1035kV系统DXHXHGSHK微机型消弧柜现场运行规程讨论审核后1课件Word文档格式.docx
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熔断器+真空合闸接触器组合式DXH、XHG型消弧柜，是一种微机型综合控制器。
该控制器通过电压互感器检测出故障相，然后发出控制信号给故障的接地开关，使弧光接地变成金属性接地，防止变电设备绝缘损坏。
该结构消弧柜适用于对地电容电流≤56A的6～35kV中性点不接地系统。
1）该控制器结构紧凑，技术先进。
控制器的核心采用PIC单片机和一些外围器件构成信号采集、数据处理系统。
2）根据信号采集、数据处理结果，发出相应的信号。
PT断线、金属性接地，只报警而不接地；
当系统出现弧光接地时，单片机综合控制器做出判断同时发出动作信号，让接触器动作，使系统对应相转变为金属性接地。
3）按照厂家配置，可以查询最近数次的历史故障记录。
4）控制器具有485（或232）通讯口，上位机可以通过此接口对微机综合控制器进行访问，单片机综合控制器给出应答信号，告诉计算机此刻消弧及过电压保护装置的运行状态。
上位机也可以在windows下通过此接口对微综合控制器发出指令。
5）当设备运行过程中检测到有线路发生间歇性性接地，则控制器通过分相控制真空接触器，使故障相接地，让不稳定的弧光接地转换为金属性接地。
在装置动作期间，如果健全相又出现弧光接地，真空接触器健全相不再动作，由与快速真空接触器串联的高压限流熔断器快速切除故障防止发生两相异地短路。
3.1.1DXH、XHG型消弧柜的构成及主要元件的作用
图1XHG型消弧柜结构图
1）组合式过电压保护器TBP
组合式过电压保护器TBP主要用来限制操作电压和大气过电压。
DBP采用大能容ZnO非线性电阻和放电间隙相结合的结构，使两者互为保护，放电间隙使ZnO非线性电阻的荷电率为零，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。
组合式过电压保护器DBP，可将相间过电压大大降低。
与常规避雷器相比，保护的可靠性大为提高。
2）分相真空接触器KZ（A、B、C）
分相真空接触器是一个特殊的真空交流接触器，其三相分体，各相高压侧端分别接至母线各相别，接地侧一端直接接地。
正常动行时真空接触器均处于断开状态，受控制器的控制而动作，各相之间闭锁。
KZ（A、B、C）的作用是，当系统发生弧光接地过电压时，使其不稳定的弧光接地转变成该相稳定的金属性直接接地，从而保护了设备，使其不受损害。
3）微机控制器KZ
微机控制器KZ是本技术的核心部件，它根据电压互感器PT提供Uao、Ubo、Uco.U△的信号来判定接地故障发生的相别及接地属性，按照预先设定的方式控制交流真空接触器KZ，同时可显示系统二次实时运行电压，精度误差＜2V，按时间顺序可追忆十次以上故障记录。
4）高压限流溶断器（FU）
高压限流溶断器（FU）高压限流溶断器是整个装置的后备保护器件，以防止误操作或相位信号错误引起的相间短路。
5）电压互感器（PT）
三只单相PT组成Y/△接线法，能够为系统中的保护、计量设备提供二次电压和辅助三角二次电压信号，即此装置具备PT柜的功能。
3.1.2基本工作原理
微机综合控制器是基于对电压互感器提供的UA、UB、UC、UL的电压信号进行判别的自动控制装置。
根据线路发生故障时，中性点对地绝缘的供电系统会出现零序电压，将零序电压作为启动信号开始计算，然后再根据发生故障时每相电压的情况进行逻辑分析计算，判定接地故障发生的相别及接地属性,再根据判定结果做出相应处理。
装置一次原理接线图如图2所示：
图2一次原理接线图
3.1.3面板介绍
如以XHG型10kV消弧柜为例，微机控制器的面板是人机交换信息的窗口，由显示器、指示灯、按钮组成，见图3所示：
图3
1）显示器:
由一个液晶显示屏构成。
