自动跟踪接地补偿及选线装置.docx

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自动跟踪接地补偿及选线装置

自动跟踪接地补偿及选线装置

运行维护管理细则（参考版）

根据现场的安装调试、运行的经验和体会，参照有关的规程和资料，制订了以下运行管理细则，供用户基层单位制订现场运行规程等作为参考。

一、运行单位应具备的技术资料

1、设计施工图纸：

包括阻尼电阻箱、电容调节箱、PK控制屏的控制原理及接

线图等；

2、微机控制器的使用说明书；

3、接地变压器、消弧线圈的出厂试验报告；

4、投运后的设备调试报告。

二、投运前和正式投运

设备投运前由厂方调试人员与用户方双方配合进行有关的模拟传动调试试验，验证接线正确及动作正常无误后，并由施工单位向用户单位提交安装验收合格报告，方可进行试投运工作，试投运时应作以下工作内容：

1、接地变压器的合闸冲击试验，按照有关标准是否满足要求；

2、测量系统不平衡电压EO是否正常，来计算选定阻尼电阻的阻值是否合适；

3、进行手动调档和自动跟踪调档试验，测量记录每档位移电压UO及零序电流IO数据并绘成补偿谐振曲线，验证跟踪是否正常。

4、停电调整修正不合适的运行参数，例如接地变压器的不平衡电压、阻尼电阻阻值等；

5、再次检查输入设定参数是否正确。

当试投运验证自动装置动作正常，位移电压、残流、脱谐度等各项符合指标达到要求，才可满足正式投运条件。

正式投运后，应作好以下工作：

⑴厂方调试人员为运行人员进行微机控制装置功能操作的现场培训；

⑵应保证满足运行时位移电压UO小于相电压的15%；残流值ICC小于5A；⑶厂方调试人员向用户单位提交详细的调试投运报告，并通过用户单位的签字盖章认可。

三、运行维护管理

运行人员应该注意观察控制器面板显示信息。

其中，控制器在下列情况下，液晶屏幕最下一行显示异常信息（当PC-104主机或显示器故障时不能显示）。

1、位移过限：

母线PT开口三角电压超过设定值。

用户应先查看系统三相负荷有没有因为其他原因造成严重不平

衡，当发生单相接地故障时，控制器面板接地灯和报警灯同时亮。

以及检查母线电压互感器一次侧中性点是否连接有消除谐振的设备接地。

如果有，应去除，因为消弧线圈的接入已经改变了系统电感参数，起到防止铁磁谐振的作用。

2、调档失败：

控制器发出调档命令后，未检测到相应的变档信息。

一次侧设备的检测：

调容式消弧线圈检测电容箱内是否有故障，

包括电容是否损坏、真空开关是否故障。

调匝式消弧线圈检测有载开关是否故障（包括有载电机和航空插头以及档位分接头）。

连接设备的检测：

执行机构：

包括继电器以及相关器件是否故障，

连线是否接通。

控制器检查相应板件是否故障（包括104、196、后向板）

3、装置故障：

控制器出现故障。

检查电源故障，以及控制器内部板件是否故障。

4、残流超标：

残流大于设定值。

检查是否同容量不适同时出现，来确定消弧线圈容量是否已经不

适合当前系统的要求。

5、档位到底：

消弧线圈运行在最低档。

调容式消弧线圈在最低档（0档）时补偿电流最大，调匝式消弧线

圈在最低档（1档）时补偿电流最小。

此时，观察，必要时可以相应

改变一档（接地时严禁操作），因为预调谐装置在偏离谐振点太远的

档位将无法保证计算的准确性，也无法正常自动跟踪补偿。

如果伴随

容量不适的报警同时出现，检测系统电容电流，确定是否消弧线圈的

容量不适合系统的要求。

6、档位到顶：

消弧线圈运行在最高档。

调容式消弧线圈在最高档时补偿电流最小，调匝式消弧线圈在最高

档时补偿电流最大。

此时，观察，必要时可以相应改变一档（接地时

严禁操作），因为预调谐装置在偏离谐振点太远的档位将无法保证计

算的准确性，也无法正常自动跟踪补偿。

如果伴随容量不适的报警同

时出现，检测系统电容电流，确定是否消弧线圈的容量不适合系统的

要求。

7、电压异常：

母线电压（Uab二次值小于10V（此时装置将停止系统电容电流的测量）。

系统中性点位移电压低于用不平衡电流I0计算出的消弧线圈两端

