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一、裝置概述
DM-WXB系列微機(jī)消諧裝置是我公司針對 66KV、35KV、10KV、6KV、3KV 及以下電壓等級的中性點(diǎn)不接地或經(jīng)電阻、消弧線圈接地系統(tǒng),由于鐵磁諧振而時(shí)常發(fā)生的電壓互感器(PT)燒毀甚至爆炸的惡性事故,研制生產(chǎn)的新型智能消諧裝置。裝置利用抗干擾能力強(qiáng)的AVR 單片機(jī)作為檢測和控制的核心元件;采用大功率、無觸點(diǎn)元件消諧;以液晶顯示器(LCD)、信號指示燈;配以先進(jìn)的智能化軟件,動(dòng)作更可靠、操作更簡單、更直觀、更準(zhǔn)確。
裝置可實(shí)時(shí)監(jiān)測并顯示 PT 開口三角電壓 17Hz、25Hz、50Hz、150Hz 四種頻率的電壓分量。發(fā)生故障時(shí)可以區(qū)分過電壓、鐵磁諧振以及單相接地,并給出相應(yīng)的報(bào)警信號;如是諧振故障,可迅速啟動(dòng)消諧元件進(jìn)行消諧;并配有通信接口把故障信息傳送至有關(guān)部門,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)控制。
二、工作原理
1、電壓互感器PT產(chǎn)生鐵磁諧振的原因
電力系統(tǒng)有大量元件屬于電感性的和電容性的,如電力變壓器、互感器、發(fā)電機(jī)、消弧線圈為電感元件,補(bǔ)償用的電容器組、高壓設(shè)備的寄生電容為電容元件,而線路各導(dǎo)線對地和導(dǎo)線間既存在縱向電感又存在橫向電容。這些儲能元件組成復(fù)雜的LC振蕩電路,在一定的能量作用下,特定參數(shù)配合的回路就會發(fā)生諧振現(xiàn)象。例如在中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí),電壓互感器和線路對地電容之間、受電變壓器和相間電容之間、空載變壓器和空載長架空線電容之間所形成的振蕩回路都有發(fā)生諧振的可能。例如電壓互感器在正常工作條件下,三相基本平衡,電網(wǎng)中性點(diǎn)對地位移電壓很小,但在電壓互感器突然合閘、電網(wǎng)中單相接地突然消失等情況下,會造成電磁式電壓互感器的三相對地電壓也隨之變化,出現(xiàn)過電壓使電壓互感器鐵芯飽和,電感量降低,與線路對地電容形成的振蕩回路就可能激發(fā)起鐵磁諧振。
2、鐵磁諧振的產(chǎn)生條件
2.1 電壓互感器的突然投入
2.2 線路發(fā)生單相接地
2.3 系統(tǒng)運(yùn)行方式的突然改變
2.4 系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生較大的波動(dòng)
2.5 電網(wǎng)頻率的波動(dòng)
2.6 負(fù)荷的不平衡變化
3、鐵磁諧振的危害性
發(fā)生鐵磁諧振時(shí)產(chǎn)生的較高過電壓和較大的過電流,極易使電力設(shè)備的絕緣損壞,嚴(yán)重情況下危及運(yùn)行人員的安全。
3.1 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí),接地電弧不能自然熄滅就會產(chǎn)生弧光過電壓,致使系統(tǒng)中絕緣薄弱的地方放電擊穿,在過電壓的作用下造成第二點(diǎn)接地發(fā)展為相間短路,造成電力設(shè)備損壞并嚴(yán)重威脅系統(tǒng)安全運(yùn)行。
3.2 發(fā)生鐵磁諧振時(shí),電壓互感器感抗下降,一次勵(lì)磁電流急劇增加,使高壓保險(xiǎn)熔斷。如果電流未達(dá)到保險(xiǎn)的熔斷值,使電壓互感器長時(shí)間處于過電流狀態(tài)下運(yùn)行,勢必造成電壓互感器的損壞。
