调容式消弧线圈说明书样本.docx
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调容式消弧线圈说明书样本
一．概述
对于不同电压级别电力系统，其中性点接地方式是不同，依照国内国情，国内6~66KV配电系统中重要采用小电流接地运营方式。
为了有效防止系统弧光接地，消除接地故障，提高供电质量，按照国家对过电压保护设计规范新规程规定，电网电容电流超过10A时，均应安装消弧线圈装置。
由于中性点经消弧线圈接地电力系统接地电流小，其对附近通信干扰小也是这种接地方式一种长处。
此前国内电网普遍采用手动调匝式消弧线圈，由于不能实时监测电网电容电流，其重要缺陷体当前如下两个方面：
（1）调节不以便，需要装置退出运营才干进行调节。
（2）判断困难，无法对系统运营状态做出精确判断，因而很难保证失谐度和中性点位移电压满足规定。
我公司所研制生产DT-ACHC系列调容式消弧线圈装置，该成套装置采用先进PC104工控机系统，总线式构造，全彩色大屏幕液晶屏，全中文显示。
具备运营稳定可靠、显示直观，抗干扰能力强等特点，同步系统具备完善参数设立及信息查询功能。
该系统克服了此前各消弧线圈装置调节范畴小缺陷，可以进行全面调节。
该装置采用残流增量法和有功功率法等先进算法，对高压接地线路进行选线，选线精确、迅速。
本产品广泛应用于电力供电行业、发电厂、冶金、矿山、煤炭、造纸、石油化工等大型厂矿公司变配电站，合用电压级别6~110KV，是老式消弧线圈抱负更新换代产品，同步也是新建变电站接地补偿及选线装置首选配套产品。
二．产品特点
1、控制器采用工控机系统，运营稳定可靠。
2、采用全彩色液晶全中文显示，参数显示、设立及查询以便直观。
3、调节精确、速度快，且调节范畴宽，可在0~100%额定电流全范畴调节。
4、内嵌高压接地选线模块，采用残流增量法及有功功率法，使选线迅速精确。
5、设有RS232及RS485通讯接口，可实现与上位机通讯，达到信号远距离传送。
6、可实现报警显示。
7、设有原则并口打印机，可实现数据打印，接地信息打印。
8、具备一控二功能，可实现同一系统内两套消弧线圈随系统运营状况自动变换。
三．产品型号阐明
四．性能指标
1、电压级别：
6KV~110KV
2、母线段数：
两段
3、电容电流测量误差：
不大于2%
4、调档时间：
不大于20ms
5、接地残流：
不大于5A
6、控制器电源：
一路交流220V，额定频率：
50Hz
一路直流220V/110V，额定频率：
50Hz
7、控制器合用环境
温度：
-10℃~+45℃
湿度：
不大于95%
8、选线路数：
8~42路
9、通讯接口：
RS232/RS485
五．工作原理
（一）工作原理
消弧线圈是一种装设于配电网中性点可调电感线圈，当电网发生单相接地故障时，消弧线圈作用是提供一种电感电流，补偿单相接地电容电流，使电容电流减小到规定值如下；同步，也使得故障相接地电弧两端恢复电压速度减少，达到自动熄灭电弧目。
本成套装置为调容式消弧线圈装置，一方面依照系统运营方式及发展状况，拟定消弧线圈在过补偿条件下额定容量，即可拟定在接地故障时可提供电感电流。
增设消弧线圈二次电容负荷绕组，同步在该消弧线圈二次绕组上并联若干组（普通为四至五组）低压电容器，通过控制器控制真空开关或反并联晶闸管通断组合来控制二次电容器投入数量，来调节消弧线圈二次容抗大小，从而变化消弧线圈一次侧电感电流大小。
电力系统正常运营时，消弧线圈装置工作在最大过补偿状态，保证电网中性点不高于电网额定相电压15%，控制器实时监测电网线路对地总容抗。
控制器在中性点电压上升到电网额定相电压30%及以上时，转入故障工作状态。
依照故障前近来一次所测得电网线路对地总容抗来调节消弧线圈感抗，以减少接地弧道中残流，实现灭弧和消除接地过电压。
当接地故障消除，电网线路电压恢复，中性点电压下降时，控制系统退出故障工作状态，转入最大过补偿状态。
