智能主动干预型快速开关式消弧装置

一、概述

很多电力系统运行经验表明，在3~35kV中性点不接地系统中，单相接地故障发展过程一般是：间歇性弧光接地  稳定弧光接地  金属接地。在间歇性弧光接地时过电压最为严重，其非故障相的过电压可达正常运行相电压的3.15~3.5倍，甚至更高。这样高的过电压长时间作用于电网，就会造成电气设备和系统绝缘的积累性损伤，形成绝缘薄弱点，进而对地击穿并最终导致相间短路事故，而且还会引起以下事故：

1.电气设备绝缘的击穿（尤其是电机的绝缘击穿）；

2.电缆放炮现象；

3.电压互感器过饱和，容易激发铁磁谐振，导致PT烧毁；

4.避雷器爆炸，当过电压能量超过避雷器所能承受的的能量时，就会造成避雷器爆炸。

针对以上系统问题，我公司开发了主动干预型快速消弧装置（以下简称装置）。

二、装置的适用范围

    本装置适用于3~35kV中性点不接地或中性点经消弧线圈接地的电力系统；

    主要用于电缆线路为主的电网、电缆与架空线路的混合电网。

三、装置的使用环境

    适用于户内;

    环境温度:-40℃ ~ +60℃

    海拔高度:不超过1500米，如有特殊要求，请注明。

    周围空气没有明显的受到尘埃、煤气、烟气、腐蚀性等具有爆炸性混合物气体的污染；

     注：超出上述使用环境条件的要求，用户需和本公司协定。

四、装置的组成与特点

HZSK主动干预型快速开关式消弧消谐装置主要由微机控制器、高压隔离开关或隔离手车、单相高压快速真空断路器、带有辅助二次绕组的电压互感器、大容量过电压保护器等组成。

装置的主要特点：

1、装置采用“电流突变”技术，实现对熔断器的在线监测。

2、本装置具有很高的性价比，能取代消弧线圈及其配套设备、电压互感器柜及过电压保护装置，节约现场的安装空间；

3、本装置动作时间快，动作后故障点的电弧立即熄灭，彻底消除了弧光接地过电压，并能有效地将弧光接地过电压限制在√3倍相电压以内;

4、本装置动作后，可允许系统持续运行2小时以上，用户可以在完成转移负荷的倒闸操作之后，再处理故障线路;

5、加配小电流选线的装置，能够迅速准确查找出单相接地故障线路，对防止事故的进一步扩大，减轻运行维护人员的工作量有重要意义；

6、装置的核心部分，采用国外最先进的32位微处理器（MCU），该芯片具有集成度高、抗干扰能力强、运算速度快、功耗低等优点。

7、按时间顺序可追忆80次故障记录，装置失电后信息不丢失。

8、装置具有弧光动作录波功能，对系统发生弧光接地及装置动作后的系统过电压波形记录。

9、本装置保护功能全，装置具有消弧、全频消谐、及内部与外部各类过电压保护功能，还可加配置小电流选线、PT并列装置；

10、本装置的保护功能不受电网规模和运行方式的影响;

11、装置结构简单，安装方便，适用于供、用电企业的中性点不直接接地电网。

五、装置的基本原理

   

系统正常运行时，装置正常工作，此时装置显示系统正常时的电压量。系统故障与否，主要由装置采集到系统开口电压、三相电压来判断。当U△由低电位变成高电位时，表明系统发生故障。此时微机控制器ZK立即启动，同时根据PT二次输出信号Ua. Ub. Uc的变化进行故障类型和相别的判断。如果A相发生弧光接地，则命令A相快速真空断路器对地合闸，把弧光接地转变为金属性接地，则A相弧光消除；B、C相以此类推。

 若系统为单相PT线路故障，则装置面板显示故障相别和故障性质(PT断线)及故障时的系统电压，并输出无源接点信号。

 若系统为PT谐振故障，则装置面板显示谐振频率、开口电压幅值，并输出无源接点信号。

 若系统为单相金属接地故障，则装置面板上显示故障相别和故障性质(金属性接地)及故障时的系统电压。也可按用户要求，在装置动作后快速真空断路器自动分闸，时间可根据用户需求设定自动复位一次。如果此时为瞬时性接地故障，则系统恢复正常；如果为永久性接地故障，则装置再次动作后快速真空断路器不再分闸。

六、装置的基本功能

     正常运行时，本装置承担PT柜功能；

 当系统发生单相弧光接地故障时，装置在两个周波内把弧光接地转换成金属性接地，并将电弧电流减为零，从而使弧光熄灭。这时微机控制器面板显示故障类型、相别、动作时间、对地电容电流等，同时输出无源接点信号，并将系统中的过电压限制在√3倍的相电压之内，可有效避免由此引发的相间短路、避雷器爆炸及电缆放炮等事故，最大可能地防止间隙性弧光接地故障的发展。

 当发生金属性接地时，微机控制器报警，这时微机控制器(ZK)显示屏显示金属接地故障、三相电压值、开口电压值、装置不动作(此功能可根据用户需要，对此设定动作)，同时提供接地报警输出。

 当发生PT单相断线时，微机控制器显示屏可显示PT断线故障、三相电压值、开口电压值，同时提供报警信号。

 当电压互感器发生铁磁谐振时，微机控制器显示屏可显示系统谐振频率、谐振幅值、报警时间、并提供报警信号。同时微机控制器启动全频微机消谐功能保护电压互感器。

同时装置还具有系统低电压故障报警、系统过电压故障报警、系统谐振故障动作等故障处理功能，以及动作时的时间、故障性质、故障相别、三相电压、开口电压、对地电容电流记录等事故分析、信息记录功能。

装置微机控制器具用MODBUS,  RS485通讯接口，可接入电气监控系统，实现遥信、遥测、遥控、遥设功能，采用国家标准通讯规约，确保装置与整个监控系统兼容。

 

七、装置的型号及主要技术参数