一、概述
電力系統(tǒng)的中性點接地方式是一個綜合性的技術(shù)問題，它與系統(tǒng)的供電可靠性、人身安全、設(shè)備安全、絕緣水平、過電壓保護、繼電保護、通信干擾及接地裝置等問題有密切的關(guān)系。國內(nèi)外中壓電網(wǎng)的運行經(jīng)驗表明，諧振接地即中性點經(jīng)消弧線圈接地方式在供電可靠性、人身安全、設(shè)備安全和通信干擾方面，具有很好的運行特性。為此，我國電力規(guī)程DL/T620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》和GB50169-92《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》規(guī)定：3～66kV系統(tǒng)的單相接地故障電容電流超過10A時，中性點應采用消弧線圈接地方式。
偏磁式自動跟蹤消弧補償成套裝置所采用的控制器是在總結(jié)十幾年消弧運行經(jīng)驗和廣泛收取用戶意見的基礎(chǔ)上，自主開發(fā)的高可靠性、穩(wěn)定性，貼近用戶需求的新一代控制器，能夠?qū)ο【€圈進行有效調(diào)節(jié)和自動跟蹤，已廣泛應用于電力系統(tǒng)及工業(yè)用戶。
AL—XHBZP — 35kV/10KV
三、原理簡介
消弧線圈的作用是當電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后，提供一電感電流IL補償電容電流IC，使接地電流減小，也使得故障相接地電弧兩端的恢復電壓速度降低，達到熄滅電弧的目的。當消弧線圈正確調(diào)諧時，不僅可以有效地減少產(chǎn)生弧光接地過電壓的幾率，還可以有效地抑制過電壓的幅值，同時也減小了故障點熱破壞作用及接地網(wǎng)的電壓升高等。
偏磁式消弧線圈在其交流工作線圈內(nèi)布置了一個鐵芯磁化段，通過改變鐵芯磁化段磁路上的直流助磁磁通大小來調(diào)節(jié)交流等值磁導，實現(xiàn)電感連續(xù)可調(diào)的目的。其直流勵磁繞組采取反串連接方式，使整個繞組上感應的工頻電壓相互抵消。通過對三相全控整流電路輸出電流的閉環(huán)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)消弧線圈勵磁電流的控制。利用微機的數(shù)據(jù)處理能力，對這類消弧線圈伏安特性固有的不大的非線性實施動態(tài)校正。
圖3.1 消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時的等值回路
四、裝置特點與主要技術(shù)指標
4.1裝置特點
- 調(diào)節(jié)范圍大
補償電流調(diào)節(jié)范圍大，上下限之比可達6～10 倍。
- 動態(tài)補償，無須阻尼電阻器
采用自動跟蹤動態(tài)補償方式，可帶高壓調(diào)節(jié)，無須外加阻尼電阻，不存在由于控制區(qū)和誤動拒動而引起的電阻燒損故障，使電網(wǎng)更安全可靠。
- 調(diào)節(jié)精度高
電控無級連續(xù)可調(diào)，利用施加直流勵磁電流達到連續(xù)調(diào)節(jié)電抗的目的，可以帶高壓負荷以ms級速度調(diào)節(jié)電感值。
- 可靠性高
裝置采用PC104+DSP雙CPU結(jié)構(gòu)作為核心控制器，采用強弱電隔離、隔離電源、軟硬件看門狗、硬件連續(xù)自檢技術(shù)、光電隔離、無觸點設(shè)計，保證系統(tǒng)的高可靠性。
- 錄波功能
對單相接地發(fā)生時中性點電壓和中性點電流進行錄波，并支持歷史數(shù)據(jù)查詢和分析，包括錄波波形的顯示、錄波數(shù)據(jù)的輸出。
- 控制系統(tǒng)模塊化
監(jiān)控單元和控制單元分開，監(jiān)控單元可支持四母段?？刂茊卧母鞴δ苣K均設(shè)計成獨立插件，根據(jù)用戶的需求進行配置。
- 平滑升級
監(jiān)控單元和一臺或多臺控制單元之間采用CAN總線通信方式進行連接，完全支持控制系統(tǒng)的平滑升級。
- 操作更方便
控制器操作采用示波器設(shè)計風格，簡單明了。同時支持手動操作。用戶界面為WINDOWS風格，配置、查詢在點擊間完成。配置7” 彩色液晶顯示屏，系統(tǒng)運行狀態(tài)一目了然。
- 更完備的歷史數(shù)據(jù)記錄、查詢和導出
監(jiān)控界面設(shè)有運行日志、控制參數(shù)和控制方式數(shù)據(jù)庫、接地及錄波數(shù)據(jù)庫，可方便地查看系統(tǒng)的運行狀況，設(shè)置控制參數(shù)和修改運行方式，分析接地錄波數(shù)據(jù)。這些歷史數(shù)據(jù)還可以通過USB接口方便的導出。
