XHKIIC调容式说明书新10资料Word文件下载.docx
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XHK-Ⅱ型调节器采用多路高速12位A/D转换器，同时对中性点电流、中性点电压及出线零序电流进行高速采样，采样频率可达133kHZ。
每周波采样150点，CPU采用快速傅里叶变换（FFT），能够准确计算出基波分量，从而彻底消除谐波干扰。
电容器开关能够准确动作，可靠投切电容器。
本手册主要介绍XHK-Ⅱ型自动调谐及选线成套装置的原理、运行及维护。
二、技术参数
1．使用范围
本装置可适用于6－66KV电压等级配电网的电容电流补偿，能够广泛用于发电厂、电力系统的变电所以及矿山、石化等企业供电系统,对提高系统供电的可靠性及安全运行有明显的效果。
2．工作环境
消弧线圈的控制屏放在控制室，控制器的使用环境要求为：
·
环境温度:
-10℃～+45℃
大气压力：
80～110KPa
环境湿度:
90%（25℃），50%（40℃）
3．性能指标
工作电压:
交流220V±
10%
功率损耗：
≤100W
可控台数：
2台（消弧线圈）
通讯接口：
RS-232，RS-485
通讯规约：
问答式
电容电流测量精度：
±
3%
残流范围：
<
5A
选线响应时间：
1秒
选线路数：
48路
选线准确率：
100%
接地变压器及消弧线圈参数详见相应说明书。
三、型号说明
XHK－Ⅱ□□
系统额定线电压（kV）
消弧线圈的容量（KVA）
设计序号
控制装置
消弧线圈
四、XHK-Ⅱ成套装置的结构及组成原理
XHK-Ⅱ型自动调谐及选线成套装置组成原理如图4.1所示,包括以下七个部分。
4-1．接地变压器
对于66KV、35KV配电网，变压器绕组通常为Y接法，有中性点引出，不需要使用接地变压器。
对6、10KV配电网，变压器绕组通常为△接法，无中性点引出，这就需要用接地变压器引出中性点，接地变压器的一次侧设有无励磁调压。
接地变压器具备以下特征：
（1）零序阻抗低，
（2）激磁阻抗大，（3）功耗小。
绕组为Z接线，它可带次级绕组，也可只有初级绕组。
接地变压器每相由匝数相等的两个串联分绕组组成，每个磁芯上的两个分绕组之间及它们对次级分绕组的零序互磁通为零。
单相接地时，这种变压器的每个分绕组上的流过的电流是流过消弧线圈电流的1/3。
因而变压器的额定功率为：
图4.1自动调谐及选线成套装置示意图
根据我国电力行业标准DL/T620-1997,接于YN,d接线的双绕组或YN,yn,d接线的三绕组变压器中性点上的消弧线圈的容量,不应超过变压器三相总容量的50%,并不得大于变压器任意一相绕组的容量。
4-2．调容消弧线圈
调容消弧线圈是一带铁芯的电感线圈，其二次侧带有电容器组，消弧线圈接在变压器或发电机的中性点上，当系统发生单相接地时，流过消弧线圈的电感性电流与流入接地点的电容性电流相位相反，接地弧道中的残流即为电感电流与电容电流的差值。
调整二次侧的电容值，就可以使残流达到最小值，从而消除接地过电压。
系统电容电流最好的补偿方式是预补偿，即在系统发生单相接地前，消弧线圈已处于最佳补偿状态，这也是现在的补偿装置所普遍采用的方式。
消弧线圈的选型应参考系统的电容电流，根据电容电流大小来决定消弧线圈的补偿范围。
一般来说，系统应按电压等级估算电容电流，每一电压等级总电容电流均应包括线路，母线及其它一次设备的电容电流。
实际计算时往往将变电站设备的电容电流纳入线路电容电流中的方法计算。
即：
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，其值与电缆的截面积、电缆结构、额定电压密切相关，可参考表一估算。
额定电压
缆芯（KV）
截面积（mm
）
6
10
35
16
0.58
25
0.65
0.72
50
0.79
1.19
70
0.89
1.31
4.81
95
0.96
1.49
5.33
120
1.03
1.61
5.72
150
1.13
1.73
6.24
185
1.23
1.91
6.76
240
1.37
2.09
7.28
300
2.33
7.8
400
2.57
表一交联聚乙烯绝缘电缆接地电容电流的平均值单位：
A/kM
2．架空线路电容电流的估算
