消弧消諧的原理及作用

1、消弧消諧柜的原理作用說的直白一點(diǎn)就是：當(dāng)電路出現(xiàn)短路發(fā)生電弧接地時(shí)，迅速轉(zhuǎn)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(shè)備可以在這個(gè)電壓下安全運(yùn)行； 由于電弧被熄滅，過電壓被限制在安全水平，故障不會(huì)再繼續(xù)發(fā)展。過電壓的能量降低到過電壓保護(hù)器允許的能量指標(biāo)以內(nèi)，避免了過電壓保護(hù)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(dāng)母線發(fā)生單相金屬接地時(shí)消弧裝置動(dòng)作使金屬接地通過消弧裝置動(dòng)作的真空接觸器直接接地，有利于母線保護(hù)動(dòng)作、這樣可以避免諧波的產(chǎn)生。消諧主要是消除二次諧波以及高次諧波，有利于電網(wǎng)的安全運(yùn)行。正常運(yùn)行時(shí)

2、，消弧線圈中無電流通過。而當(dāng)電網(wǎng)受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時(shí)，中性點(diǎn)電位將上升到相電壓，這時(shí)流經(jīng)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(bǔ)償，補(bǔ)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(hù)裝置使用說明書概述 我國335KV(含66KV)的電網(wǎng)大多采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。此類電網(wǎng)在發(fā)生單相金屬性直接接地時(shí)，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(shè)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定這類電網(wǎng)在發(fā)生單相接

3、地故障后允許短時(shí)間帶故障運(yùn)行，提高了該類電網(wǎng)的供電的可靠性。 現(xiàn)有的運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，允許運(yùn)行兩小時(shí)，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(wǎng)的電氣設(shè)備在正常情況下都應(yīng)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(huì)在系統(tǒng)中產(chǎn)生達(dá)3.5倍相電壓峰值的過電壓，這樣高的過電壓如果數(shù)小時(shí)作用于電網(wǎng)，勢必會(huì)造成電氣設(shè)備內(nèi)絕緣的積累性損傷，在健全相的絕緣薄弱環(huán)節(jié)造成絕緣對地?fù)舸?，進(jìn)而發(fā)展成為相間短路事故。在間歇性電弧接地暫態(tài)過程中，實(shí)際系統(tǒng)會(huì)形成多

4、頻振蕩回路，不僅會(huì)產(chǎn)生高幅值的相對地過電壓，而且還可能出現(xiàn)高幅值的相間過電壓，使相間絕緣弱點(diǎn)閃絡(luò)，發(fā)展成為相間短路事故。 目前，限制弧光接地過電壓的主要措施仍是電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。但消弧線圈并不能限制間隙性電弧接地過電壓，甚至因消弧線圈的存在，電弧重燃可能在恢復(fù)電壓最大時(shí)刻才發(fā)生，使弧光接地過電壓更高。消弧線圈不能補(bǔ)償接地電流中的高頻分量和有功分量，高頻性的間隙電弧接地不能消除；在有功分量大于一定值時(shí)，故障點(diǎn)接地電弧同樣不能自熄。實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也證明，在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的335KV配電網(wǎng)中，由電弧和諧振引發(fā)的事故時(shí)有發(fā)生。 隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)的發(fā)展以及生產(chǎn)、生活對供電可靠性的要求越來越高，每

5、次絕緣事故造成的危害及波及面勢必增加，為此我公司自主研發(fā)出了JZXH消弧消諧選線及過電壓保護(hù)裝置，集消弧、消諧、小電流接地選線及過電壓保護(hù)等功能為一體，將中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)的相對地及相間過電壓限制在電網(wǎng)安全運(yùn)行的范圍之內(nèi)，徹底解決各種過電壓對設(shè)備及電網(wǎng)安全運(yùn)行的威脅，提高這類電網(wǎng)的供電可靠性。二、產(chǎn)品的主要功能 JZXH消弧消諧選線及過電壓保護(hù)裝置用于335KV中性點(diǎn)非有效接地電力系統(tǒng)中，對這類系統(tǒng)運(yùn)行中的各類過電壓加以限制，特別是對諧振過電壓和單相弧光接地過電壓加以限制和消除，并提供靈敏、可靠的單相接地保護(hù)，以有效地提高該類電網(wǎng)的運(yùn)行安全性及供電可靠性。其主要功能： 1.電壓互感器柜，提供

6、電壓監(jiān)測功能。 2.消弧線圈，消除間隙性弧光接地故障，并具有消弧線圈所不具有的限制弧光接地過電壓的功能。 3.各類消諧器，限制并消除諧振過電壓。 4.各類小電流選線裝置，靈敏、準(zhǔn)確地選出單相接地線路。 5.限制雷電過電壓、操作過電壓和相間過電壓功能。型號(hào)及參數(shù)（一）型號(hào)說明（二）技術(shù)參數(shù)1.額定電壓：6kV、10kV、35kV2.額定電流：10A、16A、20A 、31.5 A、50A、100A、160A、200A3.額定頻率：50Hz4.額定短路開斷電流：50 kA5.控制器參數(shù)(1)電源電壓：220VDC/AC(2)電壓測量精度：0.5%(3)通訊接口：RS485(4)選線路數(shù)：32路(5

