KGX开关消弧消谐及过电压保护综合装置

产品概述

　　KGX开关消弧消谐选线及过电压保护综合装置用于3一35KV三相非直接接地电力系统中对各类过电压进行限制，以提高该类电网运行的安全性及供电的可靠。

间歇性弧光接地的危害

　　我国3一35KV (66KV)非直接接地电网，发生单相金属性接地时，其余两相的对地电压将升高至线电压(UI)，因而这类电网的电气设备，如变压器、电压/电流互感器、断路器、电缆线路等的对地绝缘水平，都能满足长期承受线电压作用而不损坏的要求。

　　传统观念认为，3-35KV电网属于中压配电网，此类电网中内部过电压的幅值不高，所以危机电网绝缘安全的主要因素不应该是内部过电压，而是大气过电压。因而长期以来采取的过电压保护措施仅仅针对防止大气过电压.主要技术措施仅限于装设各种类型的避雷器，其保护值较高.对于内部过电压不起任何保护作用。

　　然而，随着电网的发展，架空线路逐渐被固体绝缘的电缆线路所取代。由于固体绝缘击穿的积累效应，其内部过电压.特别是电网发生单相间歇型弧光接地时产生的弧光接地过电压及由此而激发的铁磁谐振过电压，已成为这类电网安全运行的一大威胁。其中以单相弧光接地过电压最为严重。

　　现有运行规程规定，当非直接接地系统发生单相接地故障时，允许继续运行两小时，如经上级部门批准，还可以延长。但规程对于“单相接地故障”的概念未作明确界定。如果单相接地故障为金属性直接接地，则故障相对地电压降为零.其余两健全相的对地电压升高至线电压川，前面己指出，这类电网中的电气设备在正常情况下都能承受这种过压而不损坏。但是.如果单相接地故障为弧光接地，则其过电压持续作用下，势必造成电气设备绝缘的积累性损伤，在健全相的绝缘薄弱环节造成对地击穿进而进发相间短路事故。

目前国内为限制弧光接地过电压所采取的措施

　　随着我国对城市及农村电网大规模的技术改造，城市10KV配电网已经向电缆化发展.城郊结合部及农村35KV(电容电流小于10A)、1OKV(电容电流小于30A)电网也将进一步扩大。为了解决这类电网弧光接地产生长时间过电压的问题.国内大多采用消弧线圈补偿或经自动跟踪补偿式消弧线圈接地的方式。

　　优点:

　　降低故障点的残流，有利于接地电弧的熄灭;

　　避免了长时间燃弧而导致相间弧光短路。

　　其缺点:

　　容易产生串联谐振过电压和虚幻接地现象;

　　放大了变压器高压侧到低压侧的传递过电压;

　　使小电流选线装置灵敏度降低甚至无法选线;

　　用电感电流去抵消电容电流时，对子弧光接地时的高频分盈部分无法抵消;

　　由于电网运行方式的多样化及弧光接地点的随机性，消弧线圈要对电容电流进行有效补偿难度很大。

　　目前国外对3一35KV中等电压的电网采取中性点直接接地的方式,国内也有极少数地区采取了经小电阻接地的方式.虽然抑制了弧光接地过电压，克服了消弧线圈存在的问题，但是牺牲了对用户供电的可靠性.这种系统发生单相接地或弧光接地害的金属性接地故障线路也被切除弧光接地则加剧了故障点的烧损。

装置的组成与功能

　　使并不存在弧光接地过电压危

　　扩大了停电范围和时间。同时由于加大了故障电流，对于本公司生产的开关消弧消谐选线及过电压保护装置(简称KGX)就是为了迅速消除中性点非直接接地系统弧光接地给电气设备带来的危害而研制的最新技术产品。它主要由以下部分组成。

　　1、三相组合式过电压限制器GBH，起限制系统过电压的作用

　　GBH是一种特制的高能容的氧化锌过电压限制器,与一般的氧化锌避雷器(MOA)结构不同.主要具有一下优点:

　　GBH过电压限制器采用高能ZnO非线性电阻和放电间隙组合而成，两者互为保护，放电间隙使ZnO非线性电阻的荷电率为零，因而ZnO非线性电阻不会老化;ZnO非线性电阻又使放电间隙动作后无续流，放电间隙不再承担灭弧任务.使用寿命长。

　　2、GBH过电压限制器的冲击系数为1，各种电压波形下放电电压值相等，不受过电压波形的影响。过电压保护值准确，保护性能优良。

　　3、GBH过电压限制器采用四星形接法，可使相间过电压大大降低过电压降低了40%，保护的可靠性能优良。

　　GB日过电压限制器是本装置中限制各类过电压的第一元件，在本装置未动作之前将各类过电压限制在安全范围之内。

　　4、单极动作的真空断路器

　　该断路器是我公司自行研制的组合式单相控制的真空断路器.此断路器采用永磁机构设计，机构部分采用模块化设计，其中主要包括永磁操作规程机构、手动紧急分闸模块，控制器模块，储能模块。该永磁机构采用单线圈单稳态形式与断路器常规操作机构相比，零件数减少了60%，随着零件数的减少，发生故障的几率降低，可靠性进一步提高;便于智能控制和操作。单稳态永磁机构的工作原理:当永磁操动机构在断路器处于合闸，线圈中无电流通过，由于永磁的作用，动铁芯保持在上端，分闸时，在操作线圈中统一特定方向的电流，该电流在动铁芯上端产生与永磁体磁场相反方向的磁场，使动铁芯收到的磁吸力减小，当动铁芯受到的向上的合力小干触头弹簧的拉力时。动铁芯向下运动，实现永磁机构的分闸。当处于分闸位置，在操作线圈中统一与分闸操作时方向相反的电流，这一电流在静铁芯上部产生与永磁体磁场方向相同的磁场，在动铁芯下部产生与永磁磁场方向相反的磁场，使动铁芯下端所受的磁吸力减少.当操作电流增大到一定值时，向上的电磁合力大于下端的吸力与弹簧的反力，动铁芯便向上运动。实现合闸。

