手車(chē)式消弧柜 手車(chē)式消弧消諧柜 中置式手車(chē)消弧柜 KYN28消弧柜手車(chē)手車(chē)是開(kāi)關(guān)柜的核心部件,用鋼板彎焊接成,底部裝有四只滾輪,能水平方向移動(dòng),還裝有接地觸頭,導向裝置,鎖定機構及手車(chē)進(jìn)出手搖機構裝置.手車(chē)內設有-限流熔斷器XRNT1-永磁接觸器JZC-電壓互感器-JDZJ-REL-RZL-互感器保護熔斷器XRNP1-組合式過(guò)電壓保護TBP-10,是我公司自主研發(fā)產(chǎn)品, 長(cháng)期以來(lái)，我國3～35KV(含66KV)的電網(wǎng)多采用中性點(diǎn)不接地的運行方式。此類(lèi)電網(wǎng)在發(fā)生單相接地時(shí)，非故障相的對地電壓將升高到線(xiàn)電壓（UL），但系統的線(xiàn)電壓保持不變，所以我國國家標準規定，3~35KV(66KV)的電網(wǎng)在發(fā)生單相接地故障后允許短時(shí)間帶故障運行，因而這類(lèi)電網(wǎng)的各類(lèi)電氣設備，如變壓器、電壓/電流互感器、斷路器、線(xiàn)路等一次設備的對地絕緣水平，都應滿(mǎn)足長(cháng)期承受線(xiàn)電壓而不損壞的要求。
傳統觀(guān)念認為:3~35KV(含66KV)電網(wǎng)屬于中低壓的變壓配電網(wǎng)，此類(lèi)電網(wǎng)中的內部過(guò)電壓的絕對值不高，所以危及電網(wǎng)絕緣安全水平的主要因素不是內部過(guò)電壓，而是大氣過(guò)電壓（即雷電過(guò)電壓），因而長(cháng)期以來(lái)采取的過(guò)電壓保護措施僅是以防止大氣過(guò)電壓對設備的侵害。主要技術(shù)措施僅限于裝設各類(lèi)避雷器，避雷器的放電電壓為相電壓的4倍以上，按躲過(guò)內部過(guò)電壓設計，因而僅對保護雷電侵害有效，對于內部過(guò)電壓不起任何保護作用。
然而，運行經(jīng)驗證明，當這類(lèi)電網(wǎng)發(fā)展到一定規模時(shí)，內部過(guò)電壓，特別是電網(wǎng)發(fā)生單相間歇性弧光接地時(shí)產(chǎn)生的弧光接地過(guò)電壓及特殊條件下產(chǎn)生的鐵磁諧振過(guò)電壓，已成為這類(lèi)電網(wǎng)設備安全運行的一大威脅，其中以單相弧光接地過(guò)電壓最為嚴重。
隨著(zhù)我國對城市及農村電網(wǎng)的大規模技術(shù)改造，城市、農村的配電網(wǎng)必定向電纜化發(fā)展，系統對地電容電流在逐漸增大，弧光接地過(guò)電壓?jiǎn)?wèn)題也日益嚴重起來(lái)。為了解決上述問(wèn)題，不少電網(wǎng)采用了諧振接地方式，即在電網(wǎng)中性點(diǎn)裝設消弧線(xiàn)圈，當系統發(fā)生單相弧光接地時(shí)，利用消弧線(xiàn)圈產(chǎn)生的感性電流對故障點(diǎn)電容電流進(jìn)行補償，使流經(jīng)故障點(diǎn)殘流減小，從而達到自然熄弧。運行經(jīng)驗表明，雖然消弧線(xiàn)圈對抑制間歇性弧光接地過(guò)電壓有一定作用，但在使用中也發(fā)現消弧線(xiàn)圈存在的一些問(wèn)題:
(1)由于電網(wǎng)運行方式的多樣化及弧光接地點(diǎn)的隨機性，消弧線(xiàn)圈要對電容電流進(jìn)行有效補償確有難度，且消弧線(xiàn)圈僅僅補償了工頻電容電流，而實(shí)際通過(guò)接地點(diǎn)的電流不僅有工頻電容電流，而且包含大量的高頻電流及阻性電流，嚴重時(shí)僅高頻電流及阻性電流就可以維持電弧的持續燃燒。
(2)當電網(wǎng)發(fā)生斷線(xiàn)、非全相、同桿線(xiàn)路的電容耦合等非接地故障，使電網(wǎng)的不對稱(chēng)電壓升高，可能導致消弧線(xiàn)圈的自動(dòng)調節控制器誤判電網(wǎng)發(fā)生接地而動(dòng)作，這時(shí)將會(huì )在電網(wǎng)中產(chǎn)生很高的中性點(diǎn)位移電壓，造成系統中一相或兩相電壓升高很多，以致?lián)p壞電網(wǎng)中的其它設備。