（二）电容电流测量办法
当系统未发生接地故障时，消弧线圈与系统对地电容形成串联谐振回路，等效原理图如图所示：
其中：
E0——系统不平衡电压
U0——位移电压
I0——零序电流
XL——消弧线圈电抗
R——阻尼电阻
XC——被测电容容抗
建立如下方程：
E0=U0+I0*XC
在该式中，U0、I0可实测，而E0不能测量，无法求出XC。
为此，变化一下消弧线圈挡位，调档先后E0、XC不变，建立如下方程组：
E0=U01+I01*XC
E0=U02+I02*XC
解方程组得：
XC=（U02-U01）/（I01-I02）
电容电流IC可求得：
IC=相电压/XC
六．装置总体构成
该装置由接地变压器、调容式消弧线圈、电容调节柜、微机控制器、阻尼电阻箱等构成，总体构成图如下：
（一）接地变压器
消弧线圈系统在接入时必要有电源中性点，在其中性点上接入消弧线圈。
接地变压器作用是在电力系统为△型接线或Y型接线中性点未引出时，用接地变压器构导致系统中性点。
接地变压器采用Z型接线变压器，即ZN，yn11连接变压器。
由于变压器高压侧采用Z型接线，每相绕组由两段构成，并分别位于不同相两铁心柱上，两段线圈反极性连接，两相绕组产生零序磁通互相抵消，故零序阻抗很低，同步空载损耗也非常小，变压器容量可以100%被运用。
用普通变压器带消弧线圈时，消弧线圈容量不超过变压器容量20%，而Z型变压器则可带90%~100%容量消弧线圈，可以节约投资。
接地变压器除可以带消弧线圈外，也可带二次负载，代替站用变。
在带二次负载时，接地变压器一次容量应为消弧线圈与二次负载容量之和；接地变压器不带二次负荷时，接地变压器容量等于消弧线圈容量。
（二）调容式消弧线圈
调容式消弧线圈与普通消弧线圈区别，重要是在增设消弧线圈二次电容负荷绕组，其构造如下图所示。
N1为主绕组，N2为二次绕组，在二次侧并联若干组用真空开关或晶闸管通断电容器，用来调节二次侧电容容抗值。
依照阻抗折算原理，调节二次侧容抗值，即可以达到变化一次侧电感电流规定。
电容值大小及组数有各种不同排列组合，以满足调节范畴和精度规定。
当消弧线圈额定电流不大于100A时，一、二次绕组无抽头，其电流调节范畴为10A至额定电流。
当消弧线圈额定电流不不大于或等于100A时，一、二次绕组带有中间抽头，对于投运初期电容电流小时，可在低电流档运营，其电流起点为100A。
电容电流增大后，可运营于高档位。
（三）微机控制器
1．控制器型号：
2．功能特点
微机控制器采用工业控制计算机（PC104）做为主机，显示部件采用全彩色液晶显示屏。
工控产品可靠性保证了系统稳定运营；彩色中文显示方式使数据显示更为直观。
微机控制器是整套装置核心某些，所有计算、显示、通讯及控制某些都是由它来完毕。
其具备如下功能：
（1）可自动测量电容电流，自动进行调节控制。
（2）可显示系统电压、位移电压。
（3）可显示消弧线圈电流、频率、残流、脱谐度、时间等参数。
（4）具备接地次数记录及相应接地时系统参数记录功能。
（5）可通过控制器手动操作电容器投切。
（6）随时打印系统故障信息或查询打印。
（7）设有通讯功能，可通过RS-232、RS-485口实现与上位机通讯。
一台微机控制器可以控制一组消弧线圈，也可以同步控制两组消弧线圈，同步具备两台控制器并联运营功能。
3．控制器构成
控制器由多路开关、信号放大器、A/D转换、光电隔离、I/O口、PC104主板、显示液晶等构成，原理构成如下图所示。
该控制器硬件架构采用原则工业6U机箱，母板加插板式构造，接线端子排直接固定在插件板上，抗干扰能力强，接线及维护以便。
为了使系统有更强抗干扰能力，在设计线路板时，电源板、信号调理板等均采用了多层板构造。
同步，控制器接插件、接线端子等均采用进口或台湾生产。
母板垂直安装于控制器内，各插板从控制器后插入，各插板在控制器位置如下图所示，各插板位置是固定，不能插错。