- 靈活的通訊方式
控制器有RS-232、RS-422、RS-485 串行接口及通訊組件，可作為一個子站接入各種綜合自動化系統(tǒng)，具有遙測、遙信、遙控功能，支持61850通訊規(guī)約。
- 自診斷功能
系統(tǒng)有自診斷功能，及時發(fā)現(xiàn)裝置本身的異常，并告知用戶。
4.2主要技術(shù)指標
- 適用電壓等級6、10、35、66kV；
- 響應時間：£50ms；
- 消弧線圈調(diào)節(jié)范圍：0——100%額定電流；
- 電流調(diào)節(jié)方式：無級連續(xù)
- 電容電流檢測精度誤差小于2%；
- 接地信息記錄：大于10000次，可掉電保持；
- 控制方式：隨調(diào)式；
- 通信方式：RS-232、RS485，波特率為1200～9600bps（跳線選擇）；
- 通信規(guī)約：MODBUS、CDT、61850等，具體文本請與我公司聯(lián)系；
- 選線路數(shù)單臺可達32路；
- 可以控制4臺消弧線圈并聯(lián)運行。
- 工作電源：
AC220V±10% 50Hz或DC220V±10%、DC110V±10%；
- 電源容量： 118W。
- 機箱外形尺寸：
- 19”×4U×273mm（寬×高×深）；
- 19”×4U×5mm（寬×高×深）；
- 裝置使用條件：
- 環(huán)境溫度：-40℃～+55℃；
- 濕 度：≤90%；且無導電塵埃存在；
- 大氣壓力：80～110Kpa；
- 海拔高度一般不超過2500米；超過2500米的，需對裝置進行必要的技術(shù)處理；
- 安裝場所：室內(nèi)不含絕緣的氣體和蒸汽；
- 無劇烈震動和強烈顛簸及地面水平度不超過5度。
五、組成結(jié)構(gòu)及配置
成套裝置由接地變壓器、偏磁式消弧線圈、自動調(diào)諧控制器、監(jiān)控主機、控制屏、隔離開關(guān)、避雷器、電流互感器、電壓互感器等組成。
5.1接地變壓器
對于沒有中性點的電網(wǎng)，利用接地變壓器為電網(wǎng)提供人為的中性點。接地變壓器繞組采用Z接線方式，具有零序阻抗低、激磁阻抗大，功耗小等特點。接地變壓器可以設(shè)有次級繞組，兼作站用變壓器為變電站提供動力照明電源。（如電網(wǎng)為星形接線方式時，成套裝置接地變壓器可省略）。
5.2偏磁消弧線圈
偏磁式消弧線圈在其交流工作線圈內(nèi)布置了一個鐵芯磁化段，通過改變鐵芯磁化段磁路上的直流助磁磁通大小來調(diào)節(jié)交流等值磁導，實現(xiàn)電感連續(xù)可調(diào)的目的。
5.3自動調(diào)諧控制器
自動調(diào)諧控制器是成套裝置的控制中心，它負責實時跟蹤測量電網(wǎng)電容電流的變化，預先調(diào)節(jié)消弧線圈電感，實現(xiàn)自動跟蹤調(diào)諧。當電網(wǎng)發(fā)生單相接地時，切除阻尼電阻，實施補償。
自動調(diào)諧控制器的CPU采用的是TI公司的快速DSP芯片，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，且高速，主頻達150MHz；調(diào)理通道采用高速多路同時采樣及頻率自適應技術(shù)，同時對中性點電流、中性點電壓、參考電壓進行直接交流采樣和全數(shù)字化處理，結(jié)合光電隔離技術(shù)，徹底消除諧波干擾和電磁干擾；控制單元采用模塊化設(shè)計，各功能均設(shè)計成獨立插件，可根據(jù)用戶的不同需求組合成不同系統(tǒng)。
5.4監(jiān)控主機
觸摸式界面是整個系統(tǒng)的人機接口，它負責將自動調(diào)諧控制器計算出的電容電流、當前的檔位信息、接地報警信息、錄波波形及當前消弧系統(tǒng)的運行狀況等相關(guān)信息顯示給用戶，同時用戶可以根據(jù)當前實際情況設(shè)置系統(tǒng)配置。
監(jiān)控單元采用7” 彩色液晶觸摸式顯示器 ，具有優(yōu)良的人機界面，操作直觀、簡單、方便。界面設(shè)有控制參數(shù)和控制方式數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫，可方便地設(shè)置控制參數(shù)和修改運行方式?？稍诳刂破鲗ο【€圈進行實時控制的同時分析歷史數(shù)據(jù)庫的大量歷史數(shù)據(jù)。
5.5控制屏
控制屏作為成套裝置的一部分用于安裝控制器，控制屏現(xiàn)場應安裝在變電站主控室內(nèi)。
5.6隔離開關(guān)
用于隔離消弧線圈。
六、人機界面操作
偏磁式自跟蹤消弧補償成套裝置的監(jiān)控單元配備7"TFT CD大屏幕顯示，觸摸屏可方便實現(xiàn)人機界面操作。