(3)消弧線(xiàn)圈體積大，組件多，成本高，安裝所占場(chǎng)地較大，運行維護復雜。
(4)隨著(zhù)電網(wǎng)的擴大，消弧線(xiàn)圈也要隨之更換，不利于電網(wǎng)的遠景規劃。
目前國外對3～35KV電網(wǎng)采取中性點(diǎn)直接接地的方式，國內也有少數地區采取了經(jīng)小電阻接地的方式，雖然抑制了弧光接地過(guò)電壓，克服了消弧線(xiàn)圈存在的問(wèn)題，但卻犧牲了對用戶(hù)供電的可靠性。這種系統發(fā)生單相接地時(shí)，人為增加短路電流使斷路器動(dòng)作，不論負荷性質(zhì)及重要性，一律切除故障線(xiàn)路而且也不能分辨出金屬性或弧光接地。使并不存在弧光接地過(guò)電壓危害的金屬性接地故障線(xiàn)路也被切除，擴大了停電范圍和時(shí)間。由于加大了故障電流，對于弧光接地則加劇了故障點(diǎn)的燒損。
★20毫秒消弧速度是消弧的關(guān)鍵
1.彼得生（W.Peterson)理論：故障點(diǎn)接地電弧在暫態(tài)高頻振蕩電流通過(guò)第一個(gè)零點(diǎn)時(shí)熄滅，此時(shí)非故障相上的自由電荷延對地電容重新分布，于是在各相上產(chǎn)生了位移電壓Udv；此后每經(jīng)過(guò)半個(gè)工頻周波，接地電弧重燃一次，由于非故障相上積聚的自由電荷不斷增多，位移電壓逐步升高，非故障相的暫態(tài)過(guò)電壓隨著(zhù)接地電弧的重燃次數的增多而增高。假定首次電弧發(fā)生在電壓負最大開(kāi)始，第一次過(guò)零熄弧時(shí)（經(jīng)歷5毫秒），非故障相暫態(tài)電壓＋13/6Um，以Udv＝＋5/3Um為軸線(xiàn)正旋波變化；經(jīng)過(guò)半個(gè)工頻周期后（經(jīng)歷15毫秒），非故障相暫態(tài)過(guò)電壓為-25/6Um，以Udv＝-25/9Um為軸線(xiàn)正旋波變化；再經(jīng)過(guò)半個(gè)工頻周期后（經(jīng)歷25毫秒），故障相達到負最大值時(shí)重燃，隨著(zhù)過(guò)零次數增加，過(guò)電壓逐漸增大。由于相間電容的抑制作用，過(guò)電壓最大到3.5Um。所以：如果消弧時(shí)間超過(guò)25ms，過(guò)電壓已經(jīng)發(fā)生。
2.瞬時(shí)性故障的統計
⒊從彼得生（W.Peterson)理論的過(guò)電壓產(chǎn)生的時(shí)間和瞬時(shí)性故障的統計，得出結論：消弧時(shí)間必須小于25ms，否則將失去意義。
★20毫秒消弧速度的實(shí)現:永磁真空接觸器
1.傳統真空接觸器--彈簧操動(dòng)型：由彈簧儲能、維持儲能、合閘與合閘維持及分閘四個(gè)部分組成，結構過(guò)于復雜、制造工藝復雜、加工精度要求高，盡管成本很高，但產(chǎn)品的可靠性卻不能完全保證，而且因為彈簧儲能、維持儲能需要過(guò)程時(shí)間，所以合閘速度大于80毫秒，甚至120毫秒。此彈簧操動(dòng)型是其它廠(chǎng)家普遍采用的方式。
2.傳統真空接觸器--電磁操動(dòng)型：要求用戶(hù)配備專(zhuān)門(mén)的蓄電池組，合閘線(xiàn)圈消耗功率過(guò)大，電磁機構結構笨重，動(dòng)作時(shí)間大于60毫秒。
3.新一代真空接觸器--永磁真空接觸器。我公司與華北電力大學(xué)及數家國內知名真空接觸器廠(chǎng)家合作，引進(jìn)烏克蘭技術(shù)，采用磁能高達50MGOe（397.9kJ/m3）的第三代稀土永磁材料，共同研發(fā)出永磁真空接觸器。其具有結構簡(jiǎn)單、絕緣強度高、機械性能好、免維護、可靠性高，并且動(dòng)作的能量由永磁提供，沒(méi)有儲能過(guò)程的時(shí)間，所以合閘速度小于20毫秒，合閘電流只需3A。
