光伏专用设备之试验电源屏

SXJZ-XHD智能消弧线圈接地补偿柜

　　一.概述
　　对于不同电压等级的电力系统，其中性点的接地方式是不同的，根据我国国情，我国6~66KV配电系统中主要采用小电流接地运行方式。为了有效防止系统弧光接地，消除接地故障，提高供电质量，按照国家对过电压保护设计规范新规程规定，电网电容电流超过10A时，均应安装消弧线圈装置。由于中性点经消弧线圈接地的电力系统接地电流小，其对附近的通信干扰小也是这种接地方式的一个优点。
以前我国电网普遍采用手动调匝式消弧线圈，由于不能实时监测电网的电容电流，其主要缺陷表现在以下两个方面：
　　（1）调节不方便，需要装置退出运行才能进行调节。
　　（2）判断困难，无法对系统运行状态做出准确判断，因此很难保证失谐度和中性点位移电压满足要求。
　　我公司所研制生产的SXJZ-XHD系列调匝式消弧线圈装置，该成套装置采用标准的工业级计算机系统，总线式结构，多层电路板设计，全彩色大屏幕液晶屏，全汉字显示。具有运行稳定可靠、显示直观，抗干扰能力强等特点，同时系统具有完善的参数设置及信息查询功能。该系统克服了以前各消弧线圈装置调节范围小的缺陷，能够进行全面调节。
本产品广泛应用于电力供电行业、发电厂、冶金、矿山、煤炭、造纸、石油化工等大型厂矿企业的变配电站，适用电压等级6~110KV，是老式消弧线圈理想的更新换代产品，同时也是新建变电站接地补偿及选线装置的首选配套产品。

　　二.产品特点
　　（一）控制器采用工业极计算机平台，双CPU架构，多层电路板处理，运行稳定可靠。
　　（二）采用全彩色液晶全中文显示，参数显示、设置及查询方便直观。
　　（三）调节准确、速度快，且调节范围宽。
　　（四）设有RS485通讯接口，可实现与上位机的通讯，达到信号的远距离传送。
　　（五）可实现单相接地故障的声光控报警功能。

　　三.性能指标
　　（一）电压等级：6KV~110KV
　　（二）电容电流测量误差：小于2%
　　（三）调档时间：小于20ms
　　（四）接地残流：小于5A
　　（五）控制器电源：交流220V，     额定频率：50Hz
　　（六）控制器适用环境
　　温度：-10℃~+45℃
　　湿度：小于95%
　　（七）通讯接口：RS485

　　四.工作原理
　　（一）工作原理
　　调匝式消弧线圈是在消弧线圈设有多个抽头，采用有载调压开关调节消弧线圈的抽头以改变电感值。在电网正常运行时，微机控制器通过实时测量流过消弧线圈电流的幅值和相位变化，计算出电网当前方式下的对地电容电流，根据预先设定的最小残流值或失谐度，由控制器调节有载调压分接头，使之调节到所需要的补偿档位，在发生接地故障后，故障点的残流可以被限制在设定的范围之内。正常运行采用过补偿方式，消弧线圈接地回路采用经串接阻尼电阻接地或采用直接尾端接地二次并阻形式。
　　（二）电容电流测量方法
　　当系统未发生接地故障时，消弧线圈与系统对地电容形成串联谐振回路，等效原理图如图所示：

　　其中：E0——系统不平衡电压
　　U0——位移电压
　　I0——零序电流
　　XL——消弧线圈电抗
　　R——阻尼电阻
　　XC——被测电容容抗
　　建立如下方程：
　　E0=U0+I0*XC
　　在该式中，U0、I0可实测，而E0不能测量，无法求出XC。为此，改变一下消弧线圈挡位，调档前后E0、XC不变，建立如下方程组：
　　E0=U01+I01*XC
　　E0=U02+I02*XC
　　解方程组得：
　　XC=（U02-U01）/（I01-I02）
　　电容电流IC可求得：
　　IC=相电压/XC

　

