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GEXHQ系列消弧线圈自动补偿及接地选线成套装置 前言 电力行业标准DL/T620- 1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中规定：3- 10kV架空 线路构成的系统和所有35、66kV电网、当单相接地故障电流大于10A时，中性点应装设消弧线 圏，3~10kV电缆线路构成的系统，当单相接地故障电流大于30A时、中性点应装设消弧线圏.系 统中性点装设消弧线圈的主要作用是：1）补偿系统的电容电流.减少故障点的接地电流值：2） 减缓电弧熄灭时故障点恢复电压的上升速度。 当电网中性点采用经过消弧线圏接地时、在发生单相接地故障后、消弧线圏产生电感电流以补偿 电网的对地电容电流，使故障点残流减小’电弧自熄，大大提高了电网供电可靠性. 我国国民经济的持续发展，电网规模越来越大，特别是电缆在配电网中的大量使用，系统电容电流 大幅度増长、接地电弧就不能自行熄灭.严重的威胁若安全生产.传统的老式消弧线圏不能在线实时 监测系统电容电流的変化•只能通过人工的计算来调节需要补偿的电感量•存在若误差大，调节不 便’补偿效果差等不可避免的缺点，因此被逐渐淘汰.近几年国内研制生产了多种形式的自动跟踪补 偿消弧线圏、基本解决了上述问题、但也有不足之处：如调气隙式是用电动机带动传动机构' 其调节 速度较慢，且振动和噪声比较大；调励磁式二次系统电源结构复杂，可靠性不高，并且上述消弧线圏 调节范围均较窄•一股只能达到消弧线圏最大电流的30% ~ 100%.不能进行全范围调节. 随着大功率晶闸管的快速发展' 晶闸管的单管容量及其断态可重复反相电压都大大提高,且性能 穏定.而成本降低用晶闸管替代机械开关构成调诰装置的价位己达到用户可以接受的程度为此， 我公司采用晶闸管（或真空开关）•来投切消弧线圏二次侧电容器组、由折算到一次侧的容抗产生可 调的容性电流、由于该容性电流与消弧线圏的电感电流方向相反’即呈相减关系，因而通过调节控制 消弧线圏二次侧电容器组，就可以最终控制接地电流，使接地电流限制在一定范围内•电弧可以自行 熄灭.， 为妥善解决两台消弧线圏并列运行中、配合调节不协调，电容电流的測星不准确、出现一台负载 重，另一台负载很轻的不合理运行状态•我公司采用一台控制踌控制两台消弧线圏的自动潤谐技术， 从算法上解决了两台消弧线圏并列运行中电容电流的测量问题’在调节过程中•两台消弧线圏配合 调节，合理分配负戮.保证了整个系统运行的平衡 本装置调谐速度快、调节范围宽，具有阶梯.线性调节特性、无谐波污染，可靠性高、而旦损耗和 噪声小，提高了电网运行的安全性和供电质量.可适用于6 - 66kV电压等级配电网的电容电流补偿， 在电力系统的变电站或发电厂己经得到了广泛的应用、在矿山.石化等企业供电系统的应用也越来 越广泛.对提高系统供电可靠性及安全运行有明显的效果 一、消弧线圈调节原理
1.调容式消弧线圈 调容式消弧线圈设有两个绕组’其中L1为消弧线圈主绕组，L2为二次绕组.二次绕组连接电容器组 C1~C5.由于感性电流和容性电流的相位相差180。,两者可以进行算术运算，因此可通过投、切电容 器来改变消孤线圈的电感电流・从而实现对系统电容电流进行补偿。 2.调匝式消弧线圏 调匝式消弧线圈根据电感量等分原理，设置多个抽头、每一个抽头对应一个电感值.通过有载开关 短截公共端和抽头改变消弧线圏感抗，调节电感电流大小、对系统电容电流进行补偿为自动调谐创造 条件，调流范围一般1/3调至1,必要时可做到1/4调到1,根据消弧线圏的容量及调流范围，有载开关 为9-15档（干式可调到25档、具体根据消弧线圈的容量和用户的需求）. 