显示屏上的“投运”表示刀闸处于合闸状态，当刀闸拉开时，显示屏上显示“停运”。
“04-05-12-10-21”表示当前的工作时间，顺序依次为年、月、日、时、分。
当微机发出信号时,可以通过显示器来获得装置的状态信息。
例如，A相发生弧光接地液晶显示屏显示为：
图4
2）指示灯：
面板上指示灯由十个发光二极管构成。
单片机控制器上电工作时，“运行”指示灯会间隔性地闪亮，如果控制器自身有问题，指示灯将不会闪亮，显示屏也将无显示，这时装置不可以投运。
“A、B、C相动作”三个灯分别指示接地相别,当发生弧光接地时，对应相动作灯亮。
“报警”灯为警报信号灯，当被保护系统发生故障时用来指示故障相并发出警报信号。
当发生熔丝熔断时，“熔丝熔断”指示灯亮。
当发生金属性接地时，“金属接地”指示灯亮，此时“A、B、C相动作”灯不亮。
当发生PT断线时，“PT断线”灯亮。
“数据接收”和“数据发送”指示灯为通讯信号灯，其工作时不停地闪动。
3）按键：
面板上有七个按键，分别为“+”、“-”、“↑”、“↓”、“返回”、“确认”、“复位”，在投运前，它们用来调试装置，检验装置能否可靠动作；
装置投入运行后，若动作了，用来查询和重新启动装置。
四个按键的具体用途如图3所示:
停运
05-04-30-17-59
凯立科技
A相分
B相分
C相分
分闸
主菜单
传动试验
故障追忆
时间设定
图5
3.1.4信息检测
3.1.4.1检测刀闸信息
刀闸合上时，通过手柄上的小拉杆拉动辅助开关，使辅助开关上的常开节点闭合，检测到节点闭合后，显示屏上将显示“投运”。
在这种情况下，再去做接触器的传动调试时，接触器不再动作，因为此时刀闸信号已将调试的动作信号闭锁，这样就防止在投运后的误操作使接触器动作而导致接地。
3.1.4.2检测熔断器熔断报警信号
当熔断器熔断时，它的一端会弹出一个撞棒，撞击微动开关，控制器检测到熔断信号后会发出报警信号，并显示相应的故障相。
检测时用手拉动微动开关，控制器就显示相应的故障相
如A相熔断，显示：
图6
如B相熔断，显示：
图7
如C相熔断，显示：
图8
3.1.4.3检测高压真空接触器能否正确动作
在刀闸断开前提下检测接触器能否动作，这时可以通过控制器面板上的几个按键来检测，步骤如下:
图9
注：
每相动作信号发出后，JZ1先动，延时100ms后JZ2再动。
3.1.4.4控制器自检与系统设置
当控制器上电后装置进行自检，假如控制器自身有问题，“运行”指示灯将不会亮,显示屏也将无显示，这时装置不可以投运。
若控制器的显示屏上只显示停运（刀闸分开）和时间，表示刀闸处于分开状态，这时可以投运。
在时间设置功能下，可对系统时间进行设置。
设置步骤如下：
图10
调整后的时间显示顺序先是年、月、日，然后是时、分。
当系统发生熔丝熔断、PT断线、金属接地、弧光接地时，控制器会记录发生故障的性质及发生的时间。
查询步骤如:
图11
3.1.4.5装置运行
通过检测，如一切正常，则装置可投入运行。
当系统出现弧光接地时，微机综合控制器作出判断后发出合闸信号给J（真空接触器），让对应相真空接触器合闸，这样单相不稳定的弧光接地就转变为稳定的金属性接地。
同时给中央控制室发出报警信号。
此时，控制器面板上显示接地相，如果A相接地则控制器面板上显示:
图12
当系统发生金属性接地，控制器将只给中央控制室发出报警信号，而不会使接触器动作，面板上显示发生金属接地相别。
例如A相接地则控制器面板上显示：
图13
同样，系统发生断线时，控制器也将只给中央控制室发出报警信号，而不会使接触器动作。
面板上显示断线相别。
例如A相断线，则控制器显示：
图14
发生熔断器熔断，则控制器显示如检测时所示。
3.1.5DXH、XHG型消弧柜运维及检修规程
3.1.5.1DXH、XHG型消弧柜运行维护
1、投运前的操作
1）DXH、XHG型消弧柜在投运前，运行人员、检修人员应当检查柜内有无异物，并彻底清除柜内灰尘，紧固部件有无松动；
