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自動跟蹤消弧補償及選線裝置分析儀

時間：2022-09-18

中試控股技術研究院魯工為您講解：自動跟蹤消弧補償及選線裝置分析儀

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30多年專業制造：ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀

消弧線圈成套裝置目前已經普遍應用于各大變電站、電廠等配電現場。消弧線圈的作用就是在系統發生單相接地故障時，補償系統電容電流，從而抑制過電壓的產生。系統正常運行時，消弧線圈經阻尼電阻接地，防止系統諧振的發生，系統發生單相接地故障時，阻尼電阻的分壓使壓敏電阻動作并通過自觸發方式將其旁路晶閘管觸發導通，使得消弧線圈直接接地，起到補償作用，可見旁路晶閘管是否可靠動作直接決定了消弧線圈的補償作用。
10kV或者35kV系統發生單相接地故障時，消弧線圈能否起到補償作用，直接決定于旁路晶閘管能否可靠觸發導通，同時消弧線圈控制器計算精度及發出調檔指令正確與否也直接決定了消弧線圈的補償性能。
目前消弧線圈在出廠、安裝及投運后都缺乏對整個消弧線圈成套裝置綜合性能評估的技術手段。針對上述現狀，中試控股在充分研究消弧線圈運行原理及控制器工作原理的基礎上并結合大量實驗數據據及現場經驗總結研發了集晶閘管動作特性測試及消弧線圈裝置特性測試等多種功能于一體的多功能高精度測試儀器—ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀，儀器為一體化結構，操作簡單，便于攜帶。

ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀簡介
消弧線圈成套裝置目前已經普遍應用于各大變電站、電廠等配電現場。消弧線圈的作用就是在系統發生單相接地故障時，補償系統電容電流，從而抑制過電壓的產生。系統正常運行時，消弧線圈經阻尼電阻接地，防止系統諧振的發生，系統發生單相接地故障時，阻尼電阻的分壓使壓敏電阻動作并通過自觸發方式將其旁路晶閘管觸發導通，使得消弧線圈直接接地，起到補償作用，可見旁路晶閘管是否可靠動作直接決定了消弧線圈的補償作用。
10kV或者35kV系統發生單相接地故障時，消弧線圈能否起到補償作用，直接決定于旁路晶閘管能否可靠觸發導通，同時消弧線圈控制器計算精度及發出調檔指令正確與否也直接決定了消弧線圈的補償性能。
目前消弧線圈在出廠、安裝及投運后都缺乏對整個消弧線圈成套裝置綜合性能評估的技術手段。針對上述現狀，中試控股在充分研究消弧線圈運行原理及控制器工作原理的基礎上并結合大量實驗數據據及現場經驗總結研發了集晶閘管動作特性測試及消弧線圈裝置特性測試等多種功能于一體的多功能高精度測試儀器—ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀，儀器為一體化結構，操作簡單，便于攜帶。

ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀特點
1、全觸摸超大8寸彩色液晶顯示
操作簡單，儀器配備了高端全觸控式8寸彩色液晶顯示屏，超大顯示界面所有操作步驟中文菜單顯示，每一步都非常清晰明了，操作人員不需要額外的專業培訓就能使用，是目前非常理想的智能型測量設備。
2、實時顯示電壓波形
晶閘管動作特性測試時，中試控股儀器能夠實時顯示儀器輸出和晶閘管上的電壓波形。試驗人員從波形圖上就能夠非常清楚的判斷出晶閘管的動作。
3、自動手動兩種測試模式
晶閘管動作特性測試時，儀器能夠提供自動和手動兩種測試模式。自動模式能夠快速準確找到晶閘管的動作閾值。手動模式方便試驗人員仔細觀察晶閘管動作時的電壓波形變化。
4、3C0調節范圍大
消諧裝置特性試驗時，3C0電容的調節范圍非常廣，可以從10uF到100uF，足以滿足絕大部分試驗現場的需求。
5、一體化結構，體積小、重量輕
儀器內部高度集成化，中試控股為試驗提供了一種最為簡單便捷的試驗手段。

ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀技術參數
1、使用條件 -20℃ ~ 50℃ RH＜80%
2、工作電源 AC 220V±10%
3、晶閘管測試電壓范圍 0-800V
分辨率 0.1V
精度 ±（1%讀數+0.5V）
4、晶閘管動特性測試能夠實時顯示電壓波形
5、晶閘管動特性測試能夠提供自動和手動兩種模式
6、消諧裝置測試電壓范圍 40V
分辨率 0.1V
精度 ±（1%讀數+0.5V）
7、消諧裝置測試電流范圍 0-2000mA
電容電流范圍：200A，級差20A
分辨率 0.1mA
精度 ±（1%讀數+0.2mA）
8、3C0電容調節范圍 10uF-100uF
9、主機外型尺寸 320（L）×270（W）×140（H）
10、主機重量 6kg（不含測試線/中試控股）

ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀（圖片）

消弧線圈并聯小電阻接地的特點
1、接地方式和絕緣水平。接地方式還是消弧線圈接地方式，消弧線圈一直投入，發生接地時消弧線圈繼續補償，只是在接地時臨時投入接地電阻。消弧線圈廠家按照消弧線圈接地方式的絕緣水平，所有設備的絕緣水平和避雷器不需要更改。由于接地后投入電阻，系統過電壓水平基本控制在電阻接地的水平，系統有鐵磁諧振或者工頻諧振，投入電阻后可以消除諧振。瞬d.時接地處理：瞬時接地時，消弧線圈快速補償，電阻不投入。
2、故障處理和選線。接地故障選線，單相接地后延時1-10S后投入電阻，故障回路零序跳閘。多回路同時故障：兩條或者多條饋線不同相同時故障，不需要投入電阻，饋線自動跳閘兩條或者多條饋線同相同時故障，投入電阻，都可以跳閘。一般選線無法解決該問題，這種情況主要發生在臺風雷雨大風時。由于電阻接地有死區，高阻接地時不跳閘，但是消弧線圈可以補償，也可以使用電阻投入后進行選線。
3、電阻及保護。電阻投入開始時間：系統單相接地后，電阻延時投入。電阻的后備保護：在高阻接地時，投入接地電阻，故障饋線不跳閘，保護裝置可以設置延時后備保護--跳主變。電阻投入持續時間不超過10S，確保電阻不會燒壞。在小電阻接地系統中，電阻一直投入，高阻接地持續較長時間必然導致電阻或者接地變燒壞，采用靈活接地沒有該隱患。
4、控制器的功能。保護級的控制器：按照繼電保護進行設計、型式試驗。可以記錄所有的接地信息，每一次的接地持續時間，接地電流，電阻的溫度；特別是高阻接地的相關信息。一旦高阻接地時，饋線保護不動作，可以設置延時后備保護，進行報警或者跳閘。可以記錄故障前后的中性點電壓和電流波形。
5、對消弧成套裝置的影響。正常運行時，小電阻不投入系統，不會影響到系統的計算和補償。瞬時性接地故障時，電阻接地裝置不動作，故不會對消弧成套產生影響。接地故障時，電阻接地裝置動作；接地點流過大電流，線路保護動作，切除故障線路，系統返回到正常狀態，不會對消弧成套產生影響。

