自动跟踪补偿调容式消弧线圈
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消弧线圈调节方式优缺点及说明自动跟踪补偿消弧线圈装置可以自动适时的监测跟踪电网运行方式的变化,快速地调节消弧线圈的电感值,以跟踪补偿变化的电容电流,以保证系统发生单相接地故障时能够有效抑制引故障电流引起的谐振过电压及接地弧光的危害。
自动跟踪补偿消弧线圈按改变电感方法的不同,大致可分:调匝式,调容式,调励磁式(偏磁式)等几种常见的调节形式。
一、调匝式1、工作原理:调匝式消弧线圈是在消弧线圈设有多个抽头,采用有载调压开关调节消弧线圈的抽头以改变电感值。
在电网正常运行时,微机控制器通过实时测量流过消弧线圈电流的幅值和相位变化,计算出电网当前方式下的对地电容电流,根据预先设定的最小残流值或失谐度,由控制器调节有载调压分接头,使之调节到所需要的补偿档位,在发生接地故障后,故障点的残流可以被限制在设定的范围之内。
正常运行采用过补偿方式,消弧线圈接地回路串接阻尼电阻。
2、优点:电感基本上为线性电抗值稳定,铁芯和线圈结构稳定使用寿命长,无非线性谐波干扰,无噪音,可制作很大容量,结构简单,运行可靠有丰富的运行经验,使用量大。
同时因其属预补偿工作方式,即在系统正常运行时,消弧线圈根据控制器的测量计算以投到最佳档位,当系统发生单相接地故障时,消弧线圈对地产生的补偿电流和系统中的故障电流几乎同时发生,因此补偿到位时间最快。
另外调匝式消弧线圈属于机械性调节,当其调到最佳状态时,档位就已固定不动了,当系统发生单相接地故障时,消弧线圈可以不受任何因素的影响达到最佳的补偿效果。
在所有的调节方式中调匝式消弧线圈在故障发生的一瞬间的补偿稳定性最强,且不受控制部分的影响。
3、缺点:调匝式消弧线圈属于有极调节,补偿时有一定极差电流,但不过可以根据提前设计,将档位细分,使极差电流控制在5A以内,甚至更小(国标要求系统补偿后残流不许大于5A)。
另外预调节方式的工作状态,在系统下常运行时会对系统的脱谐度有一定的影响,但可以配套合理的阻尼电阻装置。
四种消弧线圈的性能比较第一部分一、调匝式消弧线圈1、基本工作原理:此种消弧线圈是通过有载开关调节电抗器的分接抽头来改变电感。
2、缺点:1)、补偿范围小(由于有载开关的档位数量的限定,导致消弧线圈补偿电流的上下限之比也就三倍或四倍左右,这样消弧线圈的适用性就比较小);2)、调节速度慢,每调一个档位都要十几秒钟;3)、有载开关不能带高压调节(电网在正常运行时,中性点的电压几乎等于零的时候才能调节,电网发生单相接地后,中性点的电压升高后(最高升到相电压)不能调节,如此时有载开关动作,那么立马就会被烧掉),但有谁能保证在调节档位的时候不发生单相接地事故呢?4)、只能采用预调的方式,不能采用动态的补偿方式,容易导致电网串联谐振过电压(由于调节速度慢,且不能带高压调节,所以消弧线圈必须在电网未发生单相接地时(此时消弧线圈和电网的分布电容处于串联的状态)调节到谐振点附近,这样一来即使串联了阻尼电阻也容易导致电网串联谐振过电压;5)、必须串联阻尼电阻,阻尼电阻容易崩烧(由于必须提前把消弧线圈调节到谐振点附近,所以必须串联一个阻尼电阻,在电网发生单相接地后再把阻尼电阻短接掉,万一接地后阻尼电阻未短接掉或发生高阻接地后中性点电压未升到装置认定接地的门槛电压而导致阻尼电阻不短接,那么阻尼电阻就会被烧掉);6)、使用寿命短,可靠性差(由于此种消弧线圈是靠调整有载开关档位来测量系统的电容电流的大小的,那么电网在一波动时就必须调节档位,此种消弧线圈由于原理性死循环的问题,会导致有载开关来回调整,这样寿命就很短了,另外往往在调整有载开关的过程中如果电网此时发生接地,就会导致有载开关烧毁);7)、补偿电流有级差,补偿效果差(由于消弧线圈是调档位的,所以补偿电流只能分级补偿,不能做到无级连续调节,所以接地后残流大,补偿效果差);8)、一次设备占地大、凌乱、安装使用维护繁杂(由于成套装置一次设备包括接地变、消弧线圈本体、阻尼电阻箱和有载开关四部份,安装使用及维护繁杂)9)、测量方法单一,准确性差(主要是用两点法测量,也就是把消弧线圈分别调到两个不同的档位来测量,在波动及比较大及操作频繁的电网测量准确性更差)。
