数可通过“+”、“”键修改设置值。修改好数值按确认键确认，光标将跳转到下一行。若未按确认键或按取消键则参数返回修改前的值。9.4

21、 补偿追忆在菜单屏中选中“补偿追忆”，按确认键后进入补偿追忆屏，屏幕显示如下：补偿追忆屏补偿追忆显示说明：Ø 补偿次数：显示装置运行后系统发生单相接地故障的次数，最大可追忆前1999次补偿内容。Ø 当前次数：通过加减键可选择查看前N次发生的补偿追忆信息。Ø 起 始：显示前N次补偿发生（U0>15V）的起始时间。Ø 结 束：显示前N次补偿结束（U0<10V）的时间。Ø 补偿电流：显示发生接地故障时消弧线圈所补偿的电感电流值。Ø 零序电压：显示发生接地故障时电网二次零序电压值。Ø 残余电流：补偿电流和预测电容电流之差

22、；9.5 故障追忆在菜单屏中选中“故障追忆”，按确认键进入故障追忆屏，屏幕显示如下：故障追忆屏Ø 补偿次数：显示装置运行后系统发生单相接地故障的次数，最大可追忆前1999次补偿内容。Ø 当前次数：通过加减键可选择查看前N次发生的补偿追忆信息。Ø 故障时间：显示前N次故障的发生时间。屏中显示了故障发生的次数（最大可追忆前1999次故障），通过输入值可显示出前N次故障的类型和故障发生的时间。9.6 通讯时间设置通讯设置屏此屏主要是设置本机通讯相关的参数以及时间的设定，通过移动光标和上下键更改时间。注意：并列运行时，一定要设置主从机。9.7 状态查看 此屏主要方便于自我

23、诊断，可以清楚看到各个开关量和通讯状态，便于判断各开入量和通讯状态的工作状态。9.8 出厂设置装置若需要进行精度整定操作，可选中“出厂设置”菜单，屏幕显示如下：整定通道选择屏移动光标选择好所需整定通道后按确认键分别进入各个通道整定屏，屏幕显示如下： 在各个通道整定屏上，输入相应的电压电流信号，通过设定通道增益系数K的值使各采样通道的精度达到最高。提醒用户，此项设置不要轻易更改（出厂时已经将各个参数调节为最佳），否则会影响测量和调节精度。10.后背端子图电源主控信号101DC+直流220正201TX-G485GND301UaA相电压102PE电源地202TX-A温控485A302UbB相电压10

24、3DC-直流220负203TX-B温控485B303UcC相电压304COM公共端204BJ-G485GND305U0+零序电压104X1-1阻尼控制205BJ-A并机485A306U0-105X1-2206BJ-B并机485B307I0+零序电流106X2-1合闸出口308I0-107X2-2309IR+电阻电流108X3-1保护分闸207XS-G485GND310IR-109X3-2208XS-A对上485A209XS-B对上485B311QF-1母联312QF-2313QF-3断路器110X4-1掉电跳210VCC可控硅板314QF-4111X4-2211CH0315KM-1电阻112X

25、5-1通讯故障212CH1316KM-2113X5-2213CH2114X6-1总故障214CH3317KW-1备用115X6-2215CH4318KW-2319KG-1320KG-211 温度控制器使用说明101111.1 外观介绍端子描述GND,+VS 为模块的电源输入端，GND接电源负端，+VS接电源正端；INIT 为模块的默认通讯参数硬件使能端子；EARTH 为模块的接大地端子，可提高ESD保护性能；485GND ,DATA+,DATA-为隔离的RS-485接口端子，485GND为通信接口的隔离地，DATA+接RS485的A端，DATA-接B端。RTD0RTD4及COM为模块的RTD通

26、道接口；DGND为数字量输出参考地；AGND为RTD测量通道的参考地；DO0DO1为模块的2路数字量输出通道；11.2 主要技术指标1、 传感器类型：Pt100型，三线制；2、 输入路数：4路3、 探温范围：-200到+850；4、 温度分辨率：0.1；5、 精度：0.1%；6、 周期型自校准11.3 系统参数CPU： 32位RISC ARM操作系统：实时操作系统隔离电压：2500V DC供电电压：+10+30 V DC，电源反接保护功耗：1.2W工作温度：-25+85通讯接口： 隔离2500V DC，ESD，过压过流保护安装方式：标准DIN导轨安装12 通信规约XBSG系列自动跟踪补偿消弧线

