消弧线圈成套装置使用说明(tk)

TK型自动补偿消弧线圈成套装置安装使用说明书编号：0TK.466.8151山东泰开电力电子有限公司2014年6月山东泰开电力电子有限公司安装使用说明书0TK.466.8151TK型自动补偿消弧线圈成套装置第1页共16页目录一、产品概述二、原理简介三、装置特点与主要技术指标3.1装置特点3.2主要技术指标四、成套装置的组成结构及配置4.1型号说明4.2接地变压器4.3可调消弧线圈4.4阻尼电阻箱4.5自动调谐控制器4.6控制屏4.7零序电流互感器五、人机界面操作5.1功能键操作说明5.2人机界面及主菜单界面5.2.1人机界面5.2.2主菜单界面描述六、现场安装与调试6.1现场安装6.2现场调试七、装置定检维护及问题处理7.1定检维护项目八、包装以及运输8.1包装8.2运输资料来源编制校核标准化提出部门审定标记处数shu数更改文件号签字日期消弧线圈工程部批准安装使用说明书0TK.466.8151TK型自动补偿消弧线圈成套装置第2页共16页一、产品概述电力系统的中性点接地方式是一个综合性的技术问题，它与系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、通信干扰及接地装置等问题有密切的关系。国内外中压电网的运行经验表明，谐振接地即中性点经消弧线圈接地方式在供电可靠性、人身安全、设备安全和通信干扰方面，具有很好的运行特性。为此，我国电力规程DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》和GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》规定：3～66kV系统的单相接地故障电容电流超过10A时，中性点应采用消弧线圈接地方式。TK型自动跟踪补偿消弧线圈成套装置是在总结消弧运行经验和广泛收取用户意见的基础上，自主开发的高可靠性、稳定性，贴近用户需求的消弧线圈成套装置，已广泛应用于电力系统及工业用户。二、原理简介消弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障后，提供一电感电流IL补偿接地电容电流IC，使接地电流减小，也使得故障相接地电弧两端的恢复电压速度降低，达到熄灭电弧的目的。当消弧线圈正确调谐时，不仅可以有效地减少产生弧光接地过电压的机率，还可以有效地抑制过电压的幅值，同时也最大限度地减小了故障点热破坏作用及接地网的电压升高等不利因素。从发挥消弧线圈的作用上来看，脱谐度的绝对值越小越好，最好是处于全补偿状态，即调谐至谐振点上。但是在电网正常运行时，调谐至全补偿的消弧线圈会产生危险的串联谐振过电压，这是不允许的。如何来解决这一矛盾呢？方法是在消弧线圈上串联阻尼电阻，从而增大电网阻尼率，使得电网正常运行时串联谐振过电压小于15%相电压，等待接地故障的发生。当出现单相接地后，瞬间将阻尼电阻短接掉，从而实现最佳补偿。图2.1消弧线圈接地系统发生单相接地时的等值回路安装使用说明书0TK.466.8151TK型自动补偿消弧线圈成套装置第3页共16页三、装置特点与主要技术指标3.1装置特点更高的安全性阻尼电阻串联在消弧线圈的出线侧，可有效避免系统的谐振过电压。更优的电容电流测量及跟踪方法：电流的测量精度在2%以内，并且整个测量和跟踪算法采用同一信号两次测量的比值作为基本参数，完全避免由于测量通道误差和变化带来的测量结果和跟踪的不稳定。更高的可靠性装置采用STM32F103ZET6芯片作为核心控制器，采用强弱电隔离、隔离电源、软硬件看门狗、硬件连续自检技术、光电隔离、无触点设计，保证系统的高可靠性。录波功能对单相接地发生时中性点电压和中性点电流进行录波，并支持历史数据查询和录波数据的输出。控制系统模块化控制单元最大可支持两母段。控制单元的各功能模块均设计成独立插件，根据用户的需求进行配置。操作更方便控制器操作采用示波器设计风格，简单明了。