隔离开关操作机构是否良好、导电部位接触是否良好；
消弧柜与一次接地网接地是否可靠，确认各个元器件试验及整体试验是否合格。
保护人员应确认二次回路是否完善；
传动模拟试验各信号上传（软报文）是否正确，功能是否完备、动作是否可靠。
2）在空母线送电前，应先将消弧柜的PT隔离开关合上，并将二次仪表室内的装置电源空开拉下，待母线、出线线路送电正常后再推上，以防空母线加压时产生铁磁谐振使装置动作。
3）在中性点不接地的两进线一母联的6～35kV系统中，如果装了两台消弧柜，那么在母联开关合上，两段母线并列的运行方式下，应当将其中一台消弧柜退出转为备用，一台消弧柜运行。
如果母联开关断开，两段分列运行，则两台消弧柜可以同时投入使用。
4）消弧柜控制器的电压模拟量UA、UB、UC、UL由本消弧柜的电压互感器接入，因此该消弧柜运行时必须投入本柜的电压互感器。
2、运行过程中注意事项
消弧柜在投入使用的过程中，主要是注意检查以下项目：
1）检查控制器面板是否显示正常（正常应该为“投运”）；
2）检查仪表盘上仪表指示是否正常；
3）装置运行中有无异常声音；
4）巡检时切勿带电打开柜门，设备运行中禁止强制解锁；
5）消弧柜运行的变电站配电室内必须铺设橡胶绝缘垫，在进行现场核查接地故障信息或执行消弧柜就地“复归”操作工作时，运行人员应穿试验合格的绝缘鞋，防止发生跨步电压人身触电事故。
6）在具备配电室外装有消弧柜接地动作报警灯的条件情况下，巡视人员进入配电室前，应先检查报警灯是否闪烁告警，如闪烁告警，在进入配电室巡视时，应做好安全防护措施。
3.1.5.2系统出现故障且DXH、XHG型消弧柜动作后的处理方法
一般情况下DXH、XHG型消弧柜可以准确判断系统中出现的PT断线、金属接地、弧光接地和熔丝熔断故障。
1）当发生金属性接地时，控制器面板显示“某相金属接地”，由于金属接地属于可靠接地，不会产生弧光过电压，所以本装置只是显示故障类型不会动作，待接地故障排除后控制器会自动复位，无须手动复位。
小电流接地选线装置动作并选出接地线路，装置显示并打印接地线路。
2）当发生弧光接地时，小电流接地选线装置动作并选出接地线路，装置显示并打印接地线路；
同时控制器选出接地相别，并在30ms内动作将接地相的真空开关合上，装置显示接地相别且动作信号灯点亮，并向监控后台传送报文信息。
装置动作并接到调度通知后，运行人员应及时到变电站查看小电流接地选线装置的报文及打印信息（显示接地线路名称），相应故障相的真空接触器是否动作，记录后及时汇报调度，调度员可根据情况，通过选线核实，下令将接地线路进行选跳，待接地故障切除后，远方复归消弧柜接地相，并通知运行人员现场进行核实，如果远方复归失败，则通知运行人员进行现场将控制器就地“复归”，使动作的接地相开关跳开，如果故障未排除则复位后合闸接触器又会立即合闸。
当确认接地线路后，调度通知线路维护单位巡线查找接地原因，进行处理。
3）当控制器面板或者后台显示“失电报警”或“消弧柜PT断线”信号时，运行人员应及时到现场查明原因并告知调度，由调度通知专业人员处理。
当显示“某相PT断线”时，在确认二次回路无异常后，应当停电拉下隔离开关至检修状态，打开柜体后门检查故障相的PT一次熔断器（高压熔断器）是否熔断，如果熔断则应更换后方可投入使用。
4）当控制器面板显示“某相熔丝熔断”则表示该相发生接地故障的同时，柜内的“高压限流熔断器”熔断。
运行人员应及时到现场查明原因并处理。
此时运行人员可通过柜前观察窗查看该相熔断器顶端的撞针是否弹出，如已弹出表明已经熔断。
针对高压限流熔断器熔断应当做如下工作：
运维检修部安排变电检修室核实系统接地电容电流值，依据接地电容电流值核实结果，由变电运维室核查现配置的高压限流熔断器参数配置是否满足要求。
保护、运行人员调阅装置的记录数据，并检查现场是否在装置动作时系统发生了不同相的相继接地故障，调度人员协助。
运行人员检查PT高压侧熔断器是否完好；
