1、CHNXH消弧消諧及過電壓保護裝置-安徽傳能電氣設備有限公司生產的CHNXH消弧消諧及過電壓保護綜合裝置組成說明書一、 概述長期以來，我國335kV(含66kV)的電網大多采用中性點不接地的運行方式。此類電網在發生單相接地時，非故障相對地電壓將升高到線電壓(UL)，但系統的線電壓保持不變，所以我國國家標準規定， 335kV(66kV)的電網在發生單相接地故障后允許短時間帶故障運行，因而這類電網的各類電氣設備，如變壓器、電壓/電流互感器、斷路器、線路等一次設備的對地絕緣水平，都應滿足長期承受線電壓而不損壞的要求。傳統觀念認為，335kV(含66kV)電網屬于中低壓的變壓配電，此類電網中的內部過電

2、壓的絕對值不高，所以危及電網絕緣安全水平的主要因素不是內部過電壓，而是大氣過電壓（即雷電過電壓），因而長期以來采取的過電壓保護措施僅是以防止大氣過電壓對設備的侵害。主要技術措施僅限于裝設各類避雷器，避雷器的放電電壓為相電壓的4倍以上，按躲過內部過電壓設計，因而僅對保護雷電侵害有效，對于內部過電壓不起任何保護作用。然而，運行經驗證明，當這類電網發展到一定規模時，內部過電壓，特別是電網發生單相間歇性弧光接地時產生的弧光接地過電壓及特殊條件下產生的鐵磁諧振過電壓已成為這類電網設備安全運行的一大威脅，其中以單相弧光接地過電壓最為嚴重。目前國外對3-35kV電網采取中性點直接接地的方式，國內也有少數地區

3、采取了經小電阻接地的方式，雖然抑制了弧光接地過電壓，克服了消弧線圈存在的問題，但卻犧牲了對用戶供電的可靠性。這種系統發生單相接地時，人為增加短路電流使斷路器動作，不論負荷性質及重要性，一律切除故障線路而且也不能分辨出金屬性或弧光接地。使并不存在弧光接地過電壓危害的金屬性接地故障線路也被切除，擴大了停電范圍和時間。由于加大了故障電流，對于弧光接地則加劇了故障點的燒損。隨著國家經濟的不斷發展和人民生活水平的不斷提高，城鄉電網不斷擴大，電纜線路不斷增加，尤其是城市電網和工礦企業，大有電纜線路取代架空線路的趨勢，從而解決空中走廊不足，達到美化環境的目的。電纜線路是采用固體絕緣，一旦擊穿絕緣便是永久性的

4、破壞而不能恢復。電纜線路對地電容很大，單相接地故障電流很大，其中高頻電流更大而衰減卻很慢，因絕緣的破壞使維持弧光接地的電流很大，消弧線圈補償后的殘流足以維持電弧的繼續燃燒，因此消弧線圈在電纜線路中消弧和抑制過電壓作用不理想。運行經驗表明，雖然消弧線圈對抑制間歇性弧光接地過電壓有一定作用，但在使用中也發現消弧圈存在的一些問題。（1）由于電網運行方式的多樣化及弧光接地點的隨機性，消弧線圈要對電容電流進行有效補償確有難度，且消弧線圈僅僅補償了工頻電容電流，而實際通過接地點的電流不僅有工頻電容電流，而且包含大量的高頻電流及電阻性電流，仍可以維持電弧的燃燒。（2）當電網發生斷線、非全相、同桿線路的電容耦

5、合等非接地故障，使電網的不對稱電壓升高，可能導致消弧終圈的自動調節控制誤判電網發生接地而動作，這時將會在電網中產生很高的中性點位移電壓，造成系統中一相或兩相電壓升高很多，以致損壞電網中的其它設備。（3）消弧線圈體積大，組件多，成本高，安裝所占場地較大，運行維護復雜。(4）隨著電網的擴大，消弧線圈也要隨之更換，不利于電網的遠景規劃。CHNXH消弧消諧及過電壓保護裝置是我公司針對上述問題而專門設計的最佳解決方案，研制的高新技術產品。主要應用于 635kV中性點非有效接地電網，該裝置不僅能對該類電網中的各類過電壓（弧光接地過電壓、諧振過電壓、操作過電壓）加以限制，體系管理要求確保產品質量，有效地提高

