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說明:
      長期以來,我國3~66KV的電網大多采用中性點不接地的運行方式。這種電網具有結構簡單、投資小,供電可靠性高的優點。當電網發生穩定單相接地故障時,係統線電壓不變,隻是非故障相的對地電壓升高到線電壓,由於該係統中的電氣設備的絕緣均可承受長期線電壓的強度可以帶故障運行兩小時。但是,如果係統發生的單向接地故障為間歇性弧光接地,則會在係統中產生高達3.5倍相電壓峰值的過電壓,如此高的過電壓如果數小時作用於電網,會對電氣設備的絕緣造成損傷,甚至會造成正常相對地絕緣擊穿,進而發展成為相間短路事故。在間歇性弧光接地過程中,還會形成多頻段振蕩回路,不僅會產生高幅值的相對地過電壓,而且還可能出現高幅值相間過電壓,使相間絕緣閃絡,造成相間短路事故。
     隨著我國對城市及農村電網的大規模技術改造,城市、農村的配電網必定向電纜化發展,係統對地電容電流在逐漸增大,弧光接地過電壓問題也日益嚴重起來。運行經驗證明,當這類電網發展到一定規模時,內部過電壓,特別是電網發生單相間歇性孤光接地時產生的孤光接地過電壓,及特殊條件下產生的鐵磁諧振過電壓已成為這類電網設備安全運行的一大威脅,其中以單相弧光接地過電壓最為嚴重。為了解決上述問題,不少電網在電網中性點裝設消弧線圈,當係統發生單相弧光接地時,利用消弧線圈產生的感性電流對故障點電容電流進行補償,使流經故障電流減小,從而達到自然熄弧的目的。運行經驗表明,雖然消弧線圈對抑製間歇性弧光接地過電壓有一定作用,但在使用中也發現消弧線圈存在的一些問題。
     1、由於電網運行方式的多樣化及弧光接地點的隨機性,消弧線圈要對電容電流進行有效補償卻有難度,且消弧線圈僅僅補償了工頻電容電流,而實際通過接地點的電流不僅有工頻電容電流,而且包含大量的高頻電流及阻性電流,嚴重時僅高頻電流及阻性電流就可以維持電弧的持續燃燒。
     2、當電網發生斷線、非全向、同杆線路的電容耦合等非接地故障,使電網的不對稱電壓升高,可能導致消弧線圈的自動調節控製器誤判電網發生接地而動作,這時將會在電網中產生很高的中性點位移電壓,造成係統中一相或兩相電壓升高很多,以致損壞電網中的其它設備。
     3、消弧線圈體積大,組件多,成本高,安裝所占場地較大,運行維護複雜,而且隨著電網的擴大,消弧線圈也要隨之更換,不利於電網的遠景規劃。
目前國內電網采取經小電阻接地的方式,雖然抑製了弧光接地過電壓,克服了消弧線圈存在的問題,但卻犧牲了對用戶供電的可靠性,一律切除故障線路而且也不能分辨出金屬性或弧光接地故障類型;使並不存在弧光接地過電壓危害的金屬性接地故障線路也被切除,擴大了停電範圍和時間。由於加大了故障電流,對於弧光接地則加劇了故障點的燒損。
    為此,我公司研製出了TQX消弧消諧及過電壓保護裝置,能將中性點非有效接地係統的相間、相地過電壓限製在電網安全範圍內,****解決了各種過電壓對電網的威脅,提高了電網安全供電的可靠性。

二、型號及技術參數

    2 、技術參數
    2.1 額定頻率:50Hz
    2.2 額定電壓:3、6、10、35(kv)
    2.3 額定電流:10、16、20、31.5、50、100、160、200(A)

三、一般使用條件

    1、環境溫度:-30℃~+40℃;
    2、海拔高度不超過2000m;
    3、周圍不得有粉塵、煤氣、煙氣等爆炸性混合物。

四、裝置基本工作原理

1、係統發生弧光接地時,微機控製器根據傳來的電壓信號判斷接地的相別及弧光接地類型,同時發出指令使故障相的真空接觸器閉合,把係統由不穩定的弧光接地故障變為穩定的金屬性接地故障,故障相的對地電壓降為零,原接地故障點的弧光消失,其他兩相的對地電壓升高至線電壓。                                                