一般3-35KV架空线路每相对地电容为5000-6000pF/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，见表二。
考虑变电站设备的电容电流时，可用表二中增大的百分值予以修正。
额定电压（KV）
每公里单相接地电流（A/KM）
变电站影响接地电流增大率（%）
0．02
18
0．03
0．10
13
表二无避雷线架空线单相接地电容电流平均值单位：
（A/kM）
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：
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10KV线路。
根据我国电力行业标准DL/T620-1997，消弧线圈的容量应根据系统5-10年的发展规划确定，并应按下式计算：
W—消弧线圈的容量，kVA
Ic—电容电流，A
Un—系统标称电压，kV
4-3．自动调谐及选线成套装置
1、功能特点
PC104构成的自动调谐及选线成套装置具有以下几个特点：
（1）全中文界面，操作维护简单方便。
微机调节器配有大屏幕LCD汉化显示屏，所有菜单均以汉字显示，便于运行人员维护、操作。
（2）抗干扰性好，可靠性高
微机调节器采用二次电源技术，可抵御毁灭性电磁干扰，一、二次系统全部采用光/电隔离，可彻底消除一次系统对调谐器的干扰。
调节器设计了双重Watchdog自复位电路，可实现系统的自动恢复。
（3）完善的保护功能
XHK-Ⅱ型装置设计了完善的保护功能，包括阻尼电阻的双重短接保护、单相接地动作闭锁等完善的闭锁保护功能，使整个系统动作安全可靠。
（4）超大容量的事件记录和报警功能
XHK-Ⅱ型系统配置大容量可读写存储器，可以记录100次以内接地信息及各种故障信息的历史数据，当位移电压过高，单相接地时，在大屏幕LCD上有中文提示信息。
（5）完善的远动功能
XHK-Ⅱ型系统设计了完善的远动功能，可实现与传统远动装置（RTU）的连接，实现系统的远方监控。
系统还设计有二个RS-232、RS-485串行接口，可作变电站综合自动化系统的一个子站接入综合自动化系统中。
（6）完善的控制功能
XHK-Ⅱ型系统设计最多可同时控制二台消弧线圈，无论单台运行或联机运行，都能自动识别，同以往的单台消弧线圈控制器相比，可有效降低设备投资。
（7）准确的接地选线功能
XHK-Ⅱ型系统配备有选线模块，可完成48路出线的接地选线（并联运行的出线数不限）。
独特采用了人工智能、视在功率、零序阻抗变化、谐波变化、五次谐波等多种选线进行表决的综合选线方法，显著提高了接地选线的准确性和可靠性。
（8）完善的自检功能
XHK-Ⅱ型系统定时对主要部件进行自检，一旦发现装置部件异常，即在大屏幕LCD上以汉字显示故障，并设有开关量输出向远方报警。
2、调节原理
（1）微机调谐器是根据电网的脱谐度进行调节的。
其中ε为脱谐度，IL为消弧线圈电感电流，IC为电网的电容电流。
由于IL为消弧线圈上电感电流,为已知量，因此只要测量出系统对地的电容电流，即可计算出电网的脱谐度。
U0
当系统正常运行时，其零序回路的等值电路图如图4.2所示。
其中：
U0：
系统的不对称电压；
C：
系统对地的等效电容；
R：
回路电阻；
L：
调容式消弧线圈。
图4.2系统的零序等效电路
当消弧线圈在L1档时，测量零序回路电流为I1，当消弧线圈在L2档时，测量零序回路电流为I2，故：
（1-1）
（1-2）
由（1-1）和（1-2）即可求出R和XC。
控制器以脱谐度和残流作为判断是否需要调节消弧线圈补偿电流的依据。
投运前先将脱谐度的和接地残流设定为某一个范围，当系统的脱谐度和残流超出此范围，调谐器发出指令，控制电容器开关来调整消弧线圈二次侧电容，使调整后的脱谐度及残流满足要求。
3、接地选线原理
本公司在分析了国内众多厂家选线原理和方法的基础上，提出了自己的一套独具特色的选线方案，其选线原理如下：
中性点经消弧线圈接地故障线路的选择成为长期困扰供电系统的一道难题，国内外研究机构和生产厂家对此都进行了大量的研究并推出了基于不同选线原理的各种小电流接地系统故障选线装置，运行结果表明：
现有的小电流接地选线装置均存在不同程度的不足，影响到装置选线的准确性。