电压75％。

检查母线PT电压，以及连接线，确定是否因为PT异常引起，或因

为连线虚接引起故障报警。

8、手动控制：

“自动/手动”开关处于“手动”状态。

根据现场需要，确定控制装置是否采取手动控制。

正常使用是将该

开关放在自动位置

9、并列运行：

后部“母联”端子短接。

控制器后的端子信号取自母联开关辅助常开触点。

当母联开关合并

时将动作上传给控制器。

10、容量不适：

系统电容电流大于消弧线圈最大电流或小于消弧线圈最小电流。

检测系统电容电流，确定是否消弧线圈的容量不适合系统的要求。

位移电压过限、调档失败、装置故障、电压异常、等信号，除显示提示信息外还将启动报警继电器（控制器后端子“BJ1/BJ2”接通）。

当发生单相接地故障时启动面板接地灯。

a）运行维护由专人负责，应熟悉了解微机控制装置的功能和操作；

b）正常运行时，微机装置应在自动方式下运行，才能保证实时地跟踪在最

佳补偿状态；

c）当发生位移电压过限、残流超标、调档失败、装置故障、电压异常、容

量不足等异常情况时，自动装置可做出相应的报警信号并通过通讯口上传，这时应及时进行检查和处理，当属于特殊故障时，通知厂方维护人

d）

e）

f）

g）

h）

i）

j）

k）

l）员进行检查；当系统发生单相接地时，禁止操作消弧线圈；当系统发生单相接地时，应尽快解决处理，规程规定：

系统发生单相接地的运行时间一般不超过2小时，这是因为：

⑴长时间接地运行，容易由单相接地转化为相间短路，扩大事故范围。

⑵对电压互感器的安全运行不利；⑶对避雷器的安全运行不利，容易引起避雷器爆炸事故；⑷长时间接地运行，易诱发污闪；设备巡视时，当发生以下异常时，应及时向调度和主管汇报情况；⑴接地变和消弧线圈有异常响声；⑵接地变和消弧线圈外观有发热痕迹（油浸设备有漏油现象）⑶微机控制器不能正常运行；⑷阻尼电阻有发热及烧毁痕迹；⑸电容调节箱发生频繁不停调档动作；⑹位移电压越限报警，超过了相电压的15%；⑺消弧线圈提示“容量不足”，表示超出了消弧线圈的补偿范围，保证不了在最佳状态补偿；注意查看微机控制器存储的接地信息记录，注意整理记录；装置重要设定信息设有密码（汉化界面有提示）注意不要轻易进入或修改数据内容，否则将影响设备的正常运行。

当调容式自动跟踪装置控制器进行停电或检修时，（控制器电源一般采用交流电源），为了系统不失去补偿，可以不停一次设备，将控制屏上的档位予置开关调整对应目前运行的档位，并将“运行”、“检修”转换开关置在“检修”位置。

检修结束后，注意恢复到“运行”状态。

带有接地选线功能时发生单相接地时可参看选检出的接地线路进行故障线路操作，也可使用装置的“重判”功能进行进一步确定。

接地信息将自动进行存储，注意保留便于查阅。

对设备的巡视检查和异常处理，按《变电运行规程》有关规定执行；计划安排定期对设备进行预防性试验，试验项目包括：

⑴接地变、消弧线圈的常规试验,试验标准参照出厂试验报告

单；

⑵阻尼电阻短接回路（交直流两路）的试验,检查回路使动是否

正常,主回路接通是否正常。

⑶检查装置功能显示，进行0至最高档位手动调节试验；

⑷检查消弧线圈电容调节箱真空接触器的动作接通是否正常。

河北旭辉电气股份有限公司

附录1：

阻尼电阻器短接的可靠性检查试验方法：

1、测量阻尼电阻的阻值；（万用表200欧姆档位量取）

2、检查控制回路接线的正确性；

3、检测回路电缆和端子的绝缘；

4、模拟阻尼电阻短接试验；

a）交流短接回路的试验

⑴零序电压继电器启动值的整定：

动作值25V，接点可靠动作；

⑵断开端子上PT接入的U01、U02；用调压器在此端子加入不小于25V的

交流电压；零序电压继电器YJ0启动，通过中间继电器ZJ；驱动电阻箱内交流真空接触器QJ可靠动作，这时阻尼电阻被短接，阻值为0；微机控制装置的后端子闭锁回路ZJ1、ZJ2及FA1、FA2（ZGTD-C系列无此端子）应能可靠断开，BJ1、BJ2可靠闭合，输出报警信号，微机控制装置上接地指示灯亮，屏幕菜单进入选线状态，“手动”调节将闭锁不起作用,控制屏交流接触器动作状态指示灯亮；