（1）电源板：
为控制器提供高可靠性电源。
提供电源有+5V、+12V、+15V、-15V、+24V。
各电源地互相独立，提高抗干扰性。
（2）执行板：
为系统提供输出信号，以控制电容柜真空开关通断，来实现档位调节。
（3）主板：
采用PC104工控机主板，该主板为控制器核心，配有电子硬盘以存储应用程序。
（4）信号调理板：
该板作用是将现场信号经CT输入板变换后，转换成计算机所需原则信号。
（5）信号输入板1：
将现场零序电压互感器信号及零序电流互感器信号（前八路），输入到该板进行信号变换。
（6）信号输入板（2~4）：
将现场零序电流互感器信号（9~42路）输入到这三个信号输入板中，进行信号变换。
4．控制屏
控制器安装在控制屏上，控制屏原则尺寸为800mm×600mm×2260mm，一面控制屏可安装两台控制器。
控制屏除安装有控制器外，还安装有电流表、电压表及各种接触器等低压电器。
涉及整屏电源开关，电源批示及报警，照明，消音按钮等。
5．控制程序流程图：
（四）阻尼电阻箱
在自动跟踪消弧线圈中，调节精度较高，残流较小，接近谐振点运营，为防止产生串联谐振过电压，在消弧线圈接地回路采用增长阻尼电阻办法以保证系统正常运营时，中性点位移电压不超过15%相电压。
增长阻尼电阻办法采用消弧线圈串联运营形式。
阻尼电阻选用抗高温且性能优良不锈钢电阻，当系统发生单相接地故障时，系统将该阻尼电阻短接，以免烧毁阻尼电阻；当系统恢复正常时，断开阻尼电阻短接触点，使阻尼电阻正常串接消弧线圈回路中，否则系统有也许因失去阻尼电阻而浮现谐振过电压。
我司采用ZX18型不锈钢电阻，依照消弧线圈容量选用不同阻值。
电阻短接回路采用两套方案保护：
方案一：
采用真空接触器动作保护：
接触器动作电源选用两套独立回路，一套选用交流220V，一套选用直流220V，增长了系统运营可靠性。
方案二：
采用可控硅实现电子式保护，采用自触发式短接动作时间更快，静态无触点短接更安全可靠。
（五）电容调节柜
电容调节柜由电容器、真空开关（或晶闸管）等构成。
控制器依照对电网对地电容电流采样，自动跟踪调节二次侧电容器容量，从而自动补偿系统单相接地电流。
电容控制柜内装有若干只电容器，容量配备比例为：
C1：
C2：
C3：
C4：
C5：
……=1：
2：
4：
8：
16：
……。
依照二进制组合原理，4只电容有16种组合，即实现16种调节；5只电容有32种组合，即实现32种调节。
调节开关采用真空开关（或大功率双向晶闸管），调节速度快。
电容器选用自愈式电容，额定电压为1000V。
七．接地选线单元
接地选线单元集成于控制器内，选线线路最大为42路。
设有三种选线办法，即“有功功率法”、“残流增量法”及“有功功率法+残流增量法”可由顾客设定。
1.有功率法：
当系统发生单相接地故障时，接地线路零序功率中包具有消弧线圈、接地变压器铜损、铁损及系统对地绝缘电阻所产生有功功率；非接地线路零序功率中只包括自身产生有功功率，两者相差很大，可鉴别有功功率较大为接地线路。
2.残流增量法：
当系统发生单相接地故障时，一方面采集各线路零序电流，并记录下来；然后控制消弧线圈变化一档，再把各线路零序电流采集一遍，也记录下来，同步求出各消弧线圈在调档先后零序电流变化量。
由于非接地线路零序电流在调档先后无明显变化，而接地线路零序电流变化量为调档先后电感电流调节值，因此零序电流变化量最大者即判为接地线路。
3.有功功率法+残流增量法：
该选线采用有功功率及残流增量为综合判据，对接地线路进行判断选线。
由于该办法集成了两种办法长处，因此选线更为精确。
八．控制器操作阐明
（一）操作面板
控制器操作面板如上图所示。
1．批示灯
（1）运营（绿色）：
系统正常运营时，该批示灯点亮。
（2）故障（红色）：
当控制器检测到供电系统浮现异常时，该批示灯点亮。
2．按键
（1）复位：