同时支持手动操作。配置液晶显示触摸屏，系统运行状态一目了然。更完备的历史数据记录、查询和导出查询功能可方便地查看系统的运行状况，记录接地录波数据。这些历史数据还可以通过USB接口方便的导出。灵活的通讯方式控制器有RS-232、RS-485串行接口及通讯组件，可作为一个子站接入各种综合自动化系统，具有遥测、遥信、遥控功能。安装使用说明书0TK.466.8151TK型自动补偿消弧线圈成套装置第4页共16页自诊断功能系统有自诊断功能，及时发现装置本身的异常，并告知用户。3.2主要技术指标适用电压等级6、10、35、66kV；消弧线圈调节深度（补偿电流上、下限之比）2.5；补偿电流分级可调，最大级数30；中性点电流分辨率小于50mA；补偿电流谐波含量小于1%；电容电流检测精度小于2%；录波采样率9600Hz；对电容电流小于100A的电网，接地残流无功分量小于2A，对电容电流小于200A的电网，接地残流无功分量小于5A；对接地时间大于2s的稳定接地现象，接地选线装置选线准确率100%；选线路数单台最大48路；一台控制器最大可以控制2台消弧线圈并联运行。工作电源：AC220V±10%50Hz或DC220V±10%、DC110V±10%；电源容量：65W。机箱外形尺寸：控制单元机箱：19”×4U×178mm（宽×高×深）。安装使用说明书0TK.466.8151TK型自动补偿消弧线圈成套装置第5页共16页装置使用条件：环境温度：-25℃～+55℃；（低于25度协议中需注明）湿度：≤90%；且无导电尘埃存在；大气压力：80～110Kpa；海拔高度不超过1000米；（高于1000米海拔需注明）安装场所：室内不含腐蚀金属及绝缘的气体和蒸汽；无剧烈震动和强烈颠簸及地面水平度不超过5度。3.3装置的典型配置序号设备名称型号规格单位数量备注1干式消弧线圈XHDCZ-630/10.5台12接地变压器DKSC-700/10.5-100/0.4台13空气有载开关MFKI120台1可选真空有载开关4控制器装置TK-XH套1选线、录波功能可选5控制屏PK-10面16阻尼电阻器RNK-10台17电压互感器JDZ-10只18避雷器HY5WZ-17/45只19并联中电阻（含单极接触器）套1推荐选用10单极隔离开关GN19-12/400A台111箱体户内尺寸3000*2000*2400户外尺寸3200*2200*2600套1可选12辅材含电缆等套1安装使用说明书0TK.466.8151TK型自动补偿消弧线圈成套装置第6页共16页四、成套装置的组成结构及配置成套装置由接地变压器、调匝消弧线圈、有载分接开关、自动调谐控制器、监控主机、控制屏、阻尼电阻箱及零序电流互感器等组成。（注：若带选线功能，可选择小电流接地选线或并联中电租选线两种选线方式）4.1型号说明4.2接地变压器对于没有中性点的电网，利用接地变压器为电网提供人为的中性点。接地变压器绕组采用Z接线方式，具有零序阻抗低、激磁阻抗大，功耗小等特点。接地变压器可以设有次级绕组，兼作站用变压器为变电站提供动力照明电源，当接地变兼做所用变使用时，接地变的容量等于消弧线圈的容量加上所用变的容量，单独使用时，接地变的容量大于或等于消弧线圈的容量。（如电网为星形结线方式时，成套装置接地变压器可省略）。4.3可调消弧线圈调匝式消弧线圈采用有载调压开关调节消弧线圈的抽头以改变电感值。它可以在电网正常运行时，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。安装使用说明书0TK.466.8151TK型自动补偿消弧线圈成套装置第7页共16页消弧线圈容量应主要根据系统单相接地故障时电容电流的大小来确定，并应留一定裕度。Q=1.35ICUn/√3式中Q——消弧线圈的容量,kV·A;Un——系统标称电压，kV；Ic——对地电容电流，A。对于改造工程，Ic应以实测值为依据；对于新建工程，则应根据配电网络的规划、设计资料进行计算。计算系数K——一般采用过补偿，K取1.35。