★裝置的基本功能及特點(diǎn)
1.能將系統的大氣過(guò)電壓和操作過(guò)電壓限制到較低的電壓水平，保證了電網(wǎng)及電氣設備的絕緣安全。
2.裝置動(dòng)作速度快，可在20ms之內動(dòng)作，能快速消除間歇性弧光及穩定性弧光接地故障，抑制弧光接地過(guò)電壓，防止事故進(jìn)一步擴大，降低線(xiàn)路的事故跳閘率。
3.能夠快速、有效地消除系統的諧振過(guò)電壓，防止長(cháng)時(shí)間諧振過(guò)電壓對系統絕緣破壞，防止諧振過(guò)電壓對電網(wǎng)中裝設的避雷器及小感性負載的損傷。
4.裝置動(dòng)作后，允許160A的電容電流連續通過(guò)2小時(shí)，用戶(hù)可以在完成轉移負荷的倒閘操作之后再處理故障線(xiàn)路。
5.能夠準確查找單相接地故障線(xiàn)路，對防止事故的進(jìn)一步擴大，對減輕運行和維護人員的工作量有重要意義。
6.由裝置的工作原理可知，其限制過(guò)電壓的機理與電網(wǎng)對地電容電流的大小無(wú)關(guān)，因而其保護性能不隨電網(wǎng)運行方式的改變而改變，大小電網(wǎng)均可使用，電網(wǎng)擴容也沒(méi)有影響。
7.本裝置中的電壓互感器可以向計量?jì)x表和繼電保護等裝置提供系統的電壓信號，能夠替代常規的PT柜。
8.能夠測量系統的單相接地電容電流。
9.裝置設備簡(jiǎn)單，體積小，安裝、調試方便，適用于變電站，同樣適用于發(fā)電廠(chǎng)的高壓廠(chǎng)用電系統；適用于新建站，也適用于老電站的改造。
10.性?xún)r(jià)比高，相對于消弧線(xiàn)圈系統而言，性能價(jià)格比很高。
★裝置主要組成部件及其功能
ZRXHG-Ⅳ消弧消諧過(guò)電壓保護裝置組成原理如圖1所示，其主要有以下六個(gè)部件組成：
1.大容量ZNO非線(xiàn)性元件組成的組合式過(guò)電壓保護器TBP
TBP是一種特殊的高能容的氧化鋅過(guò)電壓保護器，與一般的氧化鋅避雷器（MOA）相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)TBP組合式過(guò)電壓保護器采用的是大能容的ZNO非線(xiàn)性電阻和放電間隙相組合的結構，由于間隙元件與ZNO閥片的配合，解決了保護器的荷電率及工頻老化問(wèn)題。
(2)TBP組合式過(guò)電壓保護器的沖擊系數為1，各種電壓波形下的放電電壓值相等，不受過(guò)電壓波形影響，過(guò)電壓保護值準確，保護性能優(yōu)良。
(3)TBP組合式過(guò)電壓保護器采用四星型接法，可將相間過(guò)電壓大大降低，與常規避雷器相比，相間過(guò)電壓降低了60-70%，保護可靠性大大提高。
TBP組合式過(guò)電壓保護器是本裝置中限制各類(lèi)過(guò)電壓的第一器件，主要用來(lái)限制大氣過(guò)電壓和操作過(guò)電壓。
2.可分相控制的高壓永磁真空接觸器（KA-KC）
這是一種特殊的高壓永磁真空接觸器，其三相分體，各相一端分別接至母線(xiàn)，另一端接地。正常運行時(shí)真空接觸器處于斷開(kāi)狀態(tài)，受微機控制器控制而動(dòng)作，各相之間閉鎖，當其中任一相閉合使該相母線(xiàn)接地后，其它兩相中的任何一相絕對不會(huì )動(dòng)作閉合。
KA-KC的作用是:當系統發(fā)生弧光接地時(shí)，使其由不穩定的弧光接地故障轉變成穩定的金屬性接地，從而保護了系統中的設備。
圖1消弧消諧過(guò)電壓保護裝置電氣原理圖
3.多功能微機控制器XHG-Ⅳ（核心技術(shù)）
多功能微機控制器是本裝置的技術(shù)核心部件，它以高抗干擾能力的PIC單片機為核心處理器，故障處理速度極快，主要具有以下功能和特點(diǎn)：
(1)自動(dòng)化程度高。微機控制器的所有功能均為自動(dòng)執行，無(wú)需人工操作，維護和操作簡(jiǎn)便。
