消弧消諧的原理及作用

消弧消諧的原理及作用消弧消諧柜的原理作用說的直白一點就是：當電路出現(xiàn)短路發(fā)生電弧接地時，迅速轉化為金屬接地。金屬性接地后，非故障相上的過電壓立即穩(wěn)定，系統(tǒng)中的設備可以在這個電壓下安全運行；由于電弧被熄滅，過電壓被限制在安全水平，故障不會再繼續(xù)發(fā)展。過電壓的能量降低到過電壓保護器允許的能量指標以內，避免了過電壓保護器爆炸事故；母線過電壓被限制在較低的水平，可避免激發(fā)鐵磁諧振過電壓。消弧和消諧的工作原理是不一樣的。消弧是指當母線發(fā)生單相金屬接地時消弧裝置動作使金屬接地通過消弧裝置動作的真空接觸器直接接地，有利于母線保護動作、這樣可以避免諧波的產生。消諧主要是消除二次諧波以及高次諧波，有利于電網的安全運行。正常運行時，消弧線圈中無電流通過。而當電網受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時，中性點電位將上升到相電壓，這時流經消弧線圈的電感性電流與單相接地的電容性故障電流相互抵消，使故障電流得到補償，補償后的殘余電流變得很小，不足以維持電弧，從而自行熄滅。這樣，就可使接地迅速消除而不致引起過電壓。JZXH消弧消諧選線及過電壓保護裝置使用說明書概述我國3～35KV(含66KV)的電網大多采用中性點不接地的運行方式。此類電網在發(fā)生單相金屬性直接接地時，非故障相的對地電壓將升高到線電壓，三相線電壓量值不變，且仍具有120。的相位差，三相用電設備的工作并未受到影響，因而不影響電能的正常傳輸。所以國家標準規(guī)定這類電網在發(fā)生單相接地故障后允許短時間帶故障運行，提高了該類電網的供電的可靠性。現(xiàn)有的運行規(guī)程規(guī)定，中性點非有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，允許運行兩小時，但規(guī)程未對“單相接地故障”的概念加以明確界定。如果單相接地故障為金屬性接地，則故障相的電壓降為零，其余兩健全相對地電壓升高至線電壓，這類電網的電氣設備在正常情況下都應能承受這種過電壓而不損壞。但是，如果單相接地故障為間歇性弧光接地，則會在系統(tǒng)中產生達3.5倍相電壓峰值的過電壓，這樣高的過電壓如果數小時作用于電網，勢必會造成電氣設備內絕緣的積累性損傷，在健全相的絕緣薄弱環(huán)節(jié)造成絕緣流熔斷器是整個裝置的后備保護器件，用來防止短路事故，具有開斷迅速、開斷容量大的特點。5.消諧組件；由消諧接觸器和大功率電阻組成，受微機綜合控制器的控制，完成消諧功能。6.微機綜合控制器JWK；多功能微機控制器是本裝置的技術核心部件，采用美國MICROCHIP公司新一代芯片，工作穩(wěn)定可靠；采用先進的開關電源供電，抗干擾能力強；具有測量、顯示、運算、通訊和控制功能；采用大屏幕漢字液晶顯示，具有良好的人機交互。它根據電壓互感器TV提供的三相電壓Ua、Ub、Uc和開口三角電壓U0的瞬時值的變化，判定接地的性質和接地相，發(fā)出相應的指令控制高壓真空接觸器的接通、斷開?？刂破髟O有RS-485串行接口,可作為綜合自動化系統(tǒng)的一個子站。7.電壓互感器TV。將系統(tǒng)一次電壓轉換為微機綜合控制器能夠接受的信號電壓,對系統(tǒng)運行進行狀態(tài)檢測。五、工作原理圖１：一次原理圖本裝置是利用微機控制技術、氧化鋅非線性元件組成的過電壓保護技術及單相高壓真空接觸器等組成一套自動控制系統(tǒng)，完成對系統(tǒng)電壓的實時監(jiān)控。