调匝式、偏磁式、调容式三种调节方式消弧线圈成套装置区别一、三种调节方式消弧线圈成套装置从产品外观构成区别二、三种调节方式消弧线圈成套装置型号区别:调匝式:DT-XHDCZ偏磁式:DT-XHDCP调容式:DT-XHDCR二、三种调节方式消弧线圈成套装置调节方式概述区别(1)调匝式消弧线圈成套装置是将消弧线圈设有多个抽头,采用有载调节开关调节消弧线圈的抽头以改变电感值,来实现对地电感电流的输出,以实现自动跟踪补偿的目的。
(2)偏磁式消弧线圈成套装置是在消弧线圈内布置一个磁化铁芯段,通过施加直流励磁电流改变铁芯的磁通率,从而实现电感的连续可调。
(3)调容式消弧线圈成套装置是二次调节消弧线圈,消弧线圈本体由主绕组、二次绕组组成。
二次绕组链接电容调节柜。
通过调节二次电容的容量即可控制主绕组的感抗及电容电流的大小。
三、三种调节方式消弧线圈成套装置从构成上对比产品构成对比表四、性能特点上区别(1)调匝式消弧线圈成套装置的补偿调节方式属于预调节,即在发生单相接地前,消弧线圈已根据电网电容电流调至最佳补偿状态,其接地补偿相应时间为可控硅短接阻尼电阻时间,响应速度快,补偿效果佳。
(2)偏磁式消弧线圈成套装置的补偿调节方式是随调节,即在发生单相接地前,消弧线圈实时监测计算电网电流;当出现单相接地故障后,利用施加直流励磁电容,改变铁芯的磁阻,以毫秒级的速度调节电抗值,输出补偿电流。
(3)调容式消弧线圈成套装置的电容器选用BFMJ薄膜自愈型电容,额定工作电压1000V,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。
五、选型时该选择哪种调节方式的消弧线圈成套装置?根据具体项目要求,每套装置部件较多,调节方式、补偿方式都不一样。
在产品选型时,根据业主方技术负责人和设计院的偏好,一般情况推荐调匝式消弧线圈成套装置,毕竟传统、经过了时间的考验、稳定、可靠的产品是电网电气设备运行首要考虑的。
自动跟踪补偿消弧线圈成套装置用途
自动跟踪补偿消弧线圈成套装置是一种用于电力系统中的重要
设备,其主要用途是用于消除电力系统中的电弧现象,提高系统的
可靠性和稳定性。
在电力系统中,由于电气设备的运行和外部因素的影响,往往
会产生电弧现象。
电弧不仅会导致设备的损坏,还会对整个电力系
统造成严重的影响,甚至引发火灾和安全事故。
因此,消弧是电力
系统中非常重要的一项工作。
自动跟踪补偿消弧线圈成套装置通过检测电力系统中的电弧现象,并实时跟踪和补偿电弧,可以有效地消除电弧现象,保护电力
设备,提高系统的可靠性和稳定性。
同时,该装置还可以提高系统
的运行效率,减少能源损耗,降低维护成本,延长设备的使用寿命。
除此之外,自动跟踪补偿消弧线圈成套装置还具有智能化、自
动化的特点,能够实现对电力系统的实时监测和控制,提高系统的
运行效率和安全性。
这对于提高电力系统的智能化水平,实现电力
系统的可持续发展具有重要意义。
总之,自动跟踪补偿消弧线圈成套装置在电力系统中具有重要的用途,可以有效地消除电弧现象,保护电力设备,提高系统的可靠性和稳定性,实现电力系统的智能化和可持续发展。
2024年自动调谐消弧线圈的工作原自动调谐消弧线圈在供电系统中的应用为适应供电系统的实际需要,20世纪90年代末,采用我国自行研制ZTJD型自动跟踪补偿消弧线圈系统,其自动跟踪监测技术达到先进水平,运行证明其效果良好。
ZTJD型自动跟踪补偿消弧线圈系统的构成该系统在总结老式消弧线圈运行经验的基础上,独立开发成功的高新技术产品,由下列几个部分组成。
(1)接地变压器消弧线圈必须通过中性点接入系统,对无中性点的角形结线的电源(如6~10kV系统)需配置接地变压器,目前有油浸式或干式两种型式,有如下的功能:1)提供有效的中性点,接地变压器的特点是零序阻抗很小,单相接地时,零序电压在接地变上的压降很小,95%的电压加到消弧线圈上,具有相当好的补偿能力,这种变压器高压侧绕组由两段组成,并分别位于不同相的心柱上,如图2所示,铁心柱上的磁势为零,匝数n1=n2。
2)接地变的二次可代站用变使用,节省投资。
