kd-xh型配電網智慧型化快速消弧系統
安裝使用說明書
ver2.1
廣州智光電氣****
2003.1
目錄1 概述1
2 工作原理2
型可控消弧線圈的工作原理…………… 2
系統的測量原理3
系統的控制方式3
系統的選線方式3
3 系統組成4
3.1.接地變壓器4
3.2.消弧線圈4
3.3.控制櫃5
3.4.中心屏5
4 型號說明6
5 一般使用條件6
6 技術指標6
7 系統控制器操作說明7
7.1.系統控制器說明7
7.2.選單結構9
7.3.操作說明10
7.4.單相接地故障時補償狀態18
7.5.訊號、異常情況處理18
8 系統控制器的安裝與接線20
8.1.外形尺寸及安裝尺寸20
8.2.裝置端子定義20
9 吊裝與運輸22
9.1.吊裝22
9.2.運輸22
10 檢查驗收23
11 倉儲保管23
12 裝置安裝23
13 除錯及投運24
14 執行維護25
14.1一次裝置巡視及維護26
14.2系統控制器的定期巡視26
14.3小電流選線裝置的定期巡視…………………… 26
1 概述
配電網中性點接地方式的選擇是關係到電力系統執行可靠性的一項重大決策，須綜合考慮多種因素並通過經濟比較才能決定。消弧線圈接地方式能自動消除瞬時性單相接地故障，具有減少跳閘次數、降低接地故障電流的優點。但由於不能切除非瞬時性單相接地故障，整個配電系統須承受較長時間（２小時）的工頻過電壓（線電壓），因此對裝置的絕緣水平要求高，這對配電系統裝置（尤其對於某些進口裝置，如電纜）是不利的；同時，非瞬時性單相接地故障的長時間存在也不利於裝置及人身安全。
低阻接地方式可避免配電系統出現長時間工頻過電壓的問題，對裝置絕緣要求相對較低，不足之處在於系統中任何單相接地故障都跳閘，導致跳閘率過高；同時，在系統單相接地故障時故障點接地電流很大，也帶來許多不利影響（尤其對大容量的配電網更為明顯）。因此，這兩種接地方式各有利弊，只能適用於一定的條件。
理想的處理方式是，採用快速動作的消弧線圈作為接地裝置，使得配電系統能在瞬時性單相接地故障時自動恢復正常；對非瞬時性單相接地故障，在消弧線圈補償的同時在很短的時間（小於10秒）內能正確判斷接地線路，將故障線路切除，從而提高配電網的供電可靠性。同時系統若採用80%避雷器作為過電壓保護，使裝置的絕緣要求可以降低至與低阻接地方式相同。這種新方式兼取了上述兩種接地方式的優點並避免了它們的缺點，能適用於任何容量（可大可小）、任何結構（架空線路為主、電纜為主或它們以任意比例混合）的配電網。
由廣東省電力試驗研究所研製、廣州智光電氣****生產的kd-xh型配電網智慧型化快速消弧系統可以實現上述的處理要求。它採用全新的高短路阻抗變壓器式可控消弧線圈（已獲兩項專利）和大功率可控矽技術，配以先進的新型控制器和單相接地故障檢測裝置，可實時跟蹤配電網，對瞬時性單相接地故障具有極佳的快速補償效果而確保能消除，對非瞬時性單相接地故障既能快速（遠小於10秒）判斷故障線路並跳閘（可選），又可以按傳統消弧線圈接地方式持續執行。本系統採用全新的技術，避免了以往各類自動跟蹤消弧線圈的各種區域性缺點，從而獲得更佳的消弧效果，是一種優良的新型配電網中性點補償裝置。
kd-xh型配電網智慧型化快速消弧系統的效能已由包括現場母線人工接地試驗在內的全面考核所驗證，並通過了原電力工業部電力裝置及儀表質量檢測中心的監督檢驗，已先後通過了新產品技術鑑定和成果鑑定，經專家評議，該型產品為國內首創，達到國內領先水平，具有較高的推廣和應用價值。
2 工作原理
2.1 kd-xh型可控消弧線圈的工作原理
kd-xh消弧系統採用kd-xh型高短路阻抗變壓器式可控消弧線圈，其結構原理圖及等效電路圖如下：
該消弧線圈的結構與普通變壓器類似，帶有一次和二次繞組。它的一次繞組作為工作繞組（nw）接入配電網中性點，二次繞組作為控制繞組（cw）由兩個反向並接的可控矽（scr）短路，可控矽的導通角由觸發控制器控制。該變壓器的短路阻抗高達100%。
調節可控矽的導通角由0至180度之間變化，使可控矽的等效阻抗zscr在無窮大至零之間變化，則nw兩端的等效阻抗zeq就在無窮大至變壓器的短路阻抗zsc之間變化，輸出的補償電流就可在零至額定值之間得到連續無級調節。