　　5、智能控制器KGX

　　智能控制器KGX是本技术的核心部件。它根据PT提供的Uao" Ubo" Uco" U△的信号来断定接地故障发生的相别及接地属性(金属性直接接地和弧光接地)，按照预先设定的方式控制组合式单极动作的断路器的运行。本控制器是由嵌入式双CPU组成.是整个综合装置测量、显示、运算、通讯和执行的中心处理机构，具有以下功能和特点:

　　★智能化程度高本综合装置所有的功能均为自动执行，无需人工操作，维护和操作极为方便。

　　★抗干扰性能好，可靠性高智能控制器采用二次电源技术，可抵御各种电磁千扰，所有的采集接口全部采用光/电隔离，可消除一次系统对控制器的干扰。

　　★良好的远动功能KGX装置设置了完善的远动功能.控制器设有RS-485通讯接口，可作为变电站综合自动化的一个子站，接入综合自动化系统。

　　★完善的控制功能KGX智能控制器可同时完成对消弧、消谐和选线的综合控制，有效地降低了设备的投资成本。

　　★准确的选线功能KGX智能控制器设有选线模块，可完成多路出线的单相接地选线。采用群体比副比相，暂态电流变化等多种选线算法进行综合表决.显著提高了接地选线的准确率和可靠性。

　　4、带有辅助二次绕组的电压互感器用于本综合装置对系统运行状态的检测。

装置的基本原理

　　当系统发生单相接地时，KGX将对Uao、Ubo, Uco, U△的三相信号进行计算处理接地相别和接地属性根据接地属性KGX作出如下处理：

　　１、如果接地故障是稳定的金属性直接接地，则KGX发出故障相别及接地属性(金属接地指示信号。同时KGX配有微机选线保护，由微机选线保护处理解决。

　　2、如果接地故障是不稳定的间歇性弧光接地能电容器。进行限压消弧。则故障相接触器合闸，投入高能限压器和多功用接触器同时合闸如果接地故障是稳定的间歇性弧光接地.则故障相接触器和共将接地故障转化成金属性直接接地，使故障消除。

　　3、接触器第二次(连续的同一组)闭合接地后不再分开后，由中控室或现场给KGX发送复位指令。只有当故障线路自动或者人工切除KGX收到复位指令后，让接触器断开，系统恢复正常.

产品的适用范围及功能

　　KGX系列开关消弧消谐选线及过电压保护装置主要用于3 - 35KV中性点非有效接地的电力系统护。

　　对这类电网的各种过电压，特别是单相间歇性电弧接地过电压和谐振过电压提供可靠保护。

　　1、替代电压互感器柜，提供电压监控功能。

　　2、替代消弧线圈，消除间歇性弧光接地故障，并具有消弧线圈所不具有的限制弧光接地过电压的功能。

　　3、替代各类消谐器.限制并消除谐振过电压。

　　4、具有限制雷电过电压.大气过电压操作过电压的功能。

　　5、根据用户要求实现户丁切换功能。

装置的优点

　　1、各类相对地及相与相之间的过电压均被限制到较低的电压水平，原来由此引发的绝缘事故将大为减少;

　　2、单相弧光接地过电压被限制，同时随着故障相母线的直接接地而消失;

　　3、由于母线过电压被限制在较低的水平.原来可能引发的铁磁谐振过电压的可能性大大减少;

　　4、原来按设计规范要求应装设消弧线圈系统.可以不再装设，而且功能比装设消弧线圈更好、更完善.利于长远规划;

　　5、开关消弧柜分室设计.各个元件独立安装互不影晌;

　　6、由装置的工作原理可知。其限制过电压的机理与电网对地电容电流无关，因而其保护性能不随电网运行方式的改变而变化;

　　7、装置设备简单.体积小、安装、调试方便，即适用于变电站.同样适用于发电厂的高压厂用电系统;即适用于新建电站，也适用于老站的改造;

型号说明

　　1、额定频率:50(Hz)

　　2、额定电压:3, 6, 10, 35 (kv )

　　3、额定电流:630. 1250, 1600, 2400 (A)

　　4、额定短路开断电流:50KA

　　5、智能控制器参数:

　　(1)电源电压:220V DC/AC

　　(2)电压测最精度:0.5%

　　(3)通讯接口:RS485

外形、结构

　　柜体尺寸l标准):1000x 1500x 2300‘宽x深x离) mm

　　1、智能控制器2、辅助开关3、铭牌4、电磁锁5、高压带点显示器6、套管7、母线分支排8、触头盒9、过电压保护器10、电流互感器，11组合式单级动作的真空断路器手车12、电压互感器手车。

设计图标

使用环境条件

　　温度环境:户内型一30℃一+60℃户外型一40℃一+60℃；

　　海拔环境:<2000m，特殊要求请注明;

　　使用环境：不得有粉尘、煤气、烟气等具有爆炸性介质的场所。