　　五.装置总体构成
　　该装置由接地变压器、调匝式消弧线圈、档位调节有载开关、微机控制器、阻尼电阻箱等构成，总体构成图如下：

　　（一）接地变压器
　　消弧线圈系统在接入时必须有电源中性点，在其中性点上接入消弧线圈。接地变压器的作用是在电力系统为△型接线或Y型接线中性点未引出时，用接地变压器构造成系统中性点。
　　接地变压器采用Z型接线的变压器，即ZN，yn11连接的变压器。由于变压器高压侧采用Z型接线，每相绕组由两段组成，并分别位于不同相的两铁心柱上，两段线圈反极性连接，两相绕组产生的零序磁通相互抵消，故零序阻抗很低，同时空载损耗也非常小，变压器容量可以100%被利用。用普通变压器带消弧线圈时，消弧线圈容量不超过变压器容量的20%，而Z型变压器则可带90%~100%容量的消弧线圈，可以节省投资。
接地变压器除可以带消弧线圈外，也可带二次负载，代替站用变。在带二次负载时，接地变压器的一次容量应为消弧线圈与二次负载容量之和；接地变压器不带二次负荷时，接地变压器容量等于消弧线圈容量。
　　（二）调匝式消弧线圈
　　调匝式消弧线圈是在消弧线圈设有多个抽头，采用有载调压开关调节消弧线圈的抽头以改变电感值。在电网正常运行时，微机控制器通过实时测量流过消弧线圈电流的幅值和相位变化，计算出电网当前方式下的对地电容电流，根据预先设定的最小残流值或失谐度，由控制器调节有载调压分接头，使之调节到所需要的补偿档位，在发生接地故障后，故障点的残流可以被限制在设定的范围之内。
　　（三）阻尼电阻箱
　　在自动跟踪消弧线圈中，调节精度较高，残流较小，接近谐振点运行，为防止产生串联谐振过电压，在消弧线圈接地回路采用增加阻尼电阻的方法来抑制揩振过电压的产生，以确保系统正常运行时，使中性点位移电压不超过15%相电压。增加阻尼电阻的方法采用消弧线圈回路串联运行或消弧线圈二次侧并联运行的形式。
　　阻尼电阻选用抗高温且性能优良的不锈钢合金电阻，当系统发生单相接地故障时，系统将该阻尼电阻短接，以免烧毁阻尼电阻；当系统恢复正常时，断开阻尼电阻短接触点，使阻尼电阻正常串接消弧线圈回路中，否则系统有可能因失去阻尼电阻而出现谐振过电压。

　　六.成套装置选型
　　本公司部分产品规格如下表，供用户做选型参考，对于用户所需特殊规格，本公司可按要求为用户订做。

　　

　　七.成套装置安装
　　1.控制屏安装
　　2.有载开关安装
　　3.消弧线圈安装
　　4.电阻箱安装
　　5.接地变压器安装
　　6.整体箱式外壳安装
　　 以上内容参照本公司提供的图纸进行安装，这里不再详述。

　　八.订货须知
　　1.确定电压等级：告知供电系统的电压等级，如6KV、10KV、35KV等。
　　2.确定消弧线圈容量
　　1)消弧线圈容量的确定主要根据供电系统单相接地故障时电容电流的大小来确定，并应有一定的裕量。具体步骤如下：
　　a.间接测量系统单相接地电流Ic。
　　b.计算消弧线圈容量：W=（1.2~1.4）Ic×Un
　　W—为消弧线圈容量
　　Ic—为系统对地电容电流
　　Un—为系统相电压
　　说明：对于改造工程，Ic应以实际测量的接地电流值为准，而对于新建供电工程，则应根据设计资料进行计算。
　　3.确定接地变压器容量
　　接地变压器的容量应与消弧线圈相配合，当接地变压器只带消弧线圈而不带二次负荷时，其容量即等于消弧线圈容量；当接地变压器带二次负荷时，其一次侧容量等于消弧线圈容量加上二次侧负荷容量。

　　九.产品保修
　　1.本成套装置安装工作由用户负责，我公司派人负责指导安装，并负责系统投运调试。
　　2.本成套装置保修期为一年。
　　3.保修范围：装置正常工作时所造成的损坏，不包括人为因素及不可抗拒因素如自然灾害等所造成的系统损坏。