(2)抗干擾性能好，可靠性高。微機控制器采用二次電源技術(shù)，可抵御各種電磁干擾,所有接口均采用光/電隔離，可消除電源及一次系統對控制器的干擾，控制器還設置了Watchdog自復位電路，可實(shí)現裝置的自動(dòng)復位，完全避免了外界的各種電磁干擾。
(3)完善的保護功能。由于微機控制器采用雙處理器作為處理單元，所以能同時(shí)完成對消弧、消諧的綜合控制，并且裝置能夠完成電壓互感器短線(xiàn)報警功能。
(4)電壓測量功能。微機控制器能對系統的電壓進(jìn)行測量，并以數字形式顯示出來(lái)。
(5)數據遠傳功能。微機控制器設有RS485通訊接口，能將系統的實(shí)時(shí)故障信息及裝置的工作情況上報控制中心。
(6)故障記錄查詢(xún)功能。微機控制器帶有存儲器，能將系統的故障信息(包括故障類(lèi)型\故障時(shí)間等信息)長(cháng)期保存，用戶(hù)可根據需要查詢(xún)系統的故障記錄。
4.高壓限流熔斷器FUR2
高壓限流熔斷器是整個(gè)裝置的后備保護器件，具有以下特殊功能：
(1)開(kāi)斷容量大，可達63KA;
(2)開(kāi)斷迅速，開(kāi)斷時(shí)間小于0.3ms;
(3)限流效果好，可使故障電流限制在最大短路電流沖擊電流的1/5以下。
(4)開(kāi)斷電弧電壓低，在熔斷器分斷過(guò)程中電弧電壓很低,并當用于低于額定電壓系統時(shí)，電弧電壓將進(jìn)一步減小，所以可將12Kv的熔斷器用于7.2Kv系統而沒(méi)有損壞系統絕緣的危險。
5.電壓互感器（PT）
電壓互感器可將系統的高壓三相信號轉變成可供微機控制器XHG-Ⅳ處理的三相電壓信號（Ua、Ub、Uc）及中性點(diǎn)信號（Uo）。
6.高壓隔離開(kāi)關(guān)QS
安裝本裝置與電網(wǎng)主母線(xiàn)的連接處，用于本裝置安裝和維護時(shí)的投切。
★裝置的基本工作原理
1.消弧原理
(1)系統發(fā)生弧光接地時(shí)，微機控制器XHG-Ⅳ判斷接地的相別及弧光接地類(lèi)型，同時(shí)發(fā)出指令使故障相的真空接觸器閉合，把系統由不穩定的弧光接地故障變?yōu)榉€定的金屬性接地故障，故障相的對地電壓降為零，原接地故障點(diǎn)的弧光消失，其它兩相的對地電壓升高至線(xiàn)電壓。這種狀態(tài)是現行運行規程所允許的。
(2)真空接觸器閉合數秒后(根據接地性質(zhì)不同,動(dòng)作時(shí)間不同)，微機控制器XHG-Ⅳ令故障相的真空接觸器斷開(kāi)，若真空接觸器斷開(kāi)后，再無(wú)弧光接地故障現象，說(shuō)明這一接地故障是暫時(shí)性的，系統恢復正常運行；若真空接觸器斷開(kāi)后，再次出現弧光接地故障，真空接觸器將進(jìn)行第二次閉合，數秒后，第二次斷開(kāi)；第二次斷開(kāi)后，仍然出現弧光接地故障，則微機控制器XHG-Ⅳ認定這一故障為永久性弧光接地，此時(shí)發(fā)出指令使故障相的真空接觸器第三次閉合，XHG-Ⅳ將按照預先設定的程序發(fā)出報警信號，告知值班人員故障發(fā)生的相別。在真空接觸器閉合或斷開(kāi)過(guò)程中,出現的短暫過(guò)電壓,由TBP進(jìn)行限制保護。
(3)故障相真空接觸器第三次閉合,閉合時(shí)間為2小時(shí)，在此期間若故障消除，微機控制器XHG-Ⅳ需手動(dòng)復位。
2.消諧原理
本裝置采用的是微機二次消諧技術(shù),當系統發(fā)生諧振時(shí)，微機控制器XHG-Ⅳ在PT的開(kāi)口三角繞組瞬間接入大功率的消諧電阻,利用消諧電阻破壞系統的諧振參數,消耗諧振能量，從而消除系統的諧振故障。主要具有以下特點(diǎn):
(1)采用的是微機二次消諧技術(shù),響應時(shí)間非?？?，消諧效果遠遠優(yōu)于傳統的消諧裝置;
(2)對電壓互感器保護繞組(開(kāi)口三角)的電壓輸出無(wú)任何影響,避免了傳統消諧技術(shù)影響電壓互感器保護繞組電壓輸出的影響的缺點(diǎn)。
★裝置的型號及參數
