消弧线圈自动调谐成套装置说明书

TSH2023-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一.二.1.2.三.1.2.四.五.1.2.3.4.5.6.六.1.2.3.七.1.2.3.4.5.6.八.1.2.3.4.5.九.1.2.3.4.十.1.2.3.十一.

概述 3机电参数 3掌握器 3接地变及消弧线圈 4环境条件 4接地变、消弧线圈等一次设备 4掌握器 5型号说明〔略〕 5成套装置构成 5总体构成 5Z型接地变压器 6调匝式消弧线圈 78421并联电抗器组合式消弧线圈 8自动调谐掌握器 9掌握屏 10成套装置工作原理 11自动调谐原理 11单相接地选线原理 12母线分段运行或并列运行的掌握方式 14掌握器操作说明 15性能特点 16自动、手动状态 16正常运行状态 16接地故障状态 17成套装置的系统状态显示 18系统操作说明〔略〕 错误！未定义书签。安装调试留意事项 错误！未定义书签。现场预备 错误！未定义书签。开箱检查 错误！未定义书签。留意事项 错误！未定义书签。消弧线圈投入运行操作步骤 错误！未定义书签。消弧线圈退出运行操作步骤 错误！未定义书签。运行维护留意事项 错误！未定义书签。正常运行时留意事项 错误！未定义书签。系统发生单相接地故障时留意事项 错误！未定义书签。装置特别时留意事项 错误！未定义书签。装置维护留意事项 错误！未定义书签。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。接地变压器容量确实定 错误！未定义书签。订货须知 错误！未定义书签。附图 错误！未定义书签。--10-一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：3～10kV35kV、66kV系统，当10A3～10kV30A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，但仍存在缺乏之处，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TSH2023-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，通过电抗器投切，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。掌握器选用性能稳定的专业嵌入式工控机，大屏幕液晶全汉化显示，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。二机电参数掌握器工作电源： 直流220V或沟通220V50Hz功率损耗： ≤15W可控消弧线圈数量：电容电流测量误差：故障响应时间：接地残流工频重量：掌握器接地故障录波数据：掌握器调谐输出接点容量：掌握器报警输出接点容量：接入掌握器二次零序电压：接入掌握器二次零序电流：测量精度：启动电压：掌握器通信方式通信规约：接地变及消弧线圈

2套〔最多〕≤5%≤5us-20ms≤2A20230次直流220V，8A直220V，0.5A03U≤100V(沟通有效值)00≤5A(沟通有效值)0%〔相对引用误差〕1－100V可调〔15V〕①硬节点；②RS232、485CDT规约工作电压： 6kV～66kV故障响应时间：脱谐度：冷却方式：最大温升：绝缘要求：绝缘等级：绝缘水平：

≤5us-20ms≤5%自冷或强风冷却100K全绝缘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：最高温度：最低温度：最热月平均温度最高年平均温度：耐地震力量：地面水平加速度：

≤1000m45℃-35℃30℃25℃8级0.2g(重力加速度)垂直加速度： 重力加速度〕正弦共振三周波安全系数：风速：月平均最高相对湿度：日照强度：覆冰强度：污秽等级：日平均湿度：掌握器安装地点：环境温度：相对湿度：