6、了該類電網的運行安全性及供電可靠性。二、 功能和技術指標安徽傳能電氣設備有限公司生產的CHNXH消弧消諧及過電壓保護綜合裝置組成原理如圖1所示，其主要有以下六個部件組成：1. 大容量ZnO非線性元件組成的組合式過電壓保護器CHNB是一種特殊的高能容的氧化鋅過電壓保護器，與一般的氧化鋅避雷器 (MOA）相比。具有以下優點：（1） CHNB組合式過電壓保護器采用的是大能容ZnO非線性電阻和放電間隙組合的結構，由于間隙元件與ZnO閥片的配合，解決了保護器的荷電率及工頻老化問題。（2） CHNB組合式過電壓保護器的沖擊系數為1，各種電壓波形下的放電電壓值相等，不受過電壓波形影響，過電壓保護值準確，保護

7、性能優良。（3） CHNB組合式過電壓保護器采用四星型接法，可將相間過電壓大大降低，與常規避雷器相比，相間過電壓降低60- 70%，保護可靠性大大提高。組合式過電壓保護器是本裝置中限制各類過電壓第一器件，主要用來限制大氣過電壓和操作過電壓。2. 多功能微機控制器是本裝置的技術核心部件，它以高抗干擾能力的PIC單片機為核心處理器，核心處理器由兩塊單片機組成，故障處理速度極快，主要具有以下功能和特點：（1） 自動化程度高。微機控制器的所有功能均為自動執行，無需人工操作，維護和操作簡便。（2） 抗干擾性能好，可靠性高。微機控制器采用二次電源技術，可抵制各種電磁干擾，所有接口均采用光/電隔離，可消除電

8、源及一次系統對控制器的干擾，控制器還設置了Watchdog自復位電路，可實現裝置的自動復位，完全避免了外界的各種電磁干擾。（3） 完善的保護功能。由于微機控制器采用雙處理器作為處理單元，所以能同時完成對消弧、消諧及選線的綜合控制，而且速度很快。并且裝置能夠完成對電壓互感器高壓保險熔斷報警及電壓互感器二次電壓信號回路故障報警功能。（4） 電壓測量功能。微機控制器能對系統的電壓進行測量，并以數字形式顯示出來。（5） 數據遠傳功能。微機控制設有 RS485/232通訊接口，能將系統的實時故障信息及裝置的工作情況上報控制中心。（6） 故障記錄查詢功能。微機控制器帶有存儲器，能將系統的故障信息（包括故障

9、類型/故障時間等信息）長期保存，用戶可根據需要查詢系統的故障記錄。3. 可分相控制的高壓真空接觸器JZ這是一種特殊的高壓真空交流接觸器，其三相分體，各項一端分別接至母線，另一端接地。正常運行時真空開關處于斷開狀態，受微機控制器控制而動作，各項之間閉鎖，當其中任一相閉合使該母線接地后，其他兩相中的任何一相絕對不會再閉合，從而保護了系統中的設備。4高壓限流熔斷器FU主要作為裝置的后備保護，當線路上發生二點接地短路時，能在lms 之內使裝置快速脫離，防止相間短路事故擴大。其開斷容量可達63kVA，限流效果好。5、電壓互感器TV電壓互感器TV可將系統的高壓三相信號變成可供微機控制器WK處理的三相電壓信

10、號（Ua、 Ub、 Uc）及中性點信號（Uo）。6、高壓隔離開關Qs安裝在本裝置與電網主母線的連接處，用于本裝置安裝和維護時的投切。三、 裝置的基本工作原理消弧原理（1） 系統發生弧光接地時,微機控制器CHNXH-B判斷接地類型和接地的相別，同時發出指令使故障相真空接觸器閉合，把系統由不穩定的弧光接地故障變為穩定的金屬性接地，故障相的對地電壓降為零，原接地故障點的弧光消失。其他兩相的對地電壓升高至線電壓。這種狀態是現行運行規程所允許的。（2） 真空開關動作數秒后（根據接地性質不同，動作時間不同）微機控制器WK令故障相的真空開關斷開，若真空開關斷開后，再無弧光接地故障現象，說明這一接地故障是暫時