當系統(tǒng)出現(xiàn)高幅值的過電壓時，組合式過電壓保護器JPT首先投入工作，將系統(tǒng)過電壓限制在電氣設備絕緣允許的安全范圍內；當被保護的系統(tǒng)發(fā)生接地或諧振故障時，微機綜合控制器根據電壓互感器TV提供的三相電壓Ua、Ub、Uc和開口三角電壓U0的瞬時值的變化，判定故障的性質，發(fā)出相應的指令和信號：1.如果發(fā)生的故障是不穩(wěn)定電弧接地，微機綜合控制器在判定接地的相別后，發(fā)出指令，令故障相的高壓真空接觸器K(A或B或C)10ms內閉合；將高能氧化鋅非線性電阻和電容組成的消弧限壓器XYQ接入接地相，限制故障相的恢復電壓，吸收接地引起的電磁能量，減緩系統(tǒng)振蕩，使恢復電壓不能再次擊穿故障點而熄弧。當檢測系統(tǒng)三相電壓為正常值時，再延時一秒鐘后，令高壓真空接觸器斷開，系統(tǒng)恢復正常運行。2.如果發(fā)生的故障是穩(wěn)定電弧接地，微機綜合控制器在判定接地的相別后，令故障相和接地的高壓真空接觸器KD同時閉合，使系統(tǒng)由穩(wěn)定性的弧光接地在30ms內快速轉變成穩(wěn)定的金屬性直接接地，故障相電壓降為零，電弧消失。數秒鐘后，先令接地的高壓真空接觸器KD斷開，這時在故障相接入高能氧化鋅非線性電阻和電容組成的消弧限壓器XYQ，限制故障相電壓的恢復速度和幅值，減緩系統(tǒng)振蕩，延時一秒鐘斷開，若故障消失，說明這一電弧接地故障是因過電壓沖擊引起的瞬時性接地故障，系統(tǒng)恢復正常運行。如果接觸器KD斷開后，系統(tǒng)再次在原故障相出現(xiàn)穩(wěn)定電弧接地，裝置認定此故障為永久性的電弧接地故障，于是再次閉合故障相和接地的高壓真空接觸器KD，等待值班人員或微機選線處理。3.如果發(fā)生的故障是金屬性的直接接地故障，裝置可根據用戶要求將故障相母線直接接地，減少流過故障點的電流，發(fā)出指示信號，等待值班人員或微機選線處理。4.如果發(fā)生的故障是TV斷線故障，裝置只發(fā)出指示信號，等待值班人員處理。5.如果發(fā)生的故障是分頻諧振，裝置通過瞬時將母線上的電壓互感器的開口三角繞組短接，進行消除。6.如果發(fā)生的故障是高頻或工頻諧振，裝置通過瞬時在母線上的電壓互感器的開口三角繞組接入大功率電阻，消除諧振。7.如果發(fā)生的故障是接地故障，裝置根據接地故障電流的幅值、相位或暫態(tài)分量，以及故障相母線直接接地前后故障電流幅值、相位的變化，利用相對原理和多重判據選接地線路，選線準確、可靠。裝置中還加裝了高壓限流熔斷器作為后備保護，在極端情況下，本裝置可在1-2ms內退出，從而保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。裝置中的過電壓保護器JPT將系統(tǒng)出現(xiàn)的過電壓限制到較低的水平。七．模擬動作試驗當裝置正確、完整的接線后，使用繼電保護測試儀等設備，按表1—表8分別給裝置輸入各種模擬故障參數，裝置應準確動作。1．模擬動作試驗表表1．間歇性弧光接地保護動作試驗輸入幅值（V）相位角（θo）裝置動作狀況Ua1000KA無Ub100240KB無Uc22120KC動作3Uo>98300KX無Io>55mA210BJ動作Io輸入第1路零序端顯示L01-C結論：合格注：Io應超前3Uo90°；3Uo應在接地相的180°方向（下同）。表2．高阻接地保護動作試驗輸入幅值（V）相位角（θo）裝置動作狀況Ua1000KA無Ub100240KB無Uc22120KC無3Uo>48300KX無Io>55mA210BJ動作Io輸入第1路零序端顯示L01-Cd結論：合格表3．