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(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)，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3～35KV(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(duì)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?，F(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(duì)“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(duì)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(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)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(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(duì)系統(tǒng)電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)高幅值的過電壓時(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接地前后故障電流幅值、相位的變化，利用相對(duì)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（θo）裝置動(dòng)作狀況Ua1000KA無Ub100240KB無Uc22120KC動(dòng)作3Uo>98300KX無Io>55mA210BJ動(dòng)作Io輸入第1路零序端顯示L01-C結(jié)論：合格注：Io應(yīng)超前3Uo90°；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（θo）裝置動(dòng)作狀況Ua1000KA無Ub100240KB無Uc22120KC無3Uo>48300KX無Io>55mA210BJ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（θo）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（θo）裝置動(dòng)作狀況Ua800KA無Ub80240KB無Uc80120KC無3Uo80頻率：25/125/150HzKX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（θo）裝置動(dòng)作狀況Ua800KA無Ub80240KB無Uc60120KC無3Uo80頻率：25/125/150HzKX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（θo）裝置動(dòng)作狀況Ua600KA無Ub60120KB無Uc60240KC無3Uo80頻率：25/125/150HzKX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（θo）裝置動(dòng)作狀況Ua580KA無Ub58240KB無Uc<15120KC無3Uo>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（θo）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１０.零序CT安裝連接示意圖2．三相CT接成零序過濾器對(duì)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（<0.1Ω），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(duì)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(duì)零序電壓信號(hào)接入，無同名端一致的要求。（2）對(duì)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(duì)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(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(qǐng)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(duì)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，主要檢查內(nèi)容為：（1）檢查各緊固件是否牢固，并旋緊松動(dòng)的緊固件。（2）檢查接線是否松動(dòng)，并旋緊松動(dòng)的接線端子。（3）對(duì)裝置內(nèi)所有部件的灰塵