3)能调整电网的不对称电压,满足自动调谐的需要。
(2)电动式消弧线圈目前有油浸式或干式两种型式。
调分头开关同样也有两种型式,对油浸式消弧线圈配油浸式有载开关(9~15档),对干式消弧线圈可配空气式有载开关和真空式有载开关(9~19档)。
有载开关使用在消弧线圈上,以预调方式工作是很轻松的,几乎在空载状态下切换,因此工作很可靠。
这种消弧线圈的电流调节范围比较宽,一般能达到1:4(如20~80A)。
消弧线圈的二次线圈增多,不但供测量,而且满足二次阻尼和注入信号的要求。
(3)微机控制部分ZTJD型接地补偿装置之所以能够达到自动跟踪和自动调谐的目的,主要靠微机控制器来实现。
主要完成在线检测位移电压、电容电流等参数,根据测量参数分析判断,如需调整,发出指令进行调整,并有显示、报警、远送等功能。
(4)阻尼电阻及其控制部分调匝式自动调谐消弧线圈系统之所以能够实现在全补偿状态或很小脱谐度下运行,关键是在消弧线圈回路串人大功率的阻尼电阻只,以提高电网的阻尼率使谐振点的位移电压降到15%相电压以下,所以不必担心谐振时会发生调谐过电压,阻尼电阻在电网正常运行时串入,防止串联谐振,当系统发生接地时,快速将其短接以免影响消弧线圈的输出电流。
消弧线圈自动跟踪补偿装置的原理《说说消弧线圈自动跟踪补偿装置那些事儿》嘿,朋友们!今天咱们来聊聊这个听起来有点专业,但其实超有意思的消弧线圈自动跟踪补偿装置的原理。
你可别一听这名字就觉得头大,觉得跟咱普通人没啥关系。
实际上,这玩意儿就像是电力系统里的一个超级英雄!想象一下,在那复杂庞大的电网世界里,时不时会有点小电流跑来跑去,要是放任不管,可能就会惹出大麻烦。
而消弧线圈自动跟踪补偿装置呢,就是专门来对付这些调皮小电流的。
它的原理其实挺好玩的,就像是一个很会察言观色的小机灵鬼。
它时刻关注着电网里的情况,一旦发现有那些不老实的电流出现了,立马就行动起来。
它会迅速地调整自己的状态,放出合适的电流去把那些捣蛋的家伙给“收服”了。
比如说吧,电网里突然多了一些不该有的电容电流,这时候消弧线圈就会赶紧调整自己的电感电流,让两者达到一个平衡,把麻烦扼杀在摇篮里。
它就像是一个默默守护电网安全的卫士,无声却又至关重要。
我第一次了解到这个装置的时候,就忍不住想,这玩意儿可真神奇啊!那么小的一个东西,居然能对那么大的电网起到这么重要的作用。
而且它还一直在那自动跟踪、自动补偿,根本不用人时刻盯着它。
感觉它就像是有自己的小脑袋瓜一样,知道什么时候该做什么。
有时候我就想,要是生活中也有这样一个东西就好了。
比如能自动跟踪我的情绪,在我心情不好的时候给我补偿点快乐,哈哈!开个玩笑啦。
总的来说呢,消弧线圈自动跟踪补偿装置虽然原理有点复杂,但咱们可以用一种有趣的方式去理解它。
它就是电力世界里的保护神,默默地为我们的用电安全保驾护航。
下次当你打开电灯,享受着明亮的灯光时,说不定就是这个可爱的小装置在背后默默地付出呢!所以啊,咱们可得好好感谢它,也感谢那些研究和制造它的人们,让我们的生活变得更加便利和安全。
自动跟踪补偿调容式消弧线圈金黎,吴欣西安森宝电气工程有限公司摘要:自动跟踪补偿调容式消弧线圈成套装置是通过投切消弧线圈二次侧的电容器来改变其感抗的大小。
对二次侧电容器进行编码,可作到宽范围,跨越式快速调节。
控制器采用高速PC104 工控机为核心,能快速,准确计算出系统对地电容电流的大小,并带有选线功能,在模拟试验和现场应用中取得了理想的效果。
关键词:消弧线圈调容式自动跟踪补偿工控机Abstract: The capacitance-adjusting type of arc- suppressing coil that have the function of automatic tracking and compensating adjusts reactance by switching the capacitances of capacitors that paralleled the low voltage side of the arc-suppressing coil .Encoding to second