⑶启动电压消失后，继电器应可靠返回，微机控制器接地灯灭，屏幕显示恢

复主菜单状态；

b）直流短接回路的试验

⑴检查阻尼电阻箱内直流短接回路接线是否正确，注意检查电流互感器变比

是否匹配；

⑵电流继电器LJ0动作值整定原则为按消弧线圈最小补偿电流，如果消弧线圈最小补偿电流大于阻尼电阻额定电流时，按照阻尼电阻额定电流值整定。

注意：

ZX25-28Ω额定电流为14A；ZX25-80Ω额定电流为8.4A；LNWR－150Ω额定电流为6A

⑶将电阻箱内送上直流电源,通过电流发生器模拟在消弧线圈电流互感器一次侧模拟零序电流启动电流继电器LJ0，通过中间继电器ZJ使直流真空接触器QZ短接动作。

⑷控制屏直流接触器动作状态指示灯亮，直流接触器可靠动作，阻尼电阻被短接，测量阻值为0；

附录2：

消弧线圈自动跟踪补偿调谐的必要性

电力系统中性点经消弧线圈接地的特点：

线路发生单相接地故障时不立即跳闸，按规程规定，电网可带单相接地故障运行二小时。

运行经验和已有的资料表明，当接地电流小于7—10A时，电弧能自熄。

几十年来，中性点经消弧线圈接地方式在我国6—35KV电网上得到了广泛的应用，积累了大量的经验，但我国目前采用的消弧线圈都是手动调匝式的存在以下几个方面的问题：

1、调节不便。

因这种消弧线圈是无载调节的，要退出运行才能调节分接头，十分不便，因此造成实际运行中很少能根据电网电容电流的变化及时进行调节即使使用单位就运行方式及消弧线圈调节补偿编制了复杂的运行操作规程，也增加了运行人员的负担。

2、运行人员判断调节困难。

因为没有在线实时测量监视电网电容电流的设备。

运行人员即使想及时根据电网电容电流的变化进行调节，也得不到电网电容电流的具体值而不能做出准确的判断，决定消弧线圈应运行在第几档，无法保证合理的脱谐度。

3、变电站实行无人值班，非自动调节式消弧线圈在无人值班的情况下调节很难。

4、电网的规模越来越大，电网的运行方式经常变化，消弧线圈的调节越来越困难。

上述分析表明，当消弧线圈不采用自动跟踪调整方法时，由于消弧线圈不能始终运行在最佳档位，消弧线圈的补偿作用得不到充分发挥。

从七十年代到现在，世界上采用消弧线圈接地方式的国家大量应用自动调谐方法，对国内和国际上的资料和运行经验的综合统计分析表明，不采用自动调整方法的补偿电网的补偿有效性大约为0.6,即60%单相接地故障不发展为相间短路.采用自动调整方法后的补偿有效性可提高到0.9左右,即90%的单相接地故障不发展相间短路，补偿的有效性大提高,应大力开发应用消弧线圈自动调谐技术。

自动跟踪调谐消弧线圈成套装置组成

当前主流的自动跟踪调谐消弧线圈装置主要有调匝式和调容式两种。

调匝式一般由以下部分组成：

接地变压器，可调谐消弧线圈，自动跟踪调节微机测控装置，阻尼电阻。

调匝式还要有一个电容箱。

参见图：

一般电网主变6-10KV侧为△接线没有中性点，需接入接地变压器引出中性点。

35KV侧为Y接线有中性点。

图2-1调匝式消弧线圈跟踪补偿及选线系统组成图

图2-2调容匝式消弧线圈跟踪补偿及选线系统组成图

一、接地变压器

接地变压器的作用是在系统为△型接线或Y型接线中性点无法引出时，引出中性点用于连接消弧线圈。

接地变压器采用Z型接线（或称曲折型接线，如图所示），与普通变压器的区别是每一相线圈分别绕在两个磁柱上，这样连接的好处是零序磁通可沿磁柱流通，而普通变压器的零序磁通是沿着漏磁磁路流通，所以Z型接地变压器的零序阻抗很小（＜10Ω＝，而普通变压器要大得多。

因此规程规定，用普通变压器带消弧线圈时，消弧线圈容量不得超过变压器容量的20%，而Z型变压器则可带90%－100%容量的消弧线圈，可以节省投资。

接地变压器除可带消弧线圈外，也可带二次负载，代替站用变。

在带二次负载时，接地变的一次容量应为消弧线圈容量与二次负载容量之和。

二、可调谐消弧线圈

按调节改变消弧线圈电感的不同方法，一般分为：

调匝式；调容式；调气隙式；直流偏磁式等。

1．二次调节消弧线圈（调容式）

二次调节消弧线圈结构如图2-3所示，L1为主绕组，L2为二次绕组。

二次绕组连接电容调节柜。

K1—K5为真空接触器（或双向晶闸管），C1—C5为二次调节电容器，当二次电容器全部断开时，主绕组感抗最小，电感电流最大，二次绕组有电容器接入后，根据阻抗折算原理，相当于主绕组两端并接了相同功率的电容，使主绕组电感电流减小。