3.3 產(chǎn)生零序電壓分量,出現(xiàn)虛幻接地現(xiàn)象,使絕緣監(jiān)察裝置誤發(fā)接地信號。
4、DM-WXB鐵磁諧振消除裝置工作原理
裝置采用 AVR 單片微機(jī)作為核心,對 PT 開口三角電壓(即:零序電壓)進(jìn)行循環(huán)檢測。在正常工作情況下,裝置內(nèi)的大功率消諧元件處于阻斷狀態(tài),對系統(tǒng)無任何影響。當(dāng) PT 開口三角電壓大于 30V 時(shí),說明系統(tǒng)出現(xiàn)故障,裝置對電壓互感器開口三角電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析,并判斷出當(dāng)前的故障狀態(tài);如果是某種頻率的鐵磁諧振,迅速啟動(dòng)消諧元件予以消除。如果是過電壓或接地,裝置給出相應(yīng)的報(bào)警信號。 對于各種故障,裝置可以分別給出報(bào)警信號和顯示、并自動(dòng)記錄、存貯有關(guān)故障信息,并上報(bào)給上位機(jī)。
三、主要功能和技術(shù)參數(shù)
1、適用范圍: 66KV以下中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的小接地電流系統(tǒng)。
2、母線段數(shù):1段。
3、消諧頻率:三分頻、二分頻、基頻、三次諧波或其它高次諧波。
4、動(dòng)作頻率范圍(HZ):三分頻(14~18)、二分頻(22~27)、基頻(47~52)、三次諧波(145~162)、其它高次諧波(頻率大于52的非三次諧波)。
5、動(dòng)作電壓(V):三分頻、二分頻30±5,基頻、三次諧波、其它高次諧波(頻率大于52的非三次諧波)110±5。以上啟動(dòng)值為缺省經(jīng)驗(yàn)值,用戶無需整定。
6、遠(yuǎn)動(dòng)報(bào)警功能:諧振報(bào)警、過電壓報(bào)警。
本系列報(bào)警各提供一對無源觸點(diǎn)(觸點(diǎn)容量為8A/250VAC、8A/30VDC),在電壓不超過250V,電流不超過0.5A,時(shí)間常數(shù)為5±0.75ms的直流回路中,裝置輸出觸點(diǎn)的斷開容量為40W。
7、工作狀態(tài)指示:運(yùn)行指示燈(綠色、裝置正常運(yùn)行時(shí)閃爍)、諧振報(bào)警燈(紅色、三次內(nèi)消諧成功點(diǎn)亮)、過電壓報(bào)警燈(紅色、三次內(nèi)消諧不成功點(diǎn)亮,此時(shí)裝置返回運(yùn)行,過電壓消除后滅)。
8、通訊功能:RS485
9、電源:交直流220V、交直流110V(供選擇其一、請?jiān)谟嗀洉r(shí)說明)。
10、使用環(huán)境:溫度-10℃~55℃ 濕度≤90% 大氣壓力80~110KP
11、外形尺寸:128(寬)x166(高)x140(深)。
11、裝置為嵌入式頂裝
開屏尺寸(mm):115(水平)×153(垂直) 裝置深度:140(mm)。
四、裝置的工作特點(diǎn)
1、裝置的顯示界面為液晶漢字界面。
2、無需整定和調(diào)試,上電即投運(yùn)。
3、重復(fù)消諧功能:系統(tǒng)諧振被阻尼消除后若再次被激發(fā)產(chǎn)生,裝置能再次立即起動(dòng)予以消除。
4、自檢功能:隨時(shí)監(jiān)視裝置的核心硬件電路和軟件的執(zhí)行情況。
5、自投運(yùn)功能:裝置上電后無論處在何種操作界面,若2分鐘內(nèi)無人操作便自動(dòng)進(jìn)入運(yùn)行(本機(jī)故障報(bào)警時(shí)除外)。