消弧线圈自动调谐成套装置说明书.doc
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1、TSH2007-XH型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有限公司目 录一。概述1二。机电参数11。控制器22.接地变及消弧线圈2三。环境条件21。接地变、消弧线圈等一次设备22.控制器3四.型号说明(略)3五.成套装置构成31.总体构成32。Z型接地变压器43。调匝式消弧线圈54.8421并联电抗器组合式消弧线圈65.自动调谐控制器76.控制屏8六.成套装置工作原理91.自动调谐原理92。单相接地选线原理103。母线分段运行或并列运行的控制方式12七.控制器操作说明141.性能特点142。自动、手动状态143.正常运行状态144。接地故障状态155。成套装置的系统状态显示166
2、.系统操作说明(略)16八。安装调试注意事项161。现场准备162.开箱检查173。注意事项174.消弧线圈投入运行操作步骤175。消弧线圈退出运行操作步骤18九。运行维护注意事项181.正常运行时注意事项182。系统发生单相接地故障时注意事项183。装置异常时注意事项194.装置维护注意事项19十。设备选型201。消弧线圈容量的确定202.接地变压器容量的确定203.订货须知20十一。附图21一. 概述随着我国国民经济的持续发展,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
3、上升,严重危胁着电网的安全运行.因此新颁布的电力行业标准DL/6201997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合中明确规定:310kV架空线路构成的系统和所有35kV、66kV系统,当单相接地故障电流大于10A时,中性点应装设消弧线圈;310kV电缆线路构成的系统,当单相接地故障电流大于30A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,调节又需要停电,使用十分不便。近几年国内研制生产了多种形式的自动跟踪消弧线圈,但仍存在不足之处,如有的消弧线圈调节速度慢,有的消弧线圈其二次系统结构复杂,可靠性不高,甚至给系统带来较大谐
4、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一直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新型的TSH2007-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:1. 运行方式灵活。可以采用“预调”的运行方式,也可以采用“随调”的运行方式。2. 补偿范围大,保证可靠熄灭电弧.3. 消弧线圈控制器可以控制调匝式消弧线圈,也可以控制8421并联电抗器组合式消弧线圈。4. 消弧线圈的投入不会对系统造成谐波污染。5. 成套装置具有调节速度快、调节方式灵活和选线快速、准确的特点。6. 调匝式消弧线圈既可以采用“随调”的运行方式
5、(不使用阻尼电阻),也可以采用“预调”的运行方式(并联阻尼电阻),工作安全、可靠。7. 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。既可以采用“随调”的运行方式(不使用阻尼电阻),也可以采用“预调的运行方式(串联阻尼电阻),工作安全、可靠。8. 控制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可靠性;采用WindowsCE操作系统,用户操作简单直观.支持鼠标、键盘、以太网、USB。9. 成套装置具有零序录波功能,以便进一步分析和处理数据。同时配备管理信息系统,具有远方监视成套装置运行状况和接收
6、远方数据等功能。10. 输出的补偿电流在0100额定电流范围内调节。11. 一方面能够及时的进行补偿,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1. 控制器1) 工作电源:直流220V或交流220V 50Hz2) 功率损耗:15W3) 可控消弧线圈数量:2套(最多)4) 电容电流测量误差:5%5) 故障响应时间:5us20ms6) 接地残流工频分量:2A7) 控制器接地故障录波数据:大于20000次8) 控制器调谐输出接点容量:直流220V,8A9) 控制器报警输出接点容量:直流220V,0。5A10) 接入控制器二次零序电压:3U0100V(交流有效值)11) 接入控制器二次
7、零序电流:2mA3I05A(交流有效值)12) 测量精度:0。2(相对引用误差)13) 启动电压:1100V可调(默认设置15V)14) 控制器通信方式硬节点;RS232、48515) 通信规约:CDT规约2. 接地变及消弧线圈1) 工作电压:6kV66kV2) 故障响应时间:5us20ms3) 脱谐度:5%4) 冷却方式:自冷或强风冷却5) 最大温升:100K6) 绝缘要求:全绝缘7) 绝缘等级:F级(参考值)8) 绝缘水平:LI75KVAC35KV(10kV参考标准)三. 环境条件1. 接地变、消弧线圈等一次设备1) 海拔高度:1000m2) 最高温度:453) 最低温度:354) 最热月
8、平均温度30 5) 最高年平均温度:256) 耐地震能力:8级7) 地面水平加速度:0。2g(重力加速度)8) 垂直加速度:0。13g(重力加速度)9) 正弦共振三周波安全系数:1。6710) 风速:离地面高10m处,平均最大风速15m/s11) 月平均最高相对湿度:90%(25下)12) 日照强度:0.1W/cm213) 覆冰强度:5mm14) 污秽等级:III级15) 日平均湿度:952. 控制器1) 安装地点:户内2) 环境温度:20+40。63) 相对湿度:94%4) 周围无严重影响绝缘的污秽、无腐蚀性和爆炸性介质。四. 型号说明(略)五. 成套装置构成1. 总体构成图5-1 66kV