7、)選線相應(yīng)時(shí)間1s(6)功率損耗：30W6.使用條件(1)正常工作溫度：15+55(2)相對濕度：90% (3)海拔高度：2000米使用地點(diǎn)不得有爆炸危險(xiǎn)或腐蝕破壞絕緣的介質(zhì)。產(chǎn)品的組成本裝置主要由以下部分組成（見原理圖）：1.大容量氧化鋅非線性元件組成的組合式過電壓保護(hù)器JPT； JPT三相組合式過電壓保護(hù)器與現(xiàn)有的各種過電壓保護(hù)器相比，其保護(hù)值較低，有較高的承受暫時(shí)過電壓的能力，能在后續(xù)保護(hù)裝置動(dòng)作前，對系統(tǒng)出現(xiàn)的高幅值弧光接地起始的暫態(tài)過電壓進(jìn)行有效的限制，是本裝置中限制各類過電壓的第一器件。2.可分相控制的消弧高壓真空接觸器KAKD； 裝置中的執(zhí)行部件，正常運(yùn)行時(shí)均處于斷開狀態(tài)，各相高

8、壓真空接觸器操作回路相互閉鎖，根據(jù)微機(jī)綜合控制器的指令分、合，完成消弧功能。3.高能氧化鋅非線性電阻和電容組成的消弧限壓器XYQ； 限制故障相的恢復(fù)電壓，吸收接地引起的電磁能量，減緩系統(tǒng)振蕩，使接地點(diǎn)因弧道上的恢復(fù)電壓的限制，不能再次擊穿重燃而自熄，達(dá)到消弧目的。4.高壓限流熔斷器FU1；高壓限流熔斷器是整個(gè)裝置的后備保護(hù)器件，用來防止短路事故，具有開斷迅速、開斷容量大的特點(diǎn)。5.消諧組件； 由消諧接觸器和大功率電阻組成，受微機(jī)綜合控制器的控制，完成消諧功能。6.微機(jī)綜合控制器JWK； 多功能微機(jī)控制器是本裝置的技術(shù)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(jìn)的開

9、關(guān)電源供電，抗干擾能力強(qiáng)；具有測量、顯示、運(yùn)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(jī)交互。它根據(jù)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(shí)值的變化，判定接地的性質(zhì)和接地相，發(fā)出相應(yīng)的指令控制高壓真空接觸器的接通、斷開?？刂破髟O(shè)有RS-485串行接口,可作為綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)子站。7.電壓互感器TV。 將系統(tǒng)一次電壓轉(zhuǎn)換為微機(jī)綜合控制器能夠接受的信號(hào)電壓,對系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行狀態(tài)檢測。五、工作原理 圖： 一次原理圖本裝置是利用微機(jī)控制技術(shù)、氧化鋅非線性元件組成的過電壓保護(hù)技術(shù)及單相高壓真空接觸器等組成一套自動(dòng)控制系統(tǒng)，完成對系統(tǒng)電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)高

10、幅值的過電壓時(shí)，組合式過電壓保護(hù)器JPT首先投入工作，將系統(tǒng)過電壓限制在電氣設(shè)備絕緣允許的安全范圍內(nèi)；當(dāng)被保護(hù)的系統(tǒng)發(fā)生接地或諧振故障時(shí)，微機(jī)綜合控制器根據(jù)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(shí)值的變化，判定故障的性質(zhì)，發(fā)出相應(yīng)的指令和信號(hào)：1.如果發(fā)生的故障是不穩(wěn)定電弧接地，微機(jī)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(nèi)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(fù)電壓，吸收接地引起的電磁能量，減緩系統(tǒng)振蕩，使恢復(fù)電壓不能再次擊穿故障點(diǎn)而熄弧。當(dāng)檢測系統(tǒng)三相電壓為正常值時(shí)，再

11、延時(shí)一秒鐘后，令高壓真空接觸器斷開，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。2.如果發(fā)生的故障是穩(wěn)定電弧接地，微機(jī)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(shí)閉合，使系統(tǒng)由穩(wěn)定性的弧光接地在30ms內(nèi)快速轉(zhuǎn)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(shù)秒鐘后，先令接地的高壓真空接觸器KD斷開，這時(shí)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(fù)速度和幅值，減緩系統(tǒng)振蕩，延時(shí)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(shí)性接地故障，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)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(rèn)定此故障為永久性

12、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(jī)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(jù)用戶要求將故障相母線直接接地，減少流過故障點(diǎn)的電流，發(fā)出指示信號(hào)，等待值班人員或微機(jī)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(hào)，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(shí)將母線上的電壓互感器的開口三角繞組短接，進(jìn)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(shí)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(jù)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