保护、检修人员核查系统是否发生了铁磁谐振，待将损坏的高压限流熔断器更换为参数满足运行要求的高压限流熔断器后，装置方可恢复运行。
3.1.5.3DXH、XHG型消弧柜修试规程
1）消弧柜的真空合闸接触器、电压互感器、过电压保护器等一次设备检修维护、试验同常规6～35kV一次设备管理。
2）严格按照保护装置定检周期管理，开展微机消弧控制器、小电流接地选线装置的设备检验。
3）DXH、XHG型消弧柜具体修试规程：
检查真空接触器是否在分闸位置，切断控制器的工作电源；
拉开装置隔离开关，完成停电、验电、设置接地线等保证安全的技术措施；
③消弧柜一、二次回路的绝缘电阻测试、工频耐压试验见表1，真空接触器的通断、回路电阻试验；
表1消弧柜一、二次回路工频耐压值单位：
kV
额定电压
（有效值）
设备最高电压（有效值）
1min工频耐受电压（有效值）
控制和辅助二次回路1min工频耐压（有效值）
对地、相间及普通断口
隔离断口
6
7.2
30
——
2
10
12
42
35
40.5
85
110
④TBP过电压保护器的绝缘电阻及工频耐压试验，投运前及必要时的工频放电电压值（表1）。
用2500V摇表测试主回路绝缘电阻不低于500MΩ，分别对SHK-TBP的AB、BC、BD、CA、CD、AD施加试验电压。
试验时将20A的数字电流表（或数字万用表电流档）串入TBP的接地端。
SHK-TBP放电时数字电流表会立即发生跳变，此时应立即切断电源并读取SHK-TBP放电电压值，不得超出表2规定值。
表2工频放电电压值
额定电压kV
持续运行电压kV
7.6
12.7
工频放电电压kV
12.60～16.80
20.88～27.84
64.80～86.40
端子间绝缘电阻MΩ
500MΩ/2500V（参考值）
⑤高压熔断器以及限流熔断器的通断试验，条件允许可测试通流电阻值；
⑥消弧柜的传动试验：
用保护专用测试仪，向装置施加试验电压。
做PT断线时的加压数值及装置面板显示情况见表3，同时装置相应的输出信号接点应接通。
表3XHG型消弧柜模拟PT断线试验输入电压值单位：
V
故障相别
Va
Vb
Vc
面板显示
a相断线
＜30
57.7
A相PT断线
b相断线
B相PT断线
c相断线
C相PT断线
做单相金属接地和单相弧光接地试验时的加压数值及装置面板显示情况见表4，同时故障相的真空快速开关动作，装置相应的输出信号接点应接通。
表4SHK-KX装置模拟接地试验输入电压信号值单位：
接地
UA
Ub
Uc
A相接地
＜40
≥85
B相接地
C相接地
具体试验方法如下：
在隔离开关断开的基础上在消弧柜门板的“消弧及过电压保护装置控制器”面板上按下“确认”键进入“传动试验”界面，分别做A、B、C三相的真空接触器合闸试验及相间闭锁功能检验、信号核对，如果均动作正常，信号上传正确，则试验结束后，按下“复位”键，确认三相接触器均处于分闸位置。
如果试验时不能正常使接触器合闸，对该装置本身及二次回路进行全面检查。
⑦消弧柜故障修复后的检查
当消弧柜更换微机控制器或更换微机控制器的部件后，应进行模拟传动试验。
当消弧柜更换合闸接触器或更换合闸接触器的部件后，应进行合闸接触器的动作试验及绝缘耐压、通断、回路电阻测试等试验项目。
⑧由运维检修部制定、下达消弧柜动作参数设定值通知单，变电检修室依据消弧柜动作参数设定值通知单要求，进行消弧柜动作值的现场设定。
3.1.6使用环境
3.1.6.1海拔高度：
4000米以下
3.1.6.2工作环境温度：
0℃～70℃
3.1.6.3空气相对湿度：
90%（25℃）、50%（40℃）
3.1.6.4使用地点不得有腐蚀性气体、蒸汽、导电尘不得有爆炸性气体和破坏绝缘性气体。
3.1.6.5使用地点具有防风，防雨、防尘设施。
3.2SHK真空快速开关式微机型消弧柜
SHK真空快速开关式微机型消弧柜是一种智能型控制器。
