HS-WTB微機型鐵磁諧振消除裝置

一、裝置概述  

HS-WTB系列微機消諧裝置是我公司針對 66KV、35KV、10KV、6KV、3KV 及以下電壓等級的中性點不接地或經電阻、消弧線圈接地系統，由于鐵磁諧振而時常發(fā)生的電壓互感器（PT）燒毀甚至爆炸的惡性事故，研制生產的新型智能消諧裝置。裝置利用抗干擾能力強的AVR 單片機作為檢測和控制的核心元件；采用大功率、無觸點元件消諧；以液晶顯示器（LCD）、信號指示燈；配以的智能化軟件，動作更可靠、操作更簡單、更直觀、更準確。

裝置可實時監(jiān)測并顯示 PT 開口三角電壓 17Hz、25Hz、50Hz、150Hz 四種頻率的電壓分量。發(fā)生故障時可以區(qū)分過電壓、鐵磁諧振以及單相接地，并給出相應的報警信號；如是諧振故障，可迅速啟動消諧元件進行消諧；并配有通信接口把故障信息傳送至有關部門，實現遠動控制。

二、工作原理

1、電壓互感器PT產生鐵磁諧振的原因

電力系統有大量元件屬于電感性的和電容性的，如電力變壓器、互感器、發(fā)電機、消弧線圈為電感元件，補償用的電容器組、高壓設備的寄生電容為電容元件，而線路各導線對地和導線間既存在縱向電感又存在橫向電容。這些儲能元件組成復雜的LC振蕩電路，在一定的能量作用下，特定參數配合的回路就會發(fā)生諧振現象。例如在中性點非有效接地系統中發(fā)生單相接地時，電壓互感器和線路對地電容之間、受電變壓器和相間電容之間、空載變壓器和空載長架空線電容之間所形成的振蕩回路都有發(fā)生諧振的可能。例如電壓互感器在正常工作條件下，三相基本平衡，電網中性點對地位移電壓很小，但在電壓互感器突然合閘、電網中單相接地突然消失等情況下，會造成電磁式電壓互感器的三相對地電壓也隨之變化，出現過電壓使電壓互感器鐵芯飽和，電感量降低，與線路對地電容形成的振蕩回路就可能激發(fā)起鐵磁諧振。

2、鐵磁諧振的產生條件

2.1 電壓互感器的突然投入

2.2 線路發(fā)生單相接地

2.3 系統運行方式的突然改變

2.4 系統負荷發(fā)生較大的波動

2.5 電網頻率的波動

2.6 負荷的不平衡變化

3、鐵磁諧振的危害性

發(fā)生鐵磁諧振時產生的較高過電壓和較大的過電流，極易使電力設備的絕緣損壞，嚴重情況下危及運行人員的安全。

3.1 中性點不接地系統發(fā)生單相接地時，接地電弧不能自然熄滅就會產生弧光過電壓，致使系統中絕緣薄弱的地方放電擊穿，在過電壓的作用下造成第二點接地發(fā)展為相間短路，造成電力設備損壞并嚴重威脅系統安全運行。

3.2 發(fā)生鐵磁諧振時，電壓互感器感抗下降，一次勵磁電流急劇增加，使高壓保險熔斷。如果電流未達到保險的熔斷值，使電壓互感器長時間處于過電流狀態(tài)下運行，勢必造成電壓互感器的損壞。

3.3 產生零序電壓分量，出現虛幻接地現象，使絕緣監(jiān)察裝置誤發(fā)接地信號。

4、HS-WTB鐵磁諧振消除裝置工作原理

裝置采用 AVR 單片微機作為核心，對 PT 開口三角電壓（即：零序電壓）進行循環(huán)檢測。在正常工作情況下，裝置內的大功率消諧元件處于阻斷狀態(tài)，對系統無任何影響。當 PT 開口三角電壓大于 30V 時，說明系統出現故障，裝置對電壓互感器開口三角電壓進行數據采集、分析，并判斷出當前的故障狀態(tài)；如果是某種頻率的鐵磁諧振，迅速啟動消諧元件予以消除。如果是過電壓或接地，裝置給出相應的報警信號。對于各種故障，裝置可以分別給出報警信號和顯示、并自動記錄、存貯有關故障信息，并上報給上位機。

三、主要功能和技術參數

1、適用范圍： 66KV以下中性點不接地或經消弧線圈接地的小接地電流系統。

2、母線段數：1段。

3、消諧頻率：三分頻、二分頻、基頻、三次諧波或其它高次諧波。

4、動作頻率范圍（HZ）：三分頻（14～18）、二分頻（22～27）、基頻（47～52）、三次諧波（145～162）、其它高次諧波（頻率大于52的非三次諧波）。

5、動作電壓（V）：三分頻、二分頻30±5，基頻、三次諧波、其它高次諧波（頻率大于52的非三次諧波）110±5。以上啟動值為缺省經驗值，用戶無需整定。

6、遠動報警功能：諧振報警、過電壓報警、接地報警、裝置失電報警。

本系列報警各提供一對無源觸點（觸點容量為8A/250VAC、8A/30VDC），在電壓不超過250V，電流不超過0.5A，時間常數為5±0.75ms的直流回路中，裝置輸出觸點的斷開容量為40W。

7、工作狀態(tài)指示：運行指示燈（綠色、裝置正常運行時閃爍）、諧振報警燈（紅色、三次內消諧成功點亮）、過電壓報警燈（紅色、三次內消諧不成功點亮，此時裝置返回運行，過電壓消除后滅）。

8、通訊功能：RS485

9、電源：交直流220V、交直流110V（供選擇其一、請在訂貨時說明）。

10、使用環(huán)境：溫度-10℃～55℃      濕度≤90%       大氣壓力80～110KP

四、裝置的工作特點

1、CPU數據采集、運算、邏輯判斷、控制輸出等速度快，精度高，軟硬兩級“看門狗”（Watchdog） 模式，抗干擾、自檢及自恢復能力強；

2、采用128×64點陣液晶顯示器（LCD），全中文化，顯示信息豐富、直觀；

實時顯示系統時鐘、日歷、PT開口三角電壓4種頻率（3分頻/17Hz、2分頻/25Hz、工頻/50Hz、3 倍頻/150Hz）的電壓分量；

3、可以判別過電壓、諧振以及單相接地，并對諧振迅速消除，消諧分兩級動作更可靠；

4、對各種故障均可給出告警信號并顯示和保存有關信息，保存信息掉電后不丟失；

5、消諧元件出口功率大、無觸點；

6、通過中文菜單提示和面板按鍵整定，調試和維護簡單、方便；

7、硬件、軟件冗余設計，抗干擾能力強；

8、適用于各種電壓等級的PT；

9、配置通信接口把各種故障信息傳送至有關部門，適用于無人值守變電站。

五、裝置面板各元件的功能說明

1、裝置面板圖：

2、裝置面板各元件的功能說明：

a、液晶以漢字菜單顯示裝置的運行信息。

b、工作指示燈：運行（綠色、裝置正常運行時閃爍）、接地（紅色、裝置故障時點亮并退出運行）、諧振（紅色、三次內消諧成功點亮）、過電壓（紅色、三次內消諧不成功點亮，此時裝置返回運行,過電壓消除后滅）、通訊（通訊正常時閃爍）。

c、按鍵“△”“▽”“  ”“  ”為菜單選項用，有時“△”“▽”鍵作數值增、減1使用，“  ”“  ”鍵作左右移位用。

d、“退出”鍵作返回上一級菜單用。

e、“確認”鍵作菜單選項或參數設置的確定用。