≥1.6710m15m/s90%〔25℃下〕0.1W/cm25mmIII级≤95%户内-20℃～+40.6℃94%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3Uo5-266kV8421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〔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〔1Ω，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。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 L8B45-6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，L1、L2、L4、L81:2:4:8安排，K1、K2、K3、K4为高压真空接触器，当接触器闭合时，相应的电抗器投入电网；当接触器断开时，0000～1111之间变化的16可以承受532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。假设承受“随调”的运行方式，正常运行时高压真空接触器都处于断开状态，即电抗器都退出系统，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”的运行方式，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自动调谐掌握器特点承受4U机箱，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.TFTLCD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，支持鼠标、键盘。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。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。主要功能人机对话功能：自动/手动/停顿掌握方式的切换功能、时间参数、运行参数和掌握参数的设置功能、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。20230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”TFTLCD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、脱谐度，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。“一控一”或“一控二”的掌握方式均能够自动对不同运行方式〔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。消弧线圈掌握器实时采集系统故障信号，应用多种选线方法进展综合选线，具体包括：智能群体比幅比相法、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行可信度量化评估，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(1秒)重采集数据进展分析，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。掌握屏掌握屏规格、尺寸及颜色由用户确定。特别要求的尺寸、颜色等，需要强调说明，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L6－1E0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；X为消弧线圈电抗；LLI0C X 为系统对地容抗；LI0C E0CUC0XUC6-1正常运行中系统零序等值回路UU0<1=1>1XL/XC0图6-2 U与消弧线圈电抗的谐振曲线图00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U6-2所示。0应用时调整消弧线圈至某一档，测得中性点位移电压U01，再调整消弧线圈至相邻档，测得中性点位移电压U02，假定调档过程中E0不变，在关联参考方向下，则有： 0 0 C假设承受标量形式，则可建立方程组：X I E U C 01 0 01XI E UXC 02 0 02可得X U U I 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 U I U I U C C 02L2 01L1 02 01上述计算系统对地容抗的方法称为“位移电压法TSH2023-XH点研制出改进的“位移电压法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，正常运行时消弧线圈都退出系统，发生单相接地后掌握器依据最正确档位方案快速投入消弧线圈，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入消弧线圈，使系统处于过补偿运行状态，此时阻尼电阻可以防止谐振过电压，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，为不影响整个系统供电，应快速准确地选出故障线路。本成套装置掌握器可以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：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。智能型比幅比相法智能型比幅比相方法的根本原理是：对于中性点不接地系统，比较母线的零序电压和全部线路零序电90序电流同相，则为母线接地。传统比幅比相方法在信号处理、抗干扰和有效域方面存在肯定的缺陷。智能型的比幅比相方法承受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。谐波比幅比相法假设线路零序电流中含有丰富的谐波成分，则比较全部线路零序电流谐波重量的幅值与相位，故障线路零序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线推断的依据。由于小电流接地电网单相接地故障等值电路是一个容性通路，故障的突然作用在电路中产生的暂态电流通常很大。特别是发生弧光接地故障或间歇性接地故障状况下，暂态电流含量更丰富，持续时间更长。暂态电流满足在故障线路上的数值等于在非故障线路上数值之和且方向相反的关系，可以用来选线。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，对于中性点经消弧线圈接地系统，消弧线圈智能补偿零序电流的无功重量，不能补偿零序电流的有功重量，因此故障线路的零序电流的有功重量与正常线路极性相反，可以用这个特点进展选线。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。在系统发生单相接地后，通过高压接触因此计算各线路在电抗器投切前后零序电流的变化量，可以推断变化量最大者即为接地线路。使用该方法可进展连续推断，选线准确率很高。假设消弧线圈未投入运行，掌握器仍可作为选线装置使用，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。有效域技术对于不同的故障信号特征，各种选线方法都有肯定的适用条件。当适用条件满足时，该选线方法选线结果肯定正确，否则，选线结果可能消灭错误。我们称选线方法能够牢靠选线的适用条件为该方法的充分性条件，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，该方法对该故障的选线结果肯定是正确的，否则给这种方法的选线结果乘以一个系数w(0<w<1)。应用证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掌握器可以承受“一拖一”或“一拖二”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(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“一拖二”掌握方式即一个掌握器掌握两台消弧线圈，两段母线的消弧线圈只需要配置一个掌握器。建议用户承受“一拖二”掌握方式。分段运行(残流最小或指定脱谐度数值等)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，则调整一台消弧线圈；一台消弧线圈补偿缺乏，则将某一台消弧线圈全部投入，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计算两段母线的电容电流，在确定电抗器组合方案的时候，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70A74A，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、自动跟踪调谐、故障报警等功能。使用高级语言编程；全汉化显示，界面友好。并配有故障录波，功能强大，牢靠性高。20230USBU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