二、引用标准 DL/T620 1997 《交流电气装賞的过电压保护和绝缘配合》 GB/T 10288-2008 《干式电力变压器技术参数和要求》 GB/T 10229-1988 《电抗器》 GB1094. 1 - 5 《电力变压器》 GB311. 1 ~ 6 《高压输变电设备的绝缘配合》 GB/T 11022-1999 《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》 I EC 60214-1:2003 《有载分接开关》 国家电网公司输变电设备技术管理规范[2005]《10kV-66kV消弧线圏装菁技术标准》 三、成套装置的简介 1．适用领域 GEXHQ系列成套装置可广泛应用于电力系统变电站、发电厂以及煤矿、钢铁、冶金、化工等大型厂矿企业 的6kV - 66kV供电系统中. 国家电网公司输变电设备技术管理规范（2005l«10kV - 66kV消弧线圈装置技术标准》 2．功能特点 一台控制器同时控制两台消弧线圈单独或并列运行： 输岀的补偿电流在0 ~ io（n额定电流范围内分级调节； 无传动、转动机构，噪声低无谐波污染•维护简单： 可以同我公司生产的小电流设备协同工作，配上小电流接地选线装置时，若单相接地故障不是瞬时性 的，可准确选岀故障出线； 采用模块化的标准设计' 安装.调试.维护简便： 本产品选用的DSP1C微处理器，计算速度快' 可靠性高，抗干扰能力强： 全中文液晶显示.汉字菜单揉作简单 现场参数设置.调试方便快捷； 可保存16次的接地故障信息（掉电保持），并可随时查询、也可通过装置面板的微型打印机输岀； 配有RS-232C. RS-485远动接口.适用于无人值班变电站或综合自动化设备 投运后，本机基本上不需要维护. 3． 使用环境条件 海拔高度不超过2000米； 环境渴度：-5C~5OC; 大汽压力：80 - 110kPa; 空气相对湿度：90% （ 25C） . 50% （ 40C ）: 使用地点不得有爆炸危险的介质，周围介质中不得含有腐蚀和破坏绝缘的导电介质或气体，不允许环境充满蒸 汽及含有较严重笛菌存在； 装置安装地点应具有防御风.雨、沙和防尘设施 4．技术指标 适用电压等级：6kV、10kV, 35kV、66kV; 调节最大级数调容32级・调匝15级； 电容电流测量误差＜2%; 单相接地故障时残流＜ 5A （与接地残流设定值有关＞ ； 单相接地故障时补偿电网脱谐度＜10^ （与接地残流设定值有关）； 可选配小电流接地选线功能； 手动/自动方式切换功能. 5．成套装置构成
Z型接地变压器（当系统有中性点引出时可不用）： 消弧线圈（此处指调容式消弧线圏.设有二次调节统组）： 电容补偿柜； 阻尼电阻（预调时）： 消弧线圏补偿控制器； 中心控制屏； 小电流接地选线装置， 5. 1接地变压器 5. 1. 1选型说明
5. 1. 2工作原理 接地变压器釆用Z型接线（或者称曲折型接线），即每一相线圈分别绕在两个磁柱上•两相绕组产生的零序磁 通相互抵消、因而Z型接地变压器的零序阻抗很小（一般小于10Q）.空载损耗低，变压器容量可以利用90*以 上.而普通变压器零序阻抗要大很多•消弧线圈容星一般不应超过变压器容量的20乱一股系统不平衡电压较大 时，Z型变压器的三相统蛆做成平衡式’就可以满足测量需要.当系统不平衡电压较小时（例如全电缆网络）• Z 型变压器的中性点要做出30V- 70V的不平衡电压以满足测量需要 接地变压器除可带消瓠线圈外、也可带二次负载，代替站用变在帯二次负载时，接地变压器的容金应为消弧线 圈容豆与二次负载容量之和. 对于35kV、66同配电网、变压器绕组通常采用Y接法、有中性点引出’就不備要使用接地变压器对于6kV. 10kV配电网•変压器绕组通常采用△接法，无中性点引出,这就需要用接地变压器引出中性点.