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消弧及過電壓保護裝置

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更新時間：2024-12-24 10:22:18瀏覽次數(shù)：38次

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產品簡介

簡單介紹：消弧及過電壓保護裝置：用于對3~35kV三相非直接接地電力網（也稱系統(tǒng)，下同）運行中各類過電壓的限制，以提高該類電網運行的安全性及供電的可靠性。

詳細介紹

詳情介紹：

一、前言

    我國國家標準規(guī)定，3~35kV(66kV)的電網為非直接接地電網。此類電網發(fā)生單相接地時，其余兩相的對地電壓將升高至線電壓（UL），因而這類電網的各類電氣設備，如變壓器、電壓/電流互感器、斷路器、線路等一次側的對地絕緣水平，都應滿足長期承受線電壓而不損壞的要求。
    傳統(tǒng)觀念認為，3~35kV電網屬于中低的變壓配電網，此類電網中內部過電壓的優(yōu)良值不高，所以危及電網絕緣安全的主要因素不是內部過電壓，而是大氣（即雷電下同）過電壓，因而長期以來采取的過電壓保護措施僅是以防止大氣過電壓對設備的侵害。主要技術措施**于裝設各種類型的避雷器，其保護值較高，一般為正常運行時相對地電壓峰值的3.5倍以上，因而僅對保護雷電侵害有效，對于內部過電壓不起任何保護作用。
    然而，運行經驗證明，當這類電網發(fā)展到一定規(guī)模時，內部過電壓，特別是電網發(fā)生單相間歇性弧光接地時產生的弧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*為嚴重。
    目前國外（國內也有少數(shù)地區(qū)開始試用）對此類電網采取中性點經小電阻接地的設計及運行方式，但這種系統(tǒng)發(fā)生單相接地時利用人為增加短路電流使斷路器速斷動作直接將故障接地線路切除的方法，不能分辨出金屬性接地或弧光接地，擴大了故障點的電流燒熾。并且在斷路器固有動作時間內的過電壓無法有效限制。造成長時間、大面積的停電，從發(fā)展方面來講，是很不經濟的。
    現(xiàn)有運行規(guī)程規(guī)定，當非直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，允許繼續(xù)運行兩小時，如經上級有關部門批準，還可以延長。但規(guī)程對于“單相接地故障”概念未做明確界定。如果單相接地故障為金屬性直接接地，則故障相的對地電壓降為零，其余兩健全相的對地電壓升高至線電壓（UL即相電壓）前面已指出，這類電網中的電氣設備在正常情況下都應能承受這種過電壓而不損壞。但是如果相接地故障為弧光接地，則其過電壓的*高值可達3.5倍正常運行電壓相電壓的峰值，這樣高的過電壓如果數(shù)小時作用于電網，勢必造成電氣設備內絕緣的積累性損傷，特別是在健全相的外絕緣薄弱點造成對地擊穿進而引發(fā)成相間短路的重大事故。
    隨著我國對城市及農村電網大規(guī)模的技術改造，城市10kV配電網必將向電纜化發(fā)展，城郊結合部及農村35kV、10kV電網也是將進一步擴大，為了解決這類電網弧光接地產生長時間過電壓的問題，國內普遍采用自動跟蹤補償式消弧線圈接地方式，沒有超脫中性點加裝消弧線圈的范疇，由于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行Р鉤ト酚心訊齲矣謎也ǖ牡綹械緦魅サ窒欽也ǖ牡緇>緦魘保咂搗至坎糠治薹ǖ窒?。同时，消?ang;呷峁垢叢櫻誦鋅煽坎?，投孜g蟆?BR>    隨著城鄉(xiāng)電網的發(fā)展以及生產、生活對供電可靠性的要求越來越高。每次絕緣事故造成的危害及波及面勢必增加，消弧及過電壓保護裝置就是針對這種情況而研制開發(fā)的。它是利用目前已成熟的過電壓保護裝置HXB、微機控制技術及相應的接地斷路器等組成一套自動系統(tǒng)，將非直接接地電網相對地及相與相之間的過電壓（無論何種類型的過電壓）限制到略大于正常運行線電壓的水平，使這類電網既保持了原非直接接地系統(tǒng)的優(yōu)點，又將各種類型的過電壓限制到盡可能低的水平，解決各種過電壓對設備及運行安全的威脅，提高這類電網供電的可靠性。