13、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(jù)選接地線路，選線準(zhǔn)確、可靠。裝置中還加裝了高壓限流熔斷器作為后備保護(hù)，在極端情況下，本裝置可在1-2ms內(nèi)退出，從而保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。裝置中的過電壓保護(hù)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(dòng)作試驗(yàn)當(dāng)裝置正確、完整的接線后， 使用繼電保護(hù)測試儀等設(shè)備，按表1表8分別給裝置輸入各種模擬故障參數(shù)，裝置應(yīng)準(zhǔn)確動(dòng)作。1模擬動(dòng)作試驗(yàn)表表1間歇性弧光接地保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn)輸入幅值（V）相位角（）裝置動(dòng)作狀況Ua1000KA無Ub100240KB無Uc22120KC動(dòng)作3Uo 98300KX無Io55mA210BJ動(dòng)作Io輸入第1路零序端顯示L

14、01-C 結(jié)論：合格注：Io應(yīng)超前3Uo 90；3Uo應(yīng)在接地相的180方向（下同）。表2高阻接地保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn)輸入幅值（V）相位角（）裝置動(dòng)作狀況Ua1000KA無Ub100240KB無Uc22120KC無3Uo 48300KX無Io55mA210BJ動(dòng)作Io輸入第1路零序端顯示L01-Cd結(jié)論：合格表3金屬性接地保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn)輸入幅值（V）相位角（）裝置動(dòng)作狀況Ua1000KA無Ub100240KB無Uc 15120KC無3Uo95300KX無Io55mA210BJ動(dòng)作Io輸入第1路零序端顯示L01-CJ9結(jié)論：合格表4諧振保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn)（1）輸入幅值（V）相位角（）裝置動(dòng)作狀況Ua800KA無

15、Ub80240KB無Uc80120KC無3Uo80頻率：25/125/150 HzKX動(dòng)作模擬：分頻或倍頻諧振，三相電壓同時(shí)升高BJ動(dòng)作顯示結(jié)論：合格注：3Uo的頻率可選25/125/150Hz中的任一個(gè)（下同）。表5諧振保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn)（2）輸入幅值（V）相位角（）裝置動(dòng)作狀況Ua800KA無Ub80240KB無Uc60120KC無3Uo80頻率：25/125/150 HzKX動(dòng)作模擬：分頻或倍頻諧振，二相電壓同時(shí)升高BJ動(dòng)作顯示結(jié)論：合格表6諧振保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn)（3）輸入幅值（V）相位角（）裝置動(dòng)作狀況Ua600KA無Ub60120KB無Uc60240KC無3Uo80頻率：25/125/150 H

16、zKX動(dòng)作模擬：分頻或倍頻諧振，三相電壓換序BJ動(dòng)作顯示結(jié)論：合格表7電壓互感器一次斷線（一次高熔熔斷）保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn)輸入幅值（V）相位角（）裝置動(dòng)作狀況Ua580KA無Ub58240KB無Uc 35300KX無BJ動(dòng)作顯示FU-C-E結(jié)論：合格表8電壓互感器二次斷線(二次熔芯熔斷)保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn)輸入幅值（V）相位角（）裝置動(dòng)作狀況Ua580KA無Ub58240KB無Uc 15120KC無3Uo 25300KX無BJ動(dòng)作顯示UC-E結(jié)論：合格八、零序電流互感器的安裝1大多數(shù)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(yīng)確保零序電流信號(hào)不被短路，參閱圖12。圖中絕緣板上的固定螺栓應(yīng)保

17、證卡子（即電纜外皮）與地絕緣。母線側(cè)電纜外殼的接地線應(yīng)穿過零序CT再接線(如圖12所示)。圖.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(jī)電流輸入回路具有極低的輸入阻抗（0.1），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(hào)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(jī)器，參閱圖13。（3）對既

18、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.零序電流互感器連接示意圖九、運(yùn)行維護(hù)注意事項(xiàng)1裝置的運(yùn)行應(yīng)由專人負(fù)責(zé)，操作人員應(yīng)熟悉控制器的操作方法，每次操作應(yīng)有記錄。2使用單位應(yīng)制定本站消弧消諧選線綜合裝置的運(yùn)行規(guī)程。3裝置投運(yùn)前應(yīng)進(jìn)行時(shí)間設(shè)置，設(shè)定好后若非需要請勿頻繁變動(dòng)。4人工退出消弧前，應(yīng)先斷開控制回路開關(guān)2ZK，然后再拉隔離開關(guān)。5控制器的220V直流電源必須保持接通。6應(yīng)定期檢查交、直流電源是否正常，顯示內(nèi)容是否正確。7裝置正常運(yùn)行不需要維護(hù)，系統(tǒng)故障裝置動(dòng)作后應(yīng)對單相真空接觸器進(jìn)行檢查，查看故障記錄。8運(yùn)行人員每半年進(jìn)行一次裝置運(yùn)行工況分析，分析內(nèi)容：系統(tǒng)的接地次數(shù)、起止時(shí)間、故障原因、微機(jī)控制器各參數(shù)的記錄、整套裝置運(yùn)行是否正常等。分析結(jié)果應(yīng)向主管部門匯報(bào)。9裝置的維護(hù)檢查每年應(yīng)進(jìn)行一次，主要檢查