side capacitors , the regulation may be realized speedily in the broad range with the leaping -over style. The controller adopts PC 104 embed industrial computer as the core, is able to calculate out exactly and speedily the electric current size of systematic earth capacitor and has the function of choosing fault current line. The effect of simulated test and field test of the controller is rather ideal . Key words: arc- suppress ing coil; capacita nc—djust ing type; automatic track ing and compensating; embed industrial computer0 引言随着国内6〜66kV配电网不断扩大,电缆线路也逐年增加,使得系统对地电容电流越来越大,消弧线圈在系统中的作用也越来越重要。
消弧线圈可以有效地补偿系统线路对地电容电流的大小,在发生单相接地故障时,减小了故障点的残流,达到自然熄弧的目的,避免了单相接地扩大为相间短路,降低了人身伤亡和设备损坏的可能性。
3-10KV 不直接连接发电机的系统和35KV、66KV 系统,当单相接地故障电容电流不超过下列数值时,应采用不接地方式;当超过下列数值又需在接地故障条件下运行时,应采用消弧线圈接地方式。
(1)3-10KV 钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有35KV 、66KV 系统、10A。
(2)3-10KV 电缆构成系统30A。
目前国内运行的消弧线圈主要有:调匝式,调气隙式,直流偏磁式等。
调匝式和调气隙都存在调节范围窄,动作缓慢。
直流偏磁式虽然克服了这以缺点,但是晶闸管移相控制会给系统带来了大量的谐波污染,此外,与其他几种调感方式相比较,成本高。
【1】1 调容式消弧线圈的组成及补偿原理1.1 调容式消弧线圈的结构组成基于电力系统对消弧线圈成套装置的要求不断提高,西安森宝电气工程有限公司独立研制了一种调容式消弧线圈成套设备,如图1 所示(虚线以下为成套装置,虚线以上为系统)。
1# B, 2# B为Z型接地变压器的特点为零序阻抗小,一次侧设有无励磁分接开关用于调节不平衡度。
它能引出中性点接消弧线圈,二次侧一般带站用电。
1# XH ,2# XH 为消弧线圈串接在接地变压器的中性点上, 电容器柜消弧线 圈并联1 # R , 2# R 为阻尼电阻接于消弧线圈于大地之间,用来限制系统谐振过电 压。
用于本装置工作在靠近谐振位置,阻尼电阻串接其中可以起到消除谐振过电 压,使中性点位移电压小于系统相电压的 15%。
1# PT , 2# PT 为中性点电压互感器用于采集中性点位移电压, 1# CT , 2# CT 为中性点电流互感器用于采集中性点电流,为计算电容电流提供参数。
控制器及控制屏安装于变电站室内。
图1调容式消弧线圈系统原理图1. 2 调容式消弧线圈调感原理调容式消弧线圈如图2所示,有一次侧和二次侧两组电感线圈,通过调节二 次侧并列电容器的大小,改变二次侧电感,从而改变一次测电感值。
C1,C2, C3, C4, C5大小分别以C ,2C ,4C ,8C ,16C 排列,其中C 为C1的大小。
这 样,就为5路电容器编码,一共可以有 00000〜11111, 32级档位。
由于使用动 作时间为毫秒级的真空接触器投切电容器, 故调容式消弧线圈不但拥有很宽的调 节范围,并且其响应速度快,克服了传统消弧线圈不能越级调节的困难。
电容器 在二次侧工作,降低了电容器的电压等级,大大降低了生产成本。
其等效电路如 图3所示。