消弧線圈并聯小電阻接地的工作原理
消弧線圈和小電阻并聯運行的系統，主要由接地變壓器、消弧線圈及其調節裝置、小電阻及其投切裝置、控制裝置、PT和CT等組成，其中控制裝置實現消弧線圈自動調諧和小電阻靈活接地兩大功能。
消弧線圈廠家介紹系統既能完成電容電流的計算，自動調節消弧線圈在合理的補償檔位，又能在接地故障情況下控制小電阻投切，實現中性接點接地方式的靈活轉換，即實現中性點經消弧線圈接地和經小電阻接地兩種方式的并聯運行。
同時根據故障情況發揮各自的優勢，瞬時接地故障時由消　弧線圈自動補償，減小故障點殘流，而無需切除故障線路，不會造成頻繁停電，不影響供電可靠性。當發生接地故障時，短時投入小電阻，配合繼電保護裝置切除故障線路，縮短電網帶故障運行的時間，從而保障設備和線路的安全。
正常運行時，將消弧線圈投入到系統中，小電阻不投入運行，投切裝置處于斷開狀態。系統發生單相接地故障后，不會立刻閉合投切裝置，通過PT監測中性點電壓，判斷接地故障狀態。若故障消失，則認為是瞬時接地故障，投切裝置不動作，保持斷開狀態。
若接地故障持續時間超過整定時間，判定為發生接地故障，此時控制投切裝置閉合，投入小電阻產生足夠大的阻性電流，觸發故障線路零序電流保護動作，切除故障線路。當持續投入小電阻到達整定時間后，將投切裝置斷開，退出并聯的小電阻裝置，恢復為消弧線圈接地方式。
在電力系統中，中性點接地方式是根據電網設備的絕緣水平、電容電流的大小來選擇的。對于以架空線為主的配電網，一般采用中性點經消弧線圈接地方式；對于以電纜線路為主的城市配電網，單相接地故障電容電流較大的，多采用中性點經小電阻接地方式。
但是中性點經消弧線圈接地方式給故障選線帶來一定的困難，難以快速、準確地切除故障；中性點經小電阻接地方式無法區分瞬時接地故障與永遠性接地故障，對所有單相接地均啟動線路跳閘，增加了線路跳閘次數，影響了供電可靠性。
消弧消諧柜與PT柜相比有哪些好處？
消弧是指當母線發生單相金屬接地時，消弧裝置動作使金屬接地，通過消弧消諧柜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。消諧裝置是專用于低壓電網3次、5次、7次、11次、13次及以上的諧波無源濾波裝置。
消弧消諧柜適用于中頻冶煉、變頻、軋鋼、整流設備等的環境。采用了電感和電容器組成串聯諧振吸收回路，有效的將負載產生的諧波加以吸收，從而避免將諧波電流返送到電力變壓器，大大降低電網的諧波量，同時有利于用戶電力變壓器的運行，降低功耗，提高設備和其它電器組件的可靠性。
PT柜采用組合結構，可根據具體工程配置不同數量及種類的PT，其整體采用移開式金屬鎧裝結構，并在面板上配裝大面積的觀察窗，可隨時觀察柜子的運行情況，每一PT配備一個單獨的小車，其一次二次回路均采用抽頭結構，實現一次室與二次室的分離。整體美觀可靠，并可實現帶電抽出檢修。
根據不同用戶的系統進行針對性設計生產，同一系統中不同位置選用不同型號的全過電壓限制裝置，使裝置動作的協調性大大提高，避免出現弧光接地時多臺接地開關同時動作形成多點接地或誤動引起的相間短路事故。保護功能也更加完善合理，有效消除系統過電壓保護死區。
可以有效抑制系統中大氣過電壓、操作過電壓，裝置中配有特制的尖峰過電壓吸收裝置，可有效抑制大氣過電壓、操作過電壓等過電壓尖峰，緩和過電壓波頭陡度。內部采用專制的尖峰過電壓吸收裝置吸收過電壓能量大，2ms方波電流可以達到3200A。
消弧消諧柜能夠起到什么作用
當3~35KV不接地系統安裝消弧消諧柜后，各類相對地相于相的過電壓均被限制在較低的電壓水平上。原來因此引發的絕緣損壞事故將減少很多。原來作用時間長，對系統設備安全威脅較大的弧光接地過電壓，其作用在母線上的電壓值將被限制，同時隨著故障相母線的直接接地而消失。
原來可能引起的鐵磁諧振過電壓，由于母線過電壓被限制在較低的水平上，而不再發生。消弧線圈可以不必裝設，而限制過電壓的功能比裝設消弧線圈更好更完美。其限制過電壓的機理與電網對地電容的大小無關，因而其保護性能不隨電網遠行方式的該變而變化，電網大小均可使用，電網擴大亦不受影響。
裝置設備簡單、體積小，安裝調試方便。既適合變電所、也可用于發電廠的高壓系統。新站的建設、老站的改造均適用，亦無需測量計算系統的電容電流。消弧是指當母線發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。消諧裝置是專用于低壓電網3次、5次、7次、11次、13次及以上的諧波無源濾波裝置。適用于中頻冶煉、變頻、軋鋼、整流設備等的環境。
該裝置采用了電感和電容器組成串聯諧振吸收回路，有效的將負載產生的諧波加以吸收，從而避免將諧波電流返送到電力變壓器，大大降低電網的諧波量，同時有利于用戶電力變壓器的運行，降低功耗，提高設備和其它電器組件的可靠性。
PT柜采用組合結構，可根據具體工程配置不同數量及種類的PT，其整體采用移開式金屬鎧裝結構并在面板上配裝大面積的觀察窗，可隨時觀察柜子的運行情況，每一PT配備一個單獨的小車，其一次二次回路均采用抽頭結構，實現一次室與二次室的分離。整體美觀可靠，并可實現帶電抽出檢修
消弧線圈裝置補償系統的分類
消弧線圈成套裝置補償系統的分類，主要是有固定補償系統和跟蹤電網電容電流自動調諧系統。