4.4阻尼电阻箱为了取得最佳补偿效果，系统可能运行在临界谐振状态，为防止系统位移电压超限，需要加装阻尼电阻，阻尼电阻位于阻尼电阻箱中。就阻尼谐振而言，串并联电阻均有效果，目前国内皆采用与消孤线圈直接串联的方法，简称高压串联法。4.5自动调谐控制器自动调谐控制器是成套装置的控制中心，它负责实时跟踪测量电网电容电流的变化，预先调节消弧线圈电感，实现自动跟踪调谐。当电网发生单相接地时，切除阻尼电阻，实施补偿。自动调谐控制器的CPU采用的是STM32F103ZET6芯片，系统稳定可靠，且高速，主频达72MHz；调理通道采用高速多路同时采样及频率自适应技术，同时对中性点电流、中性点电压、参考电压进行直接交流采样和全数字化处理，结合光电隔离技术，彻底消除谐波干扰和电磁干扰；控制单元采用模块化设计，各功能均设计成独立插件，可根据用户的不同需求组合成不同系统。4.6控制屏控制屏作为成套装置的一部分用于安装控制器，控制屏现场应安装在变电站主控室内。安装使用说明书0TK.466.8151TK型自动补偿消弧线圈成套装置第8页共16页4.7零序电流互感器系统如需要选线，则需要装设零序电流互感器。五、人机界面操作TK型自动跟踪补偿消弧线圈成套装置的配备5.7TFT-LCD触摸屏幕显示及菜单按钮，可方便实现人机界面操作。5.1功能键操作说明TK型自动跟踪补偿消弧线圈成套装置监控单元提供了两个区域功能键，每个区域功能健的分布及使用说明如下：1、【屏幕菜单主功能操作按键】区屏幕菜单主功能包括：查询、设定、打印、导出、手升、手降、急停共计7个主功能选项，其选择是通过触屏和对应的【数控键】实现的。安装使用说明书0TK.466.8151TK型自动补偿消弧线圈成套装置第9页共16页2、【数控键】区【数控键】区包含数字【0】～【9】、方向键【↑】、【↓】、【←】、【→】、复位键、取消键、以及确认键，用以实现参数选取、设定及确认功能。有六个ＬＥＤ显示灯Ｌ1～Ｌ6,分别为运行灯，故障灯，1号接地指示灯，2号接地指示灯，母联指示灯，通讯指示灯。5.2人机界面及主菜单界面5.2.1人机界面图5.2人机界面5.2.2主菜单界面描述1、主界面：默认的显示界面，主要包含如下信息：安装使用说明书0TK.466.8151TK型自动补偿消弧线圈成套装置第10页共16页站所名称、中性点电压（折合到一次侧的值）、中性点电流、电容电流、接地残流、脱谐度、档位等参数；有查询、设定、打印、导出功能、手升、手降、急停等。显示最多2个母线段与装置连接的状态信息。运行信息：电网和装置正常运行，若电网当前已经停运和PT断线，显示界面显示“装置退出”。接地：发生接地故障，对应的故障灯亮。选线支路：如有选线，将选出的接地支路进行显示。2、查询：查询功能：测量查询、接地查询（包括：接地线路、开始时间、结束时间等）、调档查询、清空查询。3、设定：按设定后，首先输入密码，然后才能设定系统设置、1号消弧设置、2号消弧设置及选线设置、选线设置等。系统设置：装置地址、通讯规约、波特率、日期时间、修改密码。1、2号消弧设置:电压等级、调节方式、测量方式、补偿方式、档位级数、档位电流、残流下限、电压阀值。选线设置：选线方式、线路编号、所属母线、CT变比、跳闸延时。（1）设定档位级数为消弧线圈档位数，设置档位电流即消弧线圈的所有档位的电流。对应调匝驱动板有拨码开关，拨码开关为二进制算法，分别为１、２、４、８、１６。（2）测量方式：方式1为实时计算方法，方式2为谐振电压曲线法，方式3为谐振电流曲线法。（3）补偿方式有过补、欠补、全补；正常情况下选择过补方式。（4）线路编号设定母段1的为1001,1002，1003等，母段2的设为2001,2002,2003等，依次论推；对应的每个支路所属母线设定为1、2。（５）电压等级有６ＫＶ、１０ＫＶ、３５ＫＶ、６６ＫＶ。（6）装置地址设为01或02。（7）调节方式有自动调节和手动调节。安装使用说明书0TK.466.8151TK型自动补偿