以下用**說明可控矽在不同導通情況下的消弧線圈電感及輸出電流的變化情況：
當電網發生單相接地時，控制裝置根據已測量的電容值計算出需要補償的電感電流，然後通過改變可控矽導通角，輸出電感電流，並通過閉環反饋調節，令輸出的電流更加精確。
系統中專門設計的有效濾波設施抑制可控矽導通時產生的諧波，使輸出的電流保持為工頻電流。可控矽工作在與電感串聯的無電容電路中，其工況既無反峰電壓的威脅又無電流突變的衝擊，因此可靠性得到保障。
該型可控消弧線圈具有三個獨特的優點：
其一，因採用短路阻抗而不是勵磁阻抗作為工作阻抗，因而其伏安特性可保證在0～110%額定電壓範圍內保持極佳的線性度；
其二，因採用可控矽控制，因而其響應速度極快，且輸出電流可在0～100%額定電流間連續無級調節；可採用隨調控制方式，無需阻尼電阻；
其三，控制系統和一次裝置結構簡單, 噪音小，不帶任何轉動或傳動機構，無有載開關和接觸器，可靠性得到保證。
2.2 kd-xh系統對電網電容的測量原理
kd-xh系統實時跟蹤配電網，當電網對地電容變化，即消弧系統檢測到接地變壓器中性點電壓有δu(δu<1v)的變化時，kd-xh系統在1秒內測量出配電網當時的對地容抗。裝置測量完成後，螢幕顯示電容電流，表示當發生單相金屬性接地時接地點將流過的電容電流。
測量基於配電網零序迴路，利用改變電感前後的中性點電流、中性點電壓的向量變化來完成。計算公式：
其中，，和，分別為兩組不同電感情況下的中性點電流和中性點電壓的向量值。
2.3 kd-xh系統的控制方式
採用「隨調」控制方式，即：當配電系統正常執行時，控制消弧線圈的電感使之遠離與配電系統的對地電容發生諧振的區域；當配電系統發生單相接地時，立即按照所測的配電網對地容抗調節消弧線圈的電感，快速輸出感性補償電流。
2.4 kd-xh系統的選線方式
採用「並行」選線方式，即：選線與補償同時進行，不因選線而延誤補償，以便保持kd-xh系統響應極快的特性，從而保證良好的消弧效果。
選線原理，請參考相應的選線裝置說明書。
3 系統組成
kd-xh型消弧系統由接地變壓器、高短路阻抗變壓器式消弧線圈、控制櫃和中心屏組成。系統基本接線見圖3－1。
3.1 接地變壓器
對於35kv、66kv配電網，變壓器繞組為y接法，有中性點引出，變壓器零序阻抗較低時可不用接地變。對於6kv、10kv配電網，因變壓器繞組為δ接法，需要用接地變壓器製造中性點，以便加裝消弧線圈。為降低零序阻抗，接地變壓器一般採用z形接線，並可帶適當的二次容量以代替站用變。
3.2 高短路阻抗變壓器式消弧線圈
3.3 控制櫃
用於裝配大功率可控矽及相應的濾波裝置，與消弧線圈就近安裝。
3.4 中心屏
安裝於主控室，內含kd-xh型消弧系統控制裝置、單相接地故障檢測裝置（選件）、跳閘箱及出口端子、壓板（選件）等。
a．系統控制器
實現對配電網單相接地故障的全過程智慧型化處理。通過實時採集系統中性點電壓、電流的幅值和相位，自動跟蹤配電網的變化，並測量配電網的電容電流；自動識別系統中永久性接地故障並選線跳閘（跳閘延遲時間可調）；自動識別系統中瞬時性故障的產生和消失，並快速啟動和退出消弧線圈的補償；自動列印出接地故障發生和消除時間、接地線路**、是否已傳送跳閘訊號、接地時系統中性點電壓及與其對應的電容電流、消弧線圈補償電流等資訊。控制系統實時跟蹤配電網當前零序電容電流，並由此自動優化有關引數，確保接地殘流限制到規定值以下。
系統的相關資訊可通過裝置的 rs-232口或rs-485口遠傳，適應無人值守變電站要求。
系統控制器有「一控一」型和「一控二」型兩種模式。「一控一」即一台系統控制器可控制一台消弧線圈；「一控二」即一台系統控制器可控制兩台消弧線圈，兩台消弧線圈可實現分列或並列執行，每台消弧線圈只需滿足安裝段容量要求即可。以此兩種基本單元為基礎，可實現多台消弧線圈的併聯執行。
KD XHIIB消弧安裝使用說明書Ver2
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