二、裝置的主要組成及其功能

本裝置的原理如圖1所示，其主要由以下五部分組成：

1、大能容ZnO非線性元件組成的過電壓保護器HXB

HXB是一種特殊的高能容的氧化鋅過電壓保護器，與一般的氧化鋅避雷器（MOA）結構不同主要具有以下優(yōu)點：
a、HXB過電壓保護器采用大能容ZnO非線性電阻和放電間隙相結合的結構，使兩者互為保護，放電間隙使ZnO非線性電阻的荷電率為零，ZnO非線性電阻不會老化；ZnO非線性電阻又使放電間隙動作后無續(xù)流，放電間隙不再承擔滅弧任務，使用壽命長。
b、HXB過電壓保護器的電壓沖擊系數(shù)為1，各種電壓波形下放電電壓值相等，不受過電壓波形的影響。過電壓保護值準確，保護性參優(yōu) 良。
c、HXB過電壓保護器可將相間過電壓大大降低。與常規(guī)避雷器相比，相間過電壓降低了60~70%，保護的可靠性大為提高。
HXB過電壓保護器是本裝置中限制各類過電壓的器件，在接觸器JZ未動作之前將電壓限制在安全范圍之下。

2、可分相控制的接地高壓真空接觸器JZ（A、B、C）

這是一個特殊的真空交流接觸器，其三相分體，各相一端分別接至母線另一端直接接地。正常運行時JZ均處于斷開狀態(tài)，受ZK控制而動作閉合，各相之間閉鎖，當其中任一相閉合使該相母線接地后，其他兩相中的任何一相優(yōu)良不會動作閉合。
JZ（A、B、C）的作用是，當系統(tǒng)發(fā)生弧光接地過電壓時，使其由不穩(wěn)定的弧光接地轉變成該相穩(wěn)定的金屬性直接接地，從而保護了設備，使其不受損害。

3、單片機綜合控制器ZK

單片機控制裝置ZK，是本技術的核心部件，它根據(jù)信號轉換器ST提供Uao、Ubo、Uco、U△的信號來判定接地故障發(fā)生的相別及接地屬性，按照預先設定的方式控制交流真空接觸器JZ。

4、高壓限流熔斷器（FU）

高壓限流熔斷器是整個裝置的后備保護器件。具有以下特殊功能：
a、開斷容量大,可達63kA；
b、開斷迅速，開斷時間小于0.3mS；
c、限流效果好，可使故障電流小于短路電流的5%。

5、信號轉換器（ST）

信號轉換器可將高壓的三相電壓信號轉換成可供ZK處理的三相電壓信號及中性點信號。

三、裝置的基本原理

本裝置的原理見圖1

    當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，信號轉換器ST產生的中性點信號U△將由低電平變成高電平，ZK接到U△變化的高電平信號后啟動中斷，ZK對Uao、Ubo、Uco的三相信號進行計算處理，判斷相別和接地屬性，根據(jù)接地屬性ZK作出如下處理：
  1、如果接地故障是穩(wěn)定的金屬性直接接地，則ZK僅發(fā)出故障相別的指示信號。ZK與微機選線保護聯(lián)絡，由微機選線保護處理解決。（本公司生產的微機選線保護配有相應的通訊接口或繼電器接口。）
  2、如果接地故障是不穩(wěn)定的間歇性弧光接地，則判定接地的相別，同時發(fā)出指令使JZ中對應的一相接地。這時，系統(tǒng)由不穩(wěn)定的弧光接地變成該相穩(wěn)定的金屬性直接接地，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。這種狀態(tài)是現(xiàn)行運行規(guī)程所允許的。
  3、 JZ之一動作接地數(shù)秒鐘之后，ZK令接地的JZ斷開一次，若JZ斷開后再無弧光接地故障現(xiàn)象，說明這一接地故障是暫時性的，系統(tǒng)恢復正常運行，ZK退回原始狀態(tài)。若JZ斷開后再次出現(xiàn)弧光接地故障，則ZK認定這一故障為長久性的弧光接地，此時再次指令相應的JZ閉合，ZK將按照預先設定的程序發(fā)出警告信號，告知值班人員故障發(fā)生的相別。ZK與微機選線保護聯(lián)絡，選線保護進行選線處理。在JZ斷開接地點的過程中出現(xiàn)的短暫的過電壓，由HXB進行限制。
  4、 JZ**次（連續(xù)的同一相）閉合接地后不再分開，只有當故障線路自動或者人工切除后，由中控室或當?shù)亟oZK發(fā)送復位指令，ZK收到復位指令后，讓JZ斷開，系統(tǒng)恢復正常。本裝置還加裝了高壓限流熔斷器，以防止誤操作或相位信號錯誤引起的相間短路。