XHK-Ⅱ型消弧线圈自动调谐及选线成套装置避免了同类装置的不足之处，独创性采用人工智能、视在功率、零序阻抗变化、谐波变化、五次谐波等多种选线方式进行综合选线，选线准确率非常高。
小电流接地选线模块配在控制器内，使用工业控制计算机计算分析故障时的零序电压电流参数，判断接地线路。
控制器内配有继电器输出模块，根据保护需要，可迅速切除故障线路。
4-4．阻尼电阻及控制器
阻尼电阻是用来限制谐振过电压，保护整套装置安全有效地运行的一个重要组成部分。
系统的零序电流为:
其中：
Uo为系统的不对称电压，R为阻尼电阻，
XL为消弧线圈的感抗，XC为系统的等效容抗。
增加阻尼电阻的目的是，当系统发生谐振时（即XC=XL）,保证中性点的位移电压UN小于15%相电压，维持系统的正常运行，防止谐振过电压。
当系统发生单相接地时，中性点流过很大的电流，这时必须将阻尼电阻短接。
保护
单元
R
图4.3阻尼电阻的保护
保护单元采用可靠性极高的可控硅，使一次、二次回路完全隔离。
当系统发生单相接地时，中性点电压升高，开口三角输出电压增加，中性点电流增大。
当大于设定值时，可控硅触发，迅速将阻尼电阻短接，当单相接地消失后，可控硅在过零时自动关断，恢复正常运行。
4-5．中性点电压互感器
由于消弧线圈内的电压互感器不能保证测量精度，可以另外选用0.5级的中性点电压互感器，用以测量中性点电压，当中性点电压超过设定值时，系统判断接地。
4-6．隔离开关
安装于消弧线圈前,用于投切消弧线圈。
4-7．控制屏
用于安装调谐器,接线端子和操作开关。
五、面板布置及内容
面板中间为LCD液晶显示屏，下边为操作按键，功能控制由汉字菜单提示，左边为电源开关和指示灯，右边为打印机，可打印中性点电流、脱谐度、电容电
流、残流、开关档位和时间等。
六、操作说明
本装置接线完成后，上电即自动运行。
当发生接地故障时自动打印记录故障信息。
其参数配置可按以下操作修改。
各参数配置完成后，除浏览参数外，运行时无需过多操作。
6-1．菜单结构
为了更加方便的操作本装置，用户最好先熟悉本装置的菜单结构（选项操作），如图6.1。
调谐方式
手动调谐
自动调谐
调谐参数
时间设置
功能菜单
母线编号
线路编号
选线设置
参数设置
手动选线
参数打印
接地信息
故障打印
状态打印
选线操作
图6.1菜单结构
控制器配有六只按键，左右方向键、上下方向键、“Esc”键和“Enter”键。
方向键用于移动LCD显示屏上的光标位置，“＋”、“－”键与左右方向键同键，用于改变光标处数字的值，“Esc”键为取消操作键，“Enter”为确认键。
以下按屏幕显示内容介绍控制器的操作方法。
开机后显示思源公司及公司的标志SYEC如图6.2所示。
图6.2开机画面
6-2．菜单项说明：
开机画面出现后，按任意键进入功能菜单。
本控制装置的各选项操作与显示详细如各菜单界面。
单机运行主菜单如图6.3所示，联机运行显示稍有不同，这在后面的联机运行中有详细的介绍。
图6.3功能菜单（控制单台）
如图6.3所示，消弧线圈的功能选项包括：
控制方式（自动调节或手动调节）、参数设置、接地信息的历史纪录、接地发生时的选线操作、打印操作。
其中控制方式的缺省状态为自动调节。
如上图所示，“自动控制”项被选中，表明为自动调节方式。
可以按“↓”或“↑”键移动选择方框进行功能选择，用“Enter”进行确定，进入相应选项。
下面对各个功能选项逐一说明:
（1）自动调节
若60秒无按键自动进入“自动调节”屏，进行自动调节，并显示当前消弧线圈的各个参数值。
图6.5所示。
图6.5自动调节方式
（2）手动调节
本调节装置可以选择手动调节。
如图6.6所示，出现“手动控制”提示框。
同时按“Enter”和“+”键，则消弧线圈向上调节一档，同时提示框变为“正在上升”；
调档完成后，恢复为“手动控制”，同时档位显示加1；
同样，同时按“Enter”和“-”键，则向下调档，显示“正在下降”。
“Esc”为急停键，即正在上升或下降时按下此键可停止调档，恢复原位。
按键“Esc”返回功能选项屏。
图6.6手动调节方式
（3）参数设置
参数设置用以设置消弧线圈参数、时钟调整、接地选线参数、选线延时参数等。
在功能选项屏（图）中移动选择框,选中对应消弧线圈下的“参数设置”，按“Enter”键进入。