9、及以下调匝式消弧线圈成套装置(一控二)系统图图5-2 66kV及以下8421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:Z型接地变压器(当系统具有中性点时可不用) 消弧线圈 自动调谐控制器 阻尼电阻箱(预调) 控制屏等部分组成。整体联结如图5-1、52所示。2. 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。接地变压器采用Z型接线(或称曲折型接线),即每一相线圈分别绕在两个磁柱上其电气原理图如图53所示:图53 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(10),而普通变压器要大
10、得多.因此规程规定,用普通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Z型变压器则可带90100%容量的消弧线圈,可以节省投资。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。 3. 调匝式消弧线圈图54调匝式消弧线圈成套装置预调(带阻尼电阻)系统图如果采用“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54所示,发生单相接地后快速退出阻尼电阻,达到补偿熄弧.如果采用“随调”的运行方式,正常运行时真空接触器处于断开状态,消弧线圈系统隔离。如下图55所示,发生单相接地后接触器快速闭合,达到补偿
11、熄弧。图55调匝式消弧线圈成套装置随调系统图4. 8421并联电抗器组合式消弧线圈图56 并联电抗器示意图8421并联电抗器组合式消弧线圈结构如图5-6所示,L1、L2、L4、L8为电抗器,其容量按1:2:4:8分配,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,相应的电抗器退出电网。这样消弧线圈具有00001111之间变化的16个档位,如果为了进一步减小级差,可以采用5个电抗器,使消弧线圈具有32个档位.高压真空接触器耐压高、运行稳定、控制简单、速度快(动作时间小于20ms),完全满足现场要求。如果采用“随调”的运行方式,正常运行时高压真空接触
12、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,达到补偿熄弧。如果采用“预调”的运行方式,正常运行时电抗器按照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过电压。如图5-7所示,发生单相接地后快速退出阻尼电阻,达到补偿熄弧.图57“预调运行方式如果系统原有消弧线圈由于容量不足需要扩容,可以采用原有消弧线圈外加并联电抗器组合式消弧线圈方案,如图58所示.这样可以将原有消弧线圈L0作为基础容量进行使用,降低了成本.图58 与原有消弧线圈配合示意图5. 自动调谐控制器(1)自动调谐控制器特点l 采用4U机箱,整套设备集中、紧凑、密封
13、性好、扩展性强、便于维护。前板配有5。7”TFT LCD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,可靠性高.l 采用Window CE操作系统,支持鼠标、键盘。装置具有故障录波功能,可以提供故障前后的波形,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20000次。l 自动检测系统电容电流,跟踪电容电流变化及时补偿电感电流,使接地故障电流限制在整定范围内.装置能够根据需要调整和设置脱谐度及残流。l 消弧线圈控制器可以控制调匝式消弧线圈、8421并联电抗器组合式消弧线圈。(2)主要功能l 人机对话功能:自动/手动/停止控制方
14、式的切换功能、时间参数、运行参数和控制参数的设置功能、故障信息查询功能等。l 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、电源消失报警、板卡通道故障报警功能。l 记忆功能:具有掉电保持储存信息的功能,可记录20000次以上控制器动作信息、接地信息及故障信息的历史数据,确保控制器工作电源或注入电流断电后所设参数不会丢失.l 显示功能:5.7”TFT LCD液晶显示器,系统接地时显示:消弧线圈发生单相接地故障信息、日期、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
15、在母线、故障线路、备选线路、继续计算次数等.l 通信功能:具有远动接口RS232、RS422/485,波特率12009600bps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。l 联机运行功能:控制器配有信号采集装置,负责信号的采集和开关量信号的输入输出,采用“一控一”或“一控二”的控制方式均能够自动对不同运行方式(母线分段或并列)下的系统进行控制,有效的解决了母线合环下自动调谐问题。l 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。l 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。l 故障录波功能:装置
16、具有故障录波功能,可以提供故障前后的波形,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20000次。l 选线功能:A. 消弧线圈控制器具备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.B. 消弧线圈控制器实时采集系统故障信号,应用多种选线方法进行综合选线,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、有功分量法、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
17、法的有效域,根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势互补。为了避免故障信号受到干扰而导致误选,装置采用了连续选线方法,每隔一定时间(1秒)重新采集数据进行分析,只要故障没有消失,装置的选线计算就不停止。C. 消弧线圈控制器能准确识别直接接地、经电阻接地、经弧光接地、间歇性弧光接地等复杂的故障类型,在现场工作人员的配合下可以解决不同线路两点同相接地故障问题。l 极性判断功能:装置能够自动判断接入零序电压、电流信号的极性正确与否或接反情况,保证选线的正确性。6. 控制屏控制屏规格、尺寸及颜
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