按下该键系统重新启动工作。
（2）确认：
执行光标所在功能时，按下该键。
（3）返回：
当从各下拉菜单功能返回到主运营画面时，按下该键。
（4）方向键：
移动光标时，按方向键，“
”为上、下移动，“
”为左右移动。
（5）加减键：
按“+、-”键，可进行数据加减操作，每按一次，所操作数据加一或减一。
3．数据显示阐明
数据显示采用彩色液晶显示屏，中文显示，菜单操作方式，显示直观，操作以便。
数据显示画面如下图：
（1）菜单区：
设有“文献、设定、调节”三项下拉菜单。
（2）数据显示区
a.调节方式：
显示系统调节方式。
（系统设有人工调节和自动调节两种方式）
b.档位：
显示系统当前工作档位。
c.容流：
显示系统发生单相接地时，流过接地点电容电流。
d.残流：
系统发生单相接地时，接地点对地电容电流被消弧线圈补偿后残存电流。
当系统过补偿方式运营时，残流数值为负；全补偿方式时为零；欠补偿方式时为正。
e.脱谐度：
系统发生单相接地时容性电流减去感性电流差与容性电流比例。
f.零序电压：
系统不平衡电压值（显示为互感器二次电压值）。
g.调节方式：
显示控制器对有载分接开关调节动作批示。
h.信息：
显示系统接地故障信息。
（3）时钟显示区
时钟显示区位于显示屏右上角，显示当前日期、时间。
（二）菜单操作
系统设立三个主菜单：
文献、设定、调节。
1．文献：
按方向键选中“文献”菜单，按“确认”键系统显示子菜单如下：
a.测量：
按方向键选中“测量”项，按“确认”键，系统弹出参数测量画面：
按“
”键，可显示系统各零序电流值（1~32路），再次按“
”键，系统显示33~42路零序电流值。
按“返回”键，返回到系统主画面。
b.记录：
选中该子菜单，确认后显示系统历史接地信息，显示内容有档位、容流、残流、零序电压及接地时间、日期等。
按“
”键可查看此前历史记录。
c.通信：
选中该菜单后，按确认键，系统可与上位机进行通信，将系统数据信息传送到上位机。
d.打印：
选中该功能，按确认键，系统打印出接地信息。
2．设定：
按方向键选中“设定”菜单，按“确认”键系统显示子菜单如下图所示：
a.时间（设定系统时间或日期）：
选中该功能后按确认键，时间显示区年数据显示为高亮，按“
”键选取要修改数据（日期或时间），按“+”“—”键可进行修改。
b.机号：
设定本控制器编号，供系统进行通讯时上传，以使上位机辨认。
c.调节方式：
可设定为自动方式或人工方式（手动），按方向键选取，按确认键进行拟定。
d.电压级别：
电压级别可设定为3KV、6KV、10KV、35KV、66KV等。
按方向键选取相应电压级别，按确认键拟定。
e.档位：
选取进入该功能后，按“+”“—”键进行修改。
f.档位电流：
设定各档位补偿电流数值。
按方向键选取所要修改数据，按“+”“—”键修改数据。
g.电阻：
设定阻尼电阻。
h.选线方式：
设定选线方式，系统设有“有功功率法”“残流增量法”及“有功功率法+残流增量法”供选取。
i.路数：
指系统出线路数。
j.线路编号：
可设定各出线线路编号。
数据设定办法同f。
3．调节：
该功能只限于人工方式（如需手动调节时，将系统调节方式设定为人工方式），按方向键选中“调节”菜单，按“确认”键系统开始进行人工调节。
按下按键“
”可进行人工调档。
九．控制器接线
控制器背面板如下图所示：
阐明：
1．JB11：
1、2为打印机电源输出节点。
3为交流电源（220V）相线，4为零线，5为保护地线。
K为电源开关。
2．JB21：
为1#消弧线圈档位回读及调档输出端子。
a.I11~I15为1#消弧线圈档位回读输入信号。
b.GND1为1#接地端。
c.COM1为1#公共端。
d.BJ1、BJ2为装置报警输出节点。
e.O11~O15为1#消弧线圈输出信号，用以控制电容控制柜五个真空开关。
f.OCM1为1#消弧线圈输出信号公共端。