如图6.7所示。
要进行参数设置，需输入正确的密码，本装置出厂密码为四个零：
0000，密码确认后可以进行修改，可以为任意四位数，为便于操作，请输入您比较容易记忆的数据。
图6.7参数设置
按“↑”，“↓”键用以改变方框的位置，“+”，“—”键用以改变光标内的数值，按“Enter”确定，便可进入相应的设置屏，如下图所示。
或按“Esc”返回功能显示屏。
若60秒无按键则返回功能选项屏。
图6.8参数设置
按“↑”，“↓”键移动选择框，按“Enter”确定，便可进入相应的设置屏，如下图所示；
a）消弧线圈参数设置屏
如图6.9所示,按上下方向键移动方框位置，“+”“-”改变光标内数值。
参数设定后按“Esc”存盘并返回参数设置屏。
60秒无按键操作返回参数设置屏。
图6.9消弧线圈设置屏
b）选线参数设置屏
如图6.10所示，此屏用于“线路号设置”。
说明如下：
上下方向键移动光标，“+”，“-”用来改变当前光标内的数值，光标“”、
“”控制按位移动。
本机最大共48条线路，可显示8屏，图示为缺省的线路号1-48，“长度”是对不同长度的出线所做的修正，是百分比，所有出线中最长出线定为99，其他线路按其与最长线的百分比来定。
“参与选线”有“Y”、“N”两种状态：
“Y”表示参加选线，“N”表示不参加选线。
按“Esc”存盘返回上一级菜单。
图6.10选线参数屏
用户在设置母线或线路编号时应遵循逐个对应的原则，可以预留空线路号待系统扩容，但不得重复编号。
c）时钟设置
本装置带有内部时钟，内部电池供电，外部电源中断也能正常走时，能准确记录发生接地故障的时间。
在本装置投运及维护过程中，可能需要进行时间校准。
时钟设置屏如图6.11所示，“↑”，“↓”键用以改变方框的位置，“+”，“—”键用以改变光标内的数值。
校准后，“Esc”返回参数设置屏。
图6.11时钟设置屏
d）选线设置
本装置采用改变投切电容的方法和人工智能、视在功率、零序阻抗变化、谐波变化、五次谐波等其它选线方式进行选线。
选择“选线延时参数设置”，可以对两种方式进行选择。
如图6.12、图6.13所示，各项前显示“√”时，表明选中该功能项，各项前显示“×
”时，表明该功能项被闭锁。
同时按“Enter”键和“+”键，可以将“√”改为“×
”，同时按“Enter”键和“-”键，可以将“×
”改为“√”。
如图6.12所示，此时表明为改变接地残流的选线方式，可以通过设置延时时间，对改变残流的时刻进行控制。
延时时间最小设置为5秒，可以根据需要，增大延时时间。
“↑”，“↓”键用以改变方框的位置，“+”，“—”键用以改变光标内的数值。
不需要残流增量法，可以采用人工智能、视在功率、零序阻抗变化、谐波变化、五次谐波等多种选线表决的方式进行选线，如图6.13所示，此时，线路跳合闸的设置可以根据需要而定。
图6.12选线延时参数设置屏
图6.13选线延时参数设置屏
（4）接地信息
此选项可显示系统发生单相接地时的故障参数信息和历史数据以及接地故障发生时间和排除时间。
如图6.14所示。
图6.14接地信息
“↑”，“↓”改变方框的位置,即母线号或接地次数；
“+”“-”改变光标内数值。
本装置可以存储100次接地信息，按照接地时间前后排序。
改变母线号或接地次数，相应的历史接地信息会同时读出。
图6.14所示为第2次接地故障信息。
“Esc”键返回功能选项屏；
若60秒无按键操作，则返回功能选择屏。
（5）选线操作
接地故障发生后，液晶屏会显示报警信息，并将接地线路显示在屏上，如图6.15，选线操作屏中“接地故障线路”的线路1012为发生单相接地时选线装置的选线结果。
如方框移至手动选线位置时，按“Enter”键启动手动选线功能。
60秒无按键操作返回功能选择屏。
图6.15手动选线
若察看排序结果，可以进入选线操作屏，启动“手动选线”。
如前3）d）所述，如果并联电阻被禁止投切，则本装置会对每一条线路的视在功率、基波分量和五次谐波分量重新计算，自动排序，将各个分量值最大的线路（即接地线路）显示在首位。
以供参考。
并将最终选线结果在右侧显示。
如图6.16所示。
如果允许投入并联电阻，则选线结果如图6.17所示。
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