因而，通过调节二次电容的容量即可控制主绕组的感抗及电感电流的大小。

消弧线圈电容箱

K1K2K3K4K5

L1L2

C1C2C3C4C5

图2-3二次调节消弧线圈结构图

2．调匝式消弧线圈

调匝式消弧线圈设计了多个分接头，一般为9至16个。

通过有载开关调节到不同的分接头，从而调整接入回路的电感的感抗及电感电流的大小。

三、电容箱

电容器箱由控制器根据电网对地电容的大小自动跟踪调节二次侧电容器的容量，得到理想的补偿效果。

电容器选用BFMJ薄膜自愈型电容，额定工作电压1050V，其内部或外部装有限流线圈，以限制合闸瞬间的浪涌电流。

内部还装有放电电阻。

与调匝式消弧线圈相比，调容式消弧线圈调节速度更快，调节精度更高。

四、阻尼电阻

消弧线圈回路串入电阻后在正常情况下，把中性点位移电压降到允许值以下，小于相电

压的15%，阻尼电阻值的选取和允许出现的中性点最高电压，消弧线圈的阻尼率、电网的不对称度以及消弧线圈的最小电感电流值有关。

但当系统接地时应将电阻迅速短接，以免影响消弧线圈的出力和电阻的过热。

从接地开始到短接电阻的时间应越小越好，以免影响故障点的残流值。

短接方式有两种：

一般采用继电器和接触器来短接，为可靠起见采用中性点电压和电流两套启动短接回路。

一套是根据中性点电压值，来控制交流接触器，若该值超过设定值，由电压继电器动作，控制交流接触器闭合其接点将阻尼电阻短接，控制电源采用交流电源，另一套采用直流控制电源，由直流接触器、中间继电器、过流继电器等组成。

当系统接地时流过消弧线圈的电流超过设定值时，电流继电器动作，通过中间继电器驱动直流接触器动作，闭合其接点将电阻短接。

五、使用零序电流互感器：

装置带有选线功能时，对于电缆出线应在电缆端部加装零序电流互感器。

我公司可配套提供CLD系列开合式或LJZ系列浇注式零序电流互感器，安装使用极为方便。

也可使用其它型号的零序电流互感器，但要求在同一母线上必须使用同型号规格、同一生产厂家的零序电流互感器，并实际测量变比。

（a）开合式CT（b）浇注式CT

图2-4接地点在CT上部

（a）开合式CT（b）浇注式CT

图2-5接地点在CT下部

1．电缆出线方式：

只要将零序CT套在电缆上即可。

但要注意电缆外皮接地点的处理：

当电缆外皮接地点在CT上部时，应将接地线穿过CT接地，并且CT上部不允许再有其

它接地点，如图2-4所示。

当电缆外皮接地点在CT下部时，接地线不得穿过CT接地，并且CT上部不允许再有其它接地点，如图2-5所示。

2．架空线出线方式：

对于架空出线，须使用线路原有的三相电流互感器组成零序电流滤过器，若线路只有A、C相电流互感器，则需在B相加装与A、C相同型号、同规格（最好为同一生产厂家）的电流互感器，接线如图2-6所示

CT1-3

CTN图2-6

六、微机测控装置

采用计算机技术进行数据信号采集，自动计算系统电容电流，发出调节命令实时进行跟踪调节。

目前我公司生产两种系列的控制器：

可以控制一套消弧线圈的ZGML-104/C104型自动跟踪消弧补偿及选线装置，可以控制两套消弧线圈的ZGML-KZ/KC型调匝/调容式自动跟踪消弧补偿及选线装置。

不同调节方式的自动跟踪消弧线圈

随着自动控制技术的进步，消弧线圈由最早的手动调节分头消弧线圈发展为多种调节方式的自动跟踪调节消弧线圈，目前，市场较为常见的有调气隙式、有载调匝式、直流偏磁式、二次调容式消弧线圈。

，

不同的调节方式在性能上各有优缺点，二次调容式消弧线圈就是在其它调节方式的基础上研制出来的。

表2-1是不同调节方式消弧线圈的性能比较，表2-2是干式设备与油浸式设备的对比。

表2-1

表2-2