四、裝置的優(yōu)點

    當不接地系統(tǒng)加裝本裝置后：
  1、各類相對地及相與相之間的過電壓均被限制到較低的電壓水平，原來由此引發(fā)的絕緣事故將大為減少；
  2、原作用時間*長、對系統(tǒng)設備及運行安全威脅*大的弧光接地過電壓，其作用在母線上的電壓值將被限制，同時隨著故障相母線的直接接地而消失；
  3、原本可能引發(fā)的鐵磁諧振過電壓，由于母線過電壓被限制在較低的水平而不再發(fā)生；
  4、原來按設計規(guī)范要求應裝設消弧線圈的系統(tǒng)，可以不再裝設，而且其限制過電壓的功能將比裝設消弧線圈更好、更完善；
  5、由裝置的工作原理可知，其限制過電壓的機理與電網對地電容電流的大小無關，因而其保護性能不隨電網運行方式的改變而變化，大網小網均可使用，電網的擴大也無影響；
  6、裝置設備簡單，體積小，安裝，調試方便，既適用于變電站，同樣適用于發(fā)電廠的高壓廠用電系統(tǒng)；既適用于新建電站，也適用于老電站的改造；
  7、價格低廉，相對消弧線圈系統(tǒng)而言，性能價格比高。

五、裝置的型號參數(shù)

型號的含義：

裝置的額定參數(shù)

額定頻率(HZ)：50
額定電壓（kV）：361035
額定電流（A）：.
電壓性能：

額定電壓（kV）	有效值	3	6	10	35
工頻放電電壓（不小于kV）	有效值	5.2	10.4	17.2	61
500A操作沖擊電流殘壓（不大于kV）	峰值	7.5	15	24.8	86
2mS方波沖擊電流（A）	峰值	400

電流性能

額定電流（A）	10	16	20	31.5	50	63	100	160	200
持續(xù)電流（A）（不小于）	4.88	9.41	11.76	18.53	29.41	37.06	58.82	94.12	117.65

六、選型及要求

1、裝置的額定電壓等于線路的額定電壓。
2、裝置的額定電流對應的持續(xù)電流不小于保護線路的*大地電流。

七、結構、外形、安裝尺寸

1、結構見圖2、3。
2、裝置的標準尺寸：1000×1000×2200（寬×深×高）（配隔離開關）（見圖2）
800×1450×2300（寬×深×高）（配隔離手車）（見圖3）
也可要根據(jù)用戶要求，特殊生產。

八、使用環(huán)境

1、環(huán)境溫度：-40℃-+60℃。
2、海拔高度：∠2000m。
3、周圍不得有粉塵、煤氣、煙氣等具有爆炸性混合物。

九、包裝、運輸、儲存

1、一般采用木箱包裝，柜體底座應固定在包裝箱底板上。
2、建議不要長距離在三級公路運輸，必要時可以拆散包裝，重要配件建議不要采用公路運輸。
3、不宜長期在戶外儲存，長期不用時，應儲存在干燥、通風的戶內倉庫中。

十、安裝、調試、維護

1、本公司負責用戶的要求進行圖紙設計及參數(shù)選擇，由本公司技術人員組裝與調試，設備組裝調試完畢后，由專業(yè)檢測人員檢測合格后方能出廠。如用戶需要，本公司提供現(xiàn)場指導安裝及調試服務，用戶提供必要的配合與協(xié)助。
2、設備正常工作時不需要維護和檢修，但在受到大的故障電流沖擊后必須進行仔細檢查，檢查熔斷器是否損壞，檢測接觸頭是否接觸良好，查看計數(shù)器動作情況。
3、用戶在遵守保管及使用情況下，從安裝使用之日起12個月，并從發(fā)貨之日起18個月期限內，產品由于質量原因而發(fā)生損壞和不能正常工作，制造廠無償用戶更換或維修。
4、本公司對設備實行終生維修并長期提供備品備件。

十一、定貨須知

1、用戶應提供相關的線路額定電壓、線路地電流、柜體尺寸。
2、如用戶特殊要求應在定貨時提出。
3、需要其它額外附件或備件，應在定貨時注明所需的種類及數(shù)量。

關鍵詞：變壓器互感器避雷器接觸器熔斷器

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