接地变压器的作 用就是在系统为△型接线或Y型接线中性点未引出时，用于引出中性点以连接消弧线圏 5. 1. 3主要技术参数 系统电压：6. 3 kV、10. 5 kV、35kV、66 kV 中性点电流：10- 250 （A） 额定容量：50 - 2500 （ kVA ） 額定频率：50Hz 相数：3相 连结组标号：ZN （无二次绕组）• ZN. yn1. Zn, yn11 （有二次绕组） 一次电压分接：,5供或±2x2.5% 绝缘介质及耐热等级：全绝缘F级 1B升限值： 冷却方式： 防护等级： 泄漏比距： 噪音（2m） 安装方式： 100K AN （空气自冷）、AF （强迫风冷） IP00 （无外売）、IP20、 2. 5cm/kV :小于60分贝 户内、户外 执行标准为：GB10229. IEC289 绝缘水平：
5. 1. 4油浸式接地变压器 油浸接地变选型表
注：以上数据仅供参考、我公司保留更改数据的权利’用户如有特殊要求•清与我公司技术人员直接联系 5. 1- 5干式接地变压器 干式接地変选型表
注：以上数据仅供参考.我公司保留更改数据的权利，用户如有特殊要求、请与我公司技术人员直接联系. 5. 2消弧线圈（设有二次调节绕组） 5. 2. 1选型说明
5. 2. 2工作原理 消弧线圏是一种可调节的中性点接地电抗器接在变压器或发电机的中性点上，当系统发生单相接 地时’消弧线圏提供的感性电流与系统的电容电流相位相反•接地诞道中的残流即为电感电流与电容电 流的差值.消弧线圏等值电抗的変化通过其二次側电容器组的投切实现，这样就可以使接地残流达到最 小值•从而消除接地过电压. 消孤线圈的补偿是预补偿•即在系统发生单相接地前、消孤线圏己处于最佳补偿状态•这也是现在的补 俄装置所普遍釆用的方式。 5. 2. 3技术参数 系统电压：6kV. 10kV. 35kV. 66kV 电流范围：250A及以下 额定容量：3300kVA及以下 额定频率：50Hz 相 数：单相 温升限值：100K 冷却方式：AN （空气自冷＞ .AF （强迫风冷） 防护等级：IPOO （无外壳）、丨P20、IP23. IP30 （有外壳） 泄漏比距：2. 5cm/kv 安装方式：户内、户外 执行标准：GB10229. GB6450. GB1094 绝缘水平:
注：以上数据仅供参考•我公司保留更改数据的权利、用户如有特殊要求，清与我公司技术人员直接联系 5. 2. 5干式消弧线圈 干式消弧线圈选型表 5. 3电容调节柜 5. 3. 1产品选型
注：以上数据仅供参考' 我公司保留更改数据的权利’用户如有特殊要求、请与我公司技术人员直接联系. 5. 3电容调节柜 5. 3. 1产品选型
5. 3. 2工作原理 电容调节柜由消弧线圏补偿装置根据电网对地电容的大小、自动跟踪调节消弧线圏二次侧电容器组的容 最，消弧线圏的容量确定后，可根据配电网的最大运行方式和最小运行方式确定电力电容器组的容量・并依据 消弧线圈容量和电网的调谐要求，按一定的数学规律确定电容器组的组数当电容器组的容屋从0到消孤线圏 的额定容量变化时、消弧线圈的等效电抗由额定时的Zn变化到无穷大、其中的电流就在0到额定值之间分级变 化、变化级差由电容器组的组数确定’ 电容器组的配賞以扩大补偿电流的调节范围和提高自动调谐精度为原则.由于各配电网电容电流相差很 大' 对消强.线圈的调谐要求也不相同•因此’电容调节柜的选择要根据不同情况进行选择’并留有一定裕度. 电容调节柜一般装有4组电容、容量配置原则为C1:C2：C3:C4 = 1:2:4:8.根据二进制组合原则，4只电容有 16种组合，可实现16级调节. 电容器选用自愈型电容・电容器内部装有限流线圈•可以有效地限制浪涌电流.另外其内部还装有过压力 保护装置和放电电阻.因此即使在运行中出现故障，也能有效地对人身和设备起到保护作用.更加安全可靠 5. 4中心控制屏 5. 4. 1控制屏的外形尺寸 控制屏为前单开玻璃门’后双门PK-10型控制屏，尺寸有两种：800（宽） « 600 ＜深）« 2360 （高）和800 （宽）* 600 （深）* 2260 （高）（mm）,顔色由用户确定. 5- 4. 2控制屏的外形示意图