一、固定補償系統
早期采用人工調匝式固定補償的消弧線圈裝置，稱為固定補償系統。工作方式：將消弧成套裝置整定在過補償狀態，其過補程度的大小取決于電網正常穩態運行時，不使中性點位移電壓超過相電壓的15%，之所以采用過補償是為了避免電網切除部分線路時發生危險的串聯諧振過電壓。

因為如整定在欠補償狀態，切除線路將造成電容電流減少，可能出現全補償或接近全補償的情況。但是這種裝置運行在過補償狀態，當電網中發生了事故跳閘或重合等參數變化時，脫諧度無法控制，以致往往運行在不允許的脫諧度下，造成中性點過電壓，三相電壓對稱遭到破壞。

二、跟蹤電網電容電流自動調諧系統
固定補償方式很難適應變動比較頻繁的電網，這種固定補償系統已逐漸不再使用。取代它的是跟蹤電網電容電流自動調諧的裝置，這類裝置又分為兩種，一種稱之為隨動式補償系統。工作方式：自動跟蹤電網電容電流的變化，隨時調整消弧線圈裝置，使其保持在諧振點上，在消弧成套裝置中串一電阻，增加電網阻尼率。
將諧振過電壓限制在允許的范圍內。當電網發生單相接地故障后，控制系統將電阻短接掉，達到較好補償效果，該系統的消弧成套裝置不能帶高壓調整。另一種稱之為動態補償系統。
動態補償系統的工作方式是：在電網正常運行時，調整消弧線圈裝置遠離諧振點，徹底避免串聯諧振過電壓和各種諧振過電壓產生的可能性，當電網發生單相接地后，瞬間調整消弧成套裝置到較好狀態，使接地電弧自動熄滅。
這種系統要求消弧線圈裝置能帶高電壓快速調整，從根本上避免了串聯諧振產生的可能性，通過適當的控制，該系統可能使電網中原有功率方向型單相接地選線裝置繼續使用的系統。

消弧線圈成套裝置的維護方式
消弧線圈成套裝置采用大屏幕漢字 LCD 顯示屏，菜單圖形化界面，配有漢字打印機，裝置設有串行接口，可作為一個子站與各種綜合自動化系統連接，實現無人值班站的遠方監控。控制器內置故障錄波功能，能記錄接地故障前、接地故障初始時段、接地故障消失時段、接地故障消失后時段，零序電壓和補償電流的波形。
整個裝置具有記錄 200 次接地故障波形的能力，波形數據可存儲于移動存儲設備上，能夠轉到計算機上通過軟件處理和顯示。消弧線圈采用標準的工業級計算機系統，總線式結構，多層電路板設計，全彩色大屏幕液晶屏，全漢字顯示。具有運行穩定可靠、顯示直觀，抗干擾能力強等特點。
同時系統具有完善的參數設置及信息查詢功能，該系統克服了以前各裝置調節范圍小的缺陷，能夠進行全面調節。接地變壓器的容量應與消弧線圈相配合，當接地變壓器只帶消弧線圈而不帶二次負荷時，其容量即等于消弧線圈容量。當接地變壓器帶二次負荷時，其一次側容量等于消弧線圈容量加上二次側負荷容量。
消弧線圈是一種帶鐵芯的電感線圈，它接于變壓器的中性點與大地之間，構成消弧線圈接地系統。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。
消弧線圈成套裝置起到的作用
對于不同電壓等級的電力系統，其中性點的接地方式是不同的，根據我國國情，我國6~66KV配電系統中主要采用小電流接地運行方式。為了有效防止系統弧光接地，消除接地故障，提高供電質量，按照國家對過電壓保護設計規范新規程規定，電網電容電流超過10A時，均應安裝消弧線圈裝置。
由于中性點經消弧線圈接地的電力系統接地電流小，其對附近的通信干擾小也是這種接地方式的一個優點。以前我國電網普遍采用手動調匝式消弧線圈，由于不能實時監測電網的電容電流，其主要缺陷表現在兩個方面：調節不方便，需要裝置退出運行才能進行調節。判斷困難，無法對系統運行狀態做出準確判斷，因此很難保證失諧度和中性點位移電壓滿足要求。