27、圈成套装置通信规约采用标准的MODBUS-RTU协议。12.1 通信接口l 标 准： RS485l 工作方式：串行，异步，半双工。l 数据格式：起始位1位，数据位8位，停止位1位，无奇偶校验。l 通信速率：2400/4800/9600/115200， bit/s。12.2 通信方式主从查询方式：监控主站周期性依次查询各消弧线圈，被查询的消弧线圈，按相应报文帧格式回答，如同时有多种报文需传送，重要报文优先发送。消弧线圈可根据实时性要求确定传送周期。主站可随时插入各种类型报文，索取从站信息，或对从站进行控制操作。12.3 报文格式每个MODBUSRTU帧都包括地址域、功能域、数据域、错误检测域。下

28、发数据格式地址功能代码地址高字节地址低字节长度高字节长度低字节CRC低字节CRC高字节地址域功能域数据域错误检测域上传数据格式地址功能代码数据数量数据1.数据nCRC低字节CRC高字节地址域功能域数据域错误检测域地 址：为从站的通信地址， 1247为从站地址，功能代码：标识当前报文的类型，从站支持03H、16H功能码。数 据：字传输时采用高字节在前、低字节在后，数据含义详见信息表。CRC校验：所有报文的MODBUSCRC校验码。12.4 传输规定点对点通信。采用MODBUS-RTU通信协议。每两个字符之间发送或者接收的时间间隔不能超过1.5倍字符传输时间。如果两个字符时间间隔超过了3.5倍的字

29、符传输时间，规约就认为一帧数据已经接收，新的一帧数据传输开始。12.5 报文类型及说明功能码名称方向作用数据类型0X02读取输入状态 读读取状态量、报警量位0X03读取保持寄存器 读/写读写设置参数位0X04读取输入寄存器 读取得当前数据的十六进制值字0X05强置单线圈写控制隔离开关分合闸位12.5.1读取状态量该命令可以读取从站的各种监测数据，数据类型为字。MODBUS 请求功能代码1字节0X02起始地址2字节0X0000 TO 0XFFFF读取位数量2字节1 TO 2000(0X7D0)MODBUS 响应功能代码1字节0X02字节计数1字节N状态量N字节N =读取位数量/8 如果余数不为0

30、 则N=N+112.5.2读取保持寄存器该命令可以读取从站的各种监测数据，数据类型为字。MODBUS 请求功能代码1字节0X03起始地址2字节0X0000 TO 0XFFFF读取数量2字节1 TO 125(0X7D)MODBUS 响应功能代码1字节0X03字节计数1字节N*2数据N字数据说明：见信息表12.5.3读取输入寄存器该命令可以读取从站的各种监测数据，数据类型为字。MODBUS 请求功能代码1字节0X04起始地址2字节0X0000 TO 0XFFFF读取数量2字节1 TO 125(0X7D)MODBUS 响应功能代码1字节0X04字节计数1字节N*2数据N字数据说明：见信息表12.5.

31、4强制单线圈寄存器该命令可以读取从站的各种监测数据，数据类型为字。MODBUS 请求功能代码1字节0X05起始地址2字节0X0000 TO 0XFFFF读取数量2字节1 TO 125(0X7D)MODBUS 响应功能代码1字节0X05字节计数1字节N*2数据N字数据说明：见信息表12.6错误响应根据错误功能码0x80详细报文错误内容错误代码0x0001 80 00 crc crc寄存器地址或长度不对0x0101 80 01 crc crcCRC校验码不对0x0201 80 02 crc crc功能码不对13 安装与调试当该成套装置运抵目的地后，应存放在干燥清洁场所。安装时，整体起吊，安放柜体后，固定，并保证柜体及消弧线圈高压线圈星形联结点与变电站的接地网可靠相连（接地电阻<2）。根据柜型的不同，按照不同一次接线方案联结高压侧。最后安装图纸联结二次线，即可进行调试工作。安装中注意：Ø 安装时应注意紧固消弧线圈、电抗器、内部连线等各处螺丝，防止运输过程中的松动；Ø 消弧线圈的星形联结点应与变电站接地网可靠连接，接地电阻小于2。投入消弧线圈的操作顺序：先合开关柜内控制电源开关；再合消弧线圈控制器开关，此时阻尼自动投入（阻尼投入指示灯点亮）；最后按下合闸按钮（此时合闸指示灯点亮）。消弧线圈退出的操作只需按下分闸按钮即可。XBSG系