11、性的，系統恢復正常運行；若真空開關斷開后，再次出現弧光接地故障，則微機控制器CHNXH-B認定這一故障為永久性弧光接地，此時再次發生指令使故障相的真空開關閉合，CHNXH-B將按照預先設定的程序發生報警信號，告知值班人員故障發生的相別。在真空開關接地點過程出現的短暫的過電壓，由CHNB進行限制。（3） 故障相真空開關第二次閉合接地后不再分開。只有當故障線路自動或人工切除后，由中央控制室或當地給CHNXH-B發復位指令，CHNXH-B收到指令后，讓故障相真空開關斷開，系統恢復運行。圖1 CHNXH微機消弧裝置原理圖總之，在6-35kV電力網中性點非有效接地電網加裝CHNXH消弧消諧及過電壓保護綜

12、合裝置可以帶來以下好處：1. 能將系統的大氣過電壓和操作過電壓限制到較低的電壓水平，保證了電網及電氣設備的絕緣安全。2. 裝置動作速度快，可在二十毫秒內快速消除間歇性弧光及穩定性弧光接地故障，抑制弧光接地過電壓，防止事故進一步擴大，降低線路的事故跳閘率。3. 能夠快速、有效地消除系統的諧振過電壓，防止長時間諧振過電壓對系統絕緣破壞，防止諧振過電壓對電網中裝設的避雷器及小感性負載的損傷。4. 裝置動作后，用戶可以在2小時內完成轉移負荷的倒閘操作處理故障線路。5. 能夠準確查找單相接地故障線路，對防止事故的進一步擴大，減輕運行和維護人員的工作量。6. 由裝置的工作原理可知，其限制過電壓的機理與電網

13、對地電容電流的大小無關，因而其保護性能不隨電網運行方式的改變而改變，大小電網均可使用，電網擴容也沒有影響。7. 本裝置中的電壓互感器可以向計量儀表和繼電保護等裝置提供系統的電壓信號，能夠替代常規的PT柜。8. 裝置設備簡單，體積小，安裝、調試方便，既適用于變電站，同樣適用于發電廠的高壓廠用電系統；既適用于新建站，也適用于老電站的改造。9. 性價比高，相對于消弧線圈系統而言，性能價格比很高。四、 CHNXH型號及參數型號說明CHNXH/-L帶電抗器額定電流額定電壓消弧及過電壓組合保護裝置裝置參數額定頻率：50Hz額定電壓：6、10、20、35kV額定電流：31.5、40、63、80、100、12

14、5、175、200A五、 結構、外形及安裝尺寸裝置的標準尺寸：800 x 1500 x 2300mm (KYN28-12)，也可根據用戶要求,特殊生產。整套裝置為固定式開關柜，外型尺寸根據用戶要求加工，裝置結構如下圖所示,對 6kV、 10kV的柜體，考慮今后用戶檢修方便，寬度一般不小于800mm，對于35kV柜體，寬度一般不小于1800mm；深度和高度可以按照與其并柜體尺寸來定。下圖尺寸為推薦尺寸。選型及要求1. 裝置的額定電壓等于系統的額定電壓。2. 裝置的額定電流不小于保護線路的最大電容電流。六、 使用環境1. 環境溫度：-30402. 海拔高度：海拔2000m及以下（2000m以上需特

15、殊設計）3. 相對濕度：月平均相對濕度不大于90%，日平均相對濕度不大于95% 4. 周圍不得有粉塵、煤氣、煙氣等具有爆炸性的混合物七、 包裝、運輸、儲存1. 一般采用木箱包裝。柜體底座應固定在包裝箱底板上。2. 建議不要長距離在三級以下公路運輸，必要時可以拆散包裝。3. 不要長期在戶外存儲，長期不用時，應儲存在干燥、通風的戶內倉庫內。八、 安裝、調試、維護1. 本公司負責根據用戶的要求進行圖紙設計和參數選擇，由本公司技術人員組裝、調試，設備組裝調試完畢后，由專業檢測人員檢測后方能出廠。如客戶需要，我公司為客戶提供現場指導安裝及調試服務。2. 裝置運行應由專人負責，操作人員應熟悉微機控制器的操作方法，每次操作應有記錄。3. 設備正常工作時不需維護和檢修，但在受到大的故障電流沖擊后必須進行仔細檢查，檢查熔斷器是否損壞，檢查接觸器觸頭是否接觸良好，進行設備的絕緣耐壓試驗。九、 訂貨須知1. 用戶訂貨時應向我公司提供：系統電壓等級