LN-7200微机消谐装置.doc

LN-7200微机消谐装置 技术说明书 河北隶能电气设备科技有限公司 一、装置概述 LN-7200系列微机消谐装置是我公司针对66KV、35KV、10KV、6KV、3KV及以下电压等级的中性点不接地或经电阻、消弧线圈接地系统，由于铁磁谐振而时常发生的电压互感器（PT）烧毁甚至爆炸的恶性事故，研制生产的新型智能消谐装置。装置利用ARM单片机作为检测和控制的核心元件；以液晶显示器（LCD）、信号指示灯；配以最先进的智能化软件，动作更可靠、操作更简单、更直观、更准确。 装置可实时监测并显示PT开口三角电压 17Hz、25Hz、50Hz、150Hz 四种频率的电压分量。发生故障时可以区分过电压、铁磁谐振以及单相接地，并给出相应的报警信号；如是谐振故障，可迅速启动消谐元件进行消谐；并配有通信接口把故障信息传送至有关部门。 二、工作原理 1．PT产生铁磁谐振的原因 电力系统中有大量的储能元件，如电压互感器、变压器、电抗器等电感元件，电容器、线路对地电容、断路器的断口电容等电容元件。这些元件组成了许多串联或并联振荡回路。在正常的稳定状态下运行时，不可能产生严重的振荡。但当系统发生故障或由于某种原因电网参数发生了变化，就很可能发生谐振。譬如在中性点非有效接地系统中：一相断线接地，受电变压器和相间电容；电压互感器和线路对地电容；空载变压器和空载长架空线电容所形成的振荡回路，都有可能发生谐振。谐振常常引起持续时间很长的过电压。电压互感器一类的电感元件在正常工作电压下，通常铁心磁通密度不高，铁心并不饱和，如在过电压下铁心饱和了，电感会迅速降低，从而与电容产生谐振，这时的谐振称作铁磁谐振。铁磁谐振不仅可在基频下发生，也可在高频和低频下发生。 正常运行时，电压互感器开口三角的电压(3U0)理论上是0V，在实际中一般也不超过 10V。系统发生单相接地故障时，3U0将迅速升高到30V，有时更高，达到120V，形成过电压。当系统上电时，由于三相不同期等原因（存在有如瞬时接地故障等的现象，会在电压互感器中产生很大的谐波电流，导致互感器内部铁芯饱和，使二次侧的波形发生畸变，当畸变足够大时，就形成了铁磁谐振。另外也有因磁滞损耗和涡流损耗而形成谐振的情况。在形成的谐波含量中，17Hz，25Hz，150Hz三种成分比重较大，其他的分量相对很小，一般忽略。 2．铁磁谐振产生的条件 2.1 中性点非有效接地系统； 2.2 非线性电感元件和电容元件组成的振荡回路。回路线性状态时的自振频率小于某 次低频谐振频率，当铁芯饱和而电感减小时，回路自振频率增加到恰好等于某次低频的谐振频率； 2.3 振荡回路中的损耗足够小，所以谐振实际上发生在系统空载或轻载时； 2.4 电感的非线性要相当大； 2.5 有激发作用，即系统有某种电压、电流的冲击扰动，如跳、合闸，瞬间短路等。 3．铁磁谐振消除原理 装置实时监测PT开口三角电压，运用DFT算法计算出零序电压四种频率的电压分量。 本装置较目前市场上同类设备增加了压敏元件，该元件的电抗随谐波电压而变化，从而破 坏PT铁磁谐振的产生条件。达到了实时在线消除运行过程中瞬态谐振的目的，极大地降低了谐振产生的可能性。 如压敏元件未能完全消除PT产生的铁磁谐振，则瞬间启动大功率消谐元件予以消除。 在消谐过程中，使用了最优决策算法，即寻找合理的消除点 我们知道，谐波电压中17Hz，25Hz，150Hz谐波分量叠加在50Hz的基波上，将使基波波形发生严重畸变，在消谐元件出口消谐时，如不区分具体的消除点，就很容易造成PT运行的不安全，并且出口在谐波的过零点时就没有意义。所以根据最优决策理论，应该寻找那些基波过零点与谐波峰值之间的黄金分割点(0.618)进行消除，这样既可以消除谐振又能保证基波不受或少受影响(图6—1)。 当谐振发生时，每隔一微小时间段启动一次大功率消谐元件，启动3次算作一段，如 果在第一段消谐过程中未能完全消除，隔一定时间启动第二段，若仍未能完全消除，则隔一定时间启动第三段。之后如谐振故障依然存在，则为了PT安全的考虑，不再启动大功率消谐元件，只用压敏元件予以实时在线消除。直到谐振完全消除。 4. 动作判据 4.1 谐振判据：17Hz谐波电压≥17V或25Hz谐波电压≥25V或150Hz谐波电压≥33V或基波电压≥谐振电压定值。 4.2 接地判据：基波电压≥接地电压定值。 4.3 过压判据：基波电压≥过压电压定值。 4.4 返回系数：95%。 三、型号说明 四、技术参数 工作电源：AC/DC220V； 最大功耗：≤15W； （3） 电压等级：1个； （4） 母线段数：1～4段； （5） 可消除谐振频率：17Hz（3分频）、 25Hz（2分频