该产品采用的双核微处理器具有功能强大的改进型哈佛结构和数字信号处理器（DigitalSignalProcessor,DSP）计算功能，因此可以利用DSP高速、重复的数据处理能力实现傅立叶分析，通过对电压互感器PT的二次电压进行采集、判断，及时准确地对电网各种接地状态进行分析，并采取相应的动作，同时利用MCU的强大逻辑运算能力快速实现液晶显示，远程通信和数据保护等功能。
该结构消弧柜适用于对地电容电流>
56A的6～35kV中性点不接地系统。
其功能及特点：
1）模块化设计，结构紧凑，技术先进，高速DSP核处理器使运算实时性和动作准确性得以保证；
2）实时监控系统状态，对出现的异常运行状态（接地故障、PT断线等）做出准确判断，并作出及时动作；
3）工业标准的RS-485通讯接口，可以向上位机传送系统的运行状态；
4）故障追忆功能，显示最近20次历史故障记录；
5）具有良好的电磁兼容性，适合在强电磁干扰复杂环境中应用；
6）双硬件看门狗电路确保软件运行的可靠性；
7）中文液晶显示，运行状态清晰，菜单式操作，方便易用。
3.2.1SHK真空快速开关式微机型消弧柜的构成及主要元件的作用
SHK快速接地开关式微机型消弧柜的柜体结构如图1所示。
装置的主要元件及其作用如下：
1、消弧智能控制器2、快速手车断路器3、专用PT手车4、电压互感器5、PT静触头盒6、过电压保护装置7、穿墙套管8、绝缘子9、断路器触头盒10、电缆穿墙套管11、高压电缆12、接地排13、接地孔14、电流互感器15、一次系统牌16、观察窗17、铭牌18、电流表
图1SHK型真空快速开关式消弧柜结构图
1）手车式电压互感器
为装置提供被保护系统的二次电压和辅助二次电压信号。
2）微机控制器
根据电压互感器提供的信号，判断故障类别（PT断线、金属接地、弧光接地）和相别，向控制室或上位机发出故障信号，当发生弧光接地时在20ms之内向故障相真空接触器发出动作命令。
3）交流真空快速手车式断路器
在接到微机控制器的动作命令后的10ms之内完成合闸动作，真空快速开关故障相合闸，使弧光接地故障在15ms之内快速转化为金属性接地。
装置动作后，允许1250A的电容电流连续通过至少2小时以上。
4）三相组合式过电压保护器TBP
将相对地和相与相之间的各种过电压限制在设备绝缘允许的较低的水平。
5）零序CT和接地电流表
在装置动作后，通过接地电流表可较准确地读出系统的接地电容电流，在装置动作期间，如果健全相又出现弧光接地时，通过检测零序CT二次电流的突变，控制器发出跳闸指令，断路器在5ms内分闸。
3.2.2信号灯及按键说明
3.2.2.1指示灯从左到右依次为：
1）运行：
正常运行指示灯，闪烁频率1Hz；
2）弧光：
弧光接地指示，按复位键熄灭；
3）报警：
故障指示，系统正常运行后熄灭；
3.2.2.2四个方向按键：
↑↓+—：
菜单选择和参数调整按键；
3.2.2.3三个功能按键从左到右依次为：
1）复位：
系统重新启动按键；
2）取消：
返回上级菜单和取消参数设定按键；
3）确认：
进入下级菜单和确认参数设定按键；
3.2.3基本工作原理
3.2.3.1SHK型消弧柜的一次原理接线图
SHK型消弧柜的一次原理接线如图2所示。
该图可作为SHK型消弧柜的图标，表示在电气一次系统中的接线图。
3.2.3.2工作原理
根据线路发生故障时，中性点对地绝缘的供电系统会出现零序电压，将零序电压作为启动信号开始计算，然后再根据发生故障时每相电压的情况进行逻辑分析计算，判定接地故障发生的相别做出相应的处理。
正常运行时微机控制器不断检测PT提供的电压信号，一旦系统发生PT断线、单相金属接地或单相弧光接地时，PT辅助二次的开口三角电压立即由低电平转为高电平，微机控制器启动中断，并根据PT二次电压的变化，判断故障类型和相别。
如果是PT单相断线故障，则装置输出开
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