裝置原理接線圖
      真空開關動作後數秒(根據接地性能不同,動作時間不同),微機ZK令故障相的真空開關斷開,若真空開關斷開後,再無弧光接地故障現象,說明這一接地故障是暫時性的,係統恢複正常運行;若真空開關斷開後,再次出現弧光接地故障,則微機控製器ZK認定這一故障為****性弧光接地,此時再次發出指令使故障相的真空開關閉合,ZK將按照預先設定的程序發出報警信號,告知值班人員故障發生的相別。在真空開關接地點過程中出現的短暫過電壓,由TBP進行限製。
      故障相真空開關第二次閉合接地後不再分開,隻有當故障線路自動或人工切除後,由中央控製室或當地給ZK發出複位指令,ZK收到複位指令後,令故障相真空開關斷開,係統恢複正常運行。
     2、當係統發生諧振時,微機控製器ZK在PT的開口三角繞組瞬間接入大功率的消諧電阻,利用消諧電阻破壞係統的諧振參數,消耗諧振功率,從而消除係統的諧振故障。
     3、本裝置配備了專用的小電流接地選項模塊,該選線模塊與消弧裝置配

五、裝置的構成及各部件功能

     1、ZnO非線性元件組成的組合式過電壓保護器(TBP)
是本裝置****保護元件,與目前其他各種過電壓保護器相比,本元件具有保護值較低,承受暫態過電壓能力較高的優點,能在後續保護裝置動作前,對係統出現的高幅值弧光過電壓進行有效的限製,主要用來限製大氣過電壓和操作過電壓。
     2、多功能微機控製器(TQX)
本裝置的技術核心元件采用新一代的PIC係列單片機,工作穩定可靠;采用先進的開關電源供電,抗幹擾能力強;具有測量、顯示、運算、通訊和控製功能。它根據電壓互感器PT提供的三相電壓信號Ua、Ub、Uc和開口三角電壓Uo瞬時的變化,判定接地的性質和接地相別,發出相應的指令控製高壓真空接觸器的接通和開斷。
    3、高壓限流熔斷器
整個裝置的後備保護器件,用來防止短路事故,具有開斷迅速、開斷容量大的特點。
    4、分相控製的高壓真空接觸器
分相控製的高壓真空接觸器是由三隻操作回路相互閉鎖的單相真空交流接觸器組成,分別接於係統三相母線和地之間。在係統正常時,高壓真空接觸器處於開斷狀態,不會對係統正常運行產生影響;係統發生單相弧光時,真空接觸器根據微機控製器的指令分合,將故障母線直接接地,完成對弧光接地過電壓的限製。
   5、電壓互感器(PT)
用於將係統的一次電壓轉換為微機控製器可處理的二次電壓,供檢測及采樣。
   6、高壓隔離開關(QF)
用於安裝和維護時的投切。

六、裝置的功能及特點

1、裝置動作速度快,能快速消除間歇性弧光及穩定性弧光接地故障,抑製孤光接地過電壓,防止事故進一步擴大,降低線路的事故跳閘率。
2、能將係統的大氣過電壓和操作過電壓限製到較低的電壓水平,保證了電網及設備的絕緣安全。
3、能夠快速、有效地消除係統的諧振過電壓,防止長時間諧振過電壓對係統絕緣破壞,防止諧振過電壓對電網中裝設的避雷器及小感性負載的損傷。
4、裝置動作後,允許200A的電容電流連續通過至少2小時以上,用戶可以完成轉移負荷的倒閘操作之後再處理故障線路。
5、能夠****查找單相接地故障線路,對防止事故的進一步擴大,減輕運行和維護人員的工作量有重要的意義。
6、由於其限製過電壓的機理與電網電流的大小無關,因而其保護性能不受電網運行方式的改變和電網擴大的影響。
7、本裝置中的電壓互感器可以向計量儀表和繼電保護裝置提供係統的電壓信號,能夠替代常規的PT櫃。
8、能夠測量係統的單相接地電容電流。
9、結構簡單,體積小,安裝、調試方便,適用範圍廣。
10、相對於消弧線圈係統而言,性價比較高。
11、選線功能,無論係統發生的是何種類型的接地故障,均能夠對接地線路進行****地選擇。
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