金屬性接地保護動作試驗輸入幅值（V）相位角（θo）裝置動作狀況Ua1000KA無Ub100240KB無Uc<15120KC無3Uo95300KX無Io55mA210BJ動作Io輸入第1路零序端顯示L01-CJ9結論：合格表4．諧振保護動作試驗（1）輸入幅值（V）相位角（θo）裝置動作狀況Ua800KA無Ub80240KB無Uc80120KC無3Uo80頻率：25/125/150HzKX動作模擬：分頻或倍頻諧振，三相電壓同時升高BJ動作顯示∪∩∪∩∪∩結論：合格注：3Uo的頻率可選25/125/150Hz中的任一個（下同）。表5．諧振保護動作試驗（2）輸入幅值（V）相位角（θo）裝置動作狀況Ua800KA無Ub80240KB無Uc60120KC無3Uo80頻率：25/125/150HzKX動作模擬：分頻或倍頻諧振，，二相電壓同時升高BJ動作顯示∪∩∪∩∪∩結論：合格表6．諧振保護動作試驗（3）輸入幅值（V）相位角（θo）裝置動作狀況Ua600KA無Ub60120KB無Uc60240KC無3Uo80頻率：25/125/150HzKX動作模擬：分頻或倍頻諧振，三相電壓換序BJ動作顯示∪∩∪∩∪∩結論：合格表7．電壓互感器一次斷線（一次高熔熔斷）保護動作試驗輸入幅值（V）相位角（θo）裝置動作狀況Ua580KA無Ub58240KB無Uc<15120KC無3Uo>35300KX無BJ動作顯示FU-C-E結論：合格表8．電壓互感器二次斷線(二次熔芯熔斷)保護動作試驗輸入幅值（V）相位角（θo）裝置動作狀況Ua580KA無Ub58240KB無Uc<15120KC無3Uo<25300KX無BJ動作顯示UC---E結論：合格八、零序電流互感器的安裝1．大多數電纜出線的用戶采用零序電流互感器CT獲得零序電流，安裝互感器應確保零序電流信號不被短路，參閱圖12。圖中絕緣板上的固定螺栓應保證卡子（即電纜外皮）與地絕緣。母線側電纜外殼的接地線應穿過零序CT再接線(如圖12所示)。圖１０.零序CT安裝連接示意圖2．三相CT接成零序過濾器對已安裝三相CT的用戶，獲取零序電流，可以將他們接成零序電流過濾器方式，由于本機電流輸入回路具有極低的輸入阻抗（<0.1Ω），因而，不影響用戶在零序電流過濾器回路串聯(lián)其它的電流測量元件。3．對只有A、C兩相CT的用戶必須安裝B相CT，并要求其精度變比等特性均于A、C相相同，才能接成零序過濾器，使用本控制器。4．同名端（極性）要求（1）對零序電壓信號接入，無同名端一致的要求。（2）對零序電流互感器的同名端（亦稱極性）要求完全一致，接入機器，參閱圖13。（3）對既有零序CT，也有三相過濾器的系統(tǒng)，也要求同名端完全一致接入控制器,圖略圖１１.零序電流互感器連接示意圖九、運行維護注意事項1．裝置的運行應由專人負責，操作人員應熟悉控制器的操作方法，每次操作應有記錄。2．使用單位應制定本站消弧消諧選線綜合裝置的運行規(guī)程。3．裝置投運前應進行時間設置，設定好后若非需要請勿頻繁變動。4．人工退出消弧前，應先斷開控制回路開關2ZK，然后再拉隔離開關。5．控制器的220V直流電源必須保持接通。6．應定期檢查交、直流電源是否正常，顯示內容是否正確。7．裝置正常運行不需要維護，系統(tǒng)故障裝置動作后應對單相真空接觸器進行檢查，查看故障記錄。8．運行人員每半年進行一次裝置運行工況分析，分析內容：系統(tǒng)的接地次數、起止時間、故障原因、微機控制器各參數的記錄、整套裝置運行是否正常等。分析結果應向主管部門匯報。9．裝置的維護檢查每年應進行一次，主要檢查內容為：（1）檢查各緊固件是否牢固，并旋緊松動的緊固件。（2）檢查接線是否松動，并旋緊松動的接線端子。（3）對裝置內所有部件的灰塵