图2消弧线圈结构原理图如图3所示为以电感,电容并列支路,其对外等效阻抗 X 为: 1 j L jg j L j C因为,,L 均为常数,令「2L 二M ,画出(1)式函数曲线如图4所示。
当 C (0, 1/M )式时,阻抗值X>0,成感性,此时X 值随C 值的增大而增大,随 C 值的减小而减小。
当C 值趋近于1/M 时,C 值的改变会引起X 的剧烈变化, 故在这个区间内,电容电流的计算值相对误差会稍大一些。
1. 3自动跟踪补偿原理在图5的等效回路中,考虑的是零序回路的参数【2】,所以导线的相间电 容、改善功率因数用的电容器组、电网内负载变压器及其有功负荷不起作用。
因 为它们都是接在相间的。
由于消弧线圈一般工作在谐振位置,故在消弧线圈与地 之间串接阻尼电阻,来降低品质因数。
控制器在计算电网电容电流时,忽略消弧 线圈的等值损耗电导及对地电容的泄露电导。
调谐时 ,先测量当前档位时流过消 弧线圈的电流i 1,然后调节消弧线圈的档位,测量新的电流i 2并计算其相对于的相 位差9。
根据两档位的电抗之差和9的关系,可以计算出对应档位时的脱谐度。
图5 一次系统等效电路图j L 1 - 2LC (1) 图3消弧线圈等效电路图图4 (1)式函数曲线bd (2)式中,R 为等效回路的等值电阻,Xc 为系统对地容抗,Xn i , Xn 2分别为消弧线 圈两次档位时的感抗。
在每次换档由于时间很短,可认为中性点不平衡电压 Ubd 不发生变化,上两式相除得:I l _ R j(X n2 -XC) |. 一 R j(X ni - Xc) 12 由于11 - kcosv jksi nv( 5) I 2式中k ,二分别为两次测量电流幅值之比和相角差。
将(4)式代入(5)式, 分别对实部,虚部列方程得系统对地容抗: 当系统对地容抗发生改变时,同理可推导出新的对地容抗:X c2 二 X n (1 - M) MX C1 (8)式中X C 1,X C 2为系统对地容抗变化前后的对地容抗值。
控制器可根据式(6),(8)自动测得系统对地容抗,以此为判据调整消弧 线圈到相应档位,达到自动跟踪补偿的目的。
3 控制器的设计3. 1控制器硬件结构本装置控制器采用PC104嵌入式CPU 模块为核心,可以运行DO 操作系统,为 编写软件提供了很大的便利。
板载显卡,并带有串行口,并行口,为其远动控制 及功能扩展提供了前提条件。
看门狗为连续不间断工作提供了良好保障。
A/D 转换模块AD1612,通过PC104栈接器与CPU 模块相连,可以组成一 个高性能的数据采集与控制系统。
它有16个单端或8个差分模拟输入通道,24路 可编程数字量I/O ,精度为土 0.5%。
每1.25毫秒对外部信号采样一次,一个周波 可米16点,然后对米样点进行FFT ,可得到测量量的幅值和相角。
通过PC104栈接器再连接一块IR104输入输出模块。
它拥有20路继电器(可 读写)和20路光耦(只读),通过光耦可获得外部开关量信号,通过对继电器编 程控制,对外输出开关量信号。
控制器还提供良好的人机对话界面, 装有大屏汉显液晶,打印机,和工业小 键盘。
用户可十分方便的观察和操作。
3. 2软件流程控制器软件直接在DO 操作系统TC 环境下编写。
软件采用模块化设计,可移 植性高。
图 5为程序主流程图。
另外程序中还有液晶显示模块,打印控制模块, 响应键盘模U bd(3)式中X C X n2 — MXn1 1 -Mk - cos (6)(7)块等。
图5 程序主流程图4 结论西安森宝公司独立研制的调容式自动跟踪补偿消弧线圈采用预调谐式,响应速度快,调档范围宽,计算准确。
并带有RS232 RS48通讯接口,能实现遥信,遥测,遥控,遥调,能够满足变电站无人值班,少人职守的要求。
带有接地选线功能,发生单相接地故障时为运行人员提供了有利的指导依据。
一台控制器可控制两台消弧线圈。
目前已在西安子午峪变电站运行10个月,效果良好。
参考文献:【1】电力行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》,1997【2】解广润电力系统过电压北京:水利电力出版社,1985。