5. 5消弧线圈补偿控制器 5. 5. 1工作条件 电源龟压：AC220V或DC220V 功 耗：不大于30W 输入电压：Un=100V 输入电流：ln = 5A 额定频率：50Hz 5. 5. 2功能说明 控制器是整套装置的核心' 采用总线内藏，运行速度高的DSPIC控制器•完成消弧线圏的自动调谐.大屏幕液 晶显示，全汉化菜单，调试方便.并配有微型打印机，远传通讯口，继电器接点输出等强大功能，抗干扰能力强、 完全满足变电站无人值班及综合自动化的要求 5. 5. 3控制器面板指示灯的说明 运行监视灯（运行）：该灯不断闪烁即表示装置正常工作，如长亮或长暗则装置有故障. 电源指示灯亮：表示装置电源工作正常 接地指示灯亮：表示系统接地 故障指示灯亮：表示装置故障 通讯灯闪烁：表示装置正在进行与上位机通讯- 四、成套装置的选型及订货须知 1、消弧线圏容量的确定 容量选择应考虑下述问题： 系统目前对地电容电流lc （应以实測值为准）； 根据我国电力行业标准DL/T620-1997,消粥.线圈的容量应根据电网5-10年的发展规划确定、特别是线路长度的 増加量' 据此估算远期系统电容电流因此容量可按下列公式推算： W・1. 5 ~ 2. 5 （lc x Un/，3）. 式中：W-消弧线圏的容量，kVA lc-电容电流' A Un-系统标称电压，kV 2、接地变压器容量的确定 从理论上讲、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；但通常选择时，接地变压器 容量相对消弧线圏容量要留有一定的裕度，一般接地变压器容量是消弧线圈容量的1. 1 ~ 1.6倍 3、订货须知 为了更好地为您服务，请提供以下资料： （1）本系统所运行的电压等级、所需容量’是否需要并列运行、一次设备安装场地尺寸. ＜ 2）接地变压器是否由用户自行购置，若需我方提供•则说明是否需要二次统组 13 I接地变压器及消弧线圈容量 （4 I接地变压器•消弘线圈的绝缘形式（干式或油浸式）户内还是户外安装使用 （5）是否配小电流接地选线装置、若需配、请提供变电站出线线路总数. （6）控制屏尺寸及颜色. （7） 变电站站用交、直流电源参数 五、电容电流估算 1、电缆线路电容电流的估算 电缆线路的电容电流远大于架空线路的电容电流、必须单独计算、其值与电缆的載面积、电缆结构，额定电压密切相关， 可參考附表1估算. 2、架空线路电容电流的估算 一般3 - 353架空线路每相对地电容为5OOO-6OOOpF/km，由此可以估算不同电压等级线路每公里的单相接地电容电流 值’见附表2.考虑变电站设备的电容电流时・可用附衰2中増大的百分值予以修正. 3、同杆双回路架空线 此时电容电流并非为单回线的两倍，将其等效为单回线计算电容电流为： lc= （1. 4-1.6） Id 式中：Id为双回路中一回路长度的电容电流；常数1.6对应35kV线路：1.4对应103线路 附表1交联聚乙烯绝缘电缆接地电容电流的平均值单位：A/kM
附表2：无避雷线架空线单相接地电容电流平均值单位：＜ A/kM）
六、服务承诺 为了使用户放心地使用我公司的产品・公司制定了完善的售前和售后服务条例'协助用户现场安装调试，负责对用户进行原理、使用及维护等方面的培训，定期对用户进行回访、指导并协助用户进行年度维护 |