3．JB22：
为2#消弧线圈档位回读输入端子及档位输出端子。
端子定义基本同JB21，只是中间两个端子有别于JB21，ML1、ML2为母联开关输入端子，该端子只用于一套控制器控制两套消弧线圈时，当两段母线母联开关闭合时，将该信号输入到控制器，用于控制器协调两套消弧线圈系统同步工作。
4．JB31：
数据通讯接口。
（1）RXD1
（2）TXD1
（3）GND
（4）485+
（5）485-
（6）RXD2
（7）TXD2
（8）GND
5．DB：
打印机并行接口，数据输出。
6．JB51：
控制电压信号输入接口
（1）1UAB1
（2）1UAB2
（3）2UAB1
（4）2UAB2
（5）1U01
（6）1U02
（7）2U01
（8）2U02
7．DZ1~DZ4：
CT输入端子。
I1~I42为现场零序互感器信号输入端，1I0、2I0为两套消弧线圈系统I0信号。
十．成套装置选型
我司某些产品规格如下表，供顾客做选型参照，对于顾客所需特殊规格，我司可按规定为顾客订做。
产品型号
电压级别（KV）
消弧线圈容量（KVA）
电流调节范畴（A）
DTXH-TR-90/6
6
90
5~25
DTXH-TR-180/6
6
180
10~50
DTXH-TR-270/6
6
270
20~75
DTXH-TR-360/6
6
360
30~100
DTXH-TR-540/6
6
540
60~150
DTXH-TR-150/10
10
150
5~25
DTXH-TR-300/10
10
300
10~50
DTXH-TR-450/10
10
450
10~75
DTXH-TR-600/10
10
600
10~100
60~150
DTXH-TR-900/10
10
900
60~150
DTXH-TR-550/35
35
550
5~25
DTXH-TR-1100/35
35
1100
10~50
DTXH-TR-1650/35
35
1650
20~75
十一．成套装置安装
1．控制屏安装
2．电容柜安装
3．消弧线圈安装
4．电阻箱安装
5．接地变压器安装
6．整体箱式外壳安装
以上六项内容参照我司提供图纸进行安装，这里不再详述。
7．零序电流互感器安装
零序互感器采用我司生产零序互感器。
每路零序电流信号由各出线零序互感器CT引出。
（1）出线方式为电缆零序电流互感器接线如下图所示。
注意：
在穿过该互感器上端任何部位，都不能与地线或电缆架直接接触；电缆卡子要垫绝缘后才干卡到电缆架上。
接地线应包绝缘后，由上往下穿过零序电流互感器后再接地。
（3）架空线CT接线是将三相电流互感器接成零序滤器方式。
如下图所示：
十二．订货须知
1．拟定电压级别：
告知供电系统电压级别，如6KV、10KV、35KV等。
2．拟定消弧线圈容量
消弧线圈容量拟定重要依照供电系统单相接地故障时电容电流大小来拟定，并应有一定裕量。
详细环节如下：
（1）间接测量系统单相接地电流Ic。
（2）计算消弧线圈容量：
W=（1.2~1.4）Ic×Un
W—为消弧线圈容量
Ic—为系统对地电容电流
Un—为系统相电压
阐明：
对于改造工程，Ic应以实际测量接地电流值为准，而对于新建供电工程，则应依照设计资料进行计算。
3．拟定接地变压器容量
接地变压器容量应与消弧线圈相配合，当接地变压器只带消弧线圈而不带二次负荷时，其容量即等于消弧线圈容量；当接地变压器带二次负荷时，其一次侧容量等于消弧线圈容量加上二次侧负荷容量。
4．拟定零序电流互感器个数
十三．产品保修
1．本成套装置安装工作由顾客负责，我公司派人负责指引安装，并负责系统投运调试。
2．本成套装置保修期为一年。
3．保修范畴：
装置正常工作时所导致损坏，不涉及人为因素及不可抗拒因素如自然灾害等所导致系统损坏。
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