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KD-XH型配电网智能化快速消弧系统说明书.doc
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KD-XH型配电网智能化快速消弧系统说明书.doc
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KD-XH 型配电网智能化快速消弧系
统
说明书
Ver2.2
广 州 智 光 电 气 股 份 有 限 公 司
2006-5-25
- -可修编.
- .
目 录
一 引言 …………………………………………………… 1
二 工作原理 ……………………………………………… 2
三 系统组成 ……………………………………………… 3
四 技术特点 ……………………………………………… 4
五 型号说明 ……………………………………………… 7
六 一般使用条件 ………………………………………… 6
七 技术性能参数 …………………………………………6
1 KD-XH 型消弧系统技术性能参数……………… 6
2 局部型号技术参数表 ……………………………7
八 订货说明 ………………………………………………11
九 消弧系统接线图 ………………………………………11
十 构造及安装尺寸 ……………………………………… 7
附图 5:一次设备就地安装参考布置图……………16
附图 1:接地变压器外形 ……………………………12
附图 2:消弧线圈外形 ………………………………13
附图 3:控制柜外形 …………………………………14
附图 6:消弧线圈成套柜外形图 ……………………17
附录:电容电流估算 ………………………………………18
- .word.zl.
- .
一、引言
配电网中性点接地方式的选择是关系到电力系统运行可靠性的一项重大决策,
须综合考虑多种因素并通过经济比拟才能决定。传统消弧线圈接地方式能自动消除
瞬时性单相接地故障,具有减少跳闸次数、降低接地故障电流的优点,但由于不能
切除非瞬时性单相接地故障,整个配电系统须承受较长时间〔2 小时〕的工频过电
压〔线电压〕,因此对设备的绝缘水平要求高,这对配电系统设备〔尤其对于某些
进口设备,如电缆〕是不利的;同时,非瞬时性单相接地故障的长时间存在也不利
于设备及人身平安。低阻接地方式可防止配电系统出现长时间工频过电压的问题,
对设备绝缘要求相对较低,缺乏之处在于系统中任何单相接地故障都跳闸,导致跳
闸率过高;同时,在系统单相接地故障时故障点接地电流很大,也带来许多不利影
响〔尤其对大容量的配电网更为明显〕。因此,这两种接地方式都各有利弊,只能
适用于一定的条件。
理想的中性点接地方式是,采用快速动作的消弧线圈作为接地设备,对瞬时性
单相接地故障,能快速补偿,正确识别故障消除并迅速退出补偿;对非瞬时性单相
接地故障,系统在消弧线圈补偿的同时在很短的时间〔远小于 10 秒〕能正确判断
接地线路,将故障线路切除,从而提高配电网的供电可靠性。同时系统假设采用
80%避雷器作为过电压保护,使设备的绝缘要求可以降低至与低阻接地方式一样。
这种新方式兼取了上述两种接地方式的优点并防止了它们的缺点,能适用于任何容
量〔可大可小〕、任何构造〔架空线路为主、电缆为主或它们以任意比例混合〕的
配电网。
由省电力试验研究所研制、智光电气股份研制生产的 KD-XH 型配电网智能化
快速消弧系统可以实现上述理想的中性点接地方式。它采用全新的高短路阻抗变压
器式可控消弧线圈〔已获四项专利〕和大功率可控硅技术,配以先进的新型控制器
和 DDS 型单相接地故障检测装置〔已获一项专利〕,可实时跟踪配电网,在瞬时
性单相接地故障时能快速补偿,正确识别故障消除并迅速退出补偿,对非瞬时性单
相接地故障既能快速〔远小于 10 秒〕判断故障线路〔通过屡次校验〕并跳闸〔可
选〕,又可以按传统消弧线圈接地方式持续运行。本系统采用全新的技术,防止了
- -可修编.
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以往传统消弧线圈接地方式及小电阻接地方式的各种局部缺点,从而获得更佳的运
行效果,是一种优良的新型配电网中性点补偿装置。
KD-XH 型配电网智能化快速消弧系统的性能已由包括现场人工接地试验在的
全面考核和在全国二十多个省市,数以千套的系统优良运行记录所验证,并通过了
电力工业部电力设备及仪表质量检测中心的监视检验,已先后通过了新产品技术鉴
定和科学技术成果鉴定,经专家审查鉴定,该型产品为国首创,到达国领先水平,
具有较高的推广和应用价值。
二、工作原理
1.KD-XH 型可控消弧线圈的工作原理
KD-XH 消弧系统采用国首创的 KD-XH 型高短路阻抗变压器式可控消弧线圈,
其构造原理图及等效电路图如下:
变压器的一次绕组作为工作绕组〔NW〕接入配电网中性点,二次绕组作为控
制绕组〔CW〕由两个反向并接的可控硅〔SCR〕短路,可控硅的导通角由触发控
制器控制。该变压器的短路阻抗高达 100%。调节可控硅的导通角由 0 至 180 度
之间变化,使可控硅的等效阻抗 ZSCR 在无穷大至零之间变化,那么 NW 两端的等
效阻抗 Zeq 就在无穷大至变压器的短路阻抗 Z SC之间变化,输出的补偿电流就可
在零至额定值之间得到连续无级调节。该高短路阻抗变压器式可控消弧线圈整合的
专门设计的二次绕组回路及配合控制柜的滤波回路〔专利〕能就地滤除、抑制可控
硅导通时产生的谐波,使输出的电流保持为工频电流。可控硅工作于与电感串联的
无电容电路中,其工况既无反峰电压的威胁又无电流突变的冲击,因此可靠性得到
保障。
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- .
以下用表格说明可控硅在不同导通情况下的消弧线圈电感及输出电流的变化情
况:
可控硅导通角
消弧线圈的阻抗 Zeq
额定电压下输出的电感电流
不导通
∞ 0
0 度~180 度
ZSC+ZSCR~ZSC
0~额定电流
完全导通
ZSC
额定电流
该型可控消弧线圈具有三个独特的优点:
其一,因采用短路阻抗而不是励磁阻抗作为工作阻抗,因而其伏安特性可保证
在 0-110%额定电压围保持极佳的线性度;
其二,因采用可控硅控制,因而其响应速度极快,且输出电流可在 0-100%额
定电流间连续无级调节;
其三,与传统的调匝式、直流偏磁式及调气隙式等相比,其构造简单, 噪音小,
不带任何转动或传动机构,无有载开关和接触器。
2.KD-XH 系统的测量原理
KD-XH 系统实时跟踪配电网,当电网对地电容变化,即消弧系统检测到接地
变压器中性点电压有 ΔU(ΔU<1V)的变化时,KD-XH 系统在 1 秒测量出配电网当
时的对地容抗。装置测量完成后,屏幕显示电容电流,表示当发生单相金属性接地
时接地点将流过的电容电流。
测量基于配电网零序回路,利用改变电感前后的中性点电流、中性点电压的向
量变化来完成。计算公式:
其中, , 和 , 分别为两组不同电感情况下的中性点电流和中性点
电压的向量值。
3.KD-XH 系统的控制方式
- .word.zl.
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