GSD微機智能小電流接地選線裝置

1 產品概述 微機智能小電流接地選線裝置是針對我國中壓電網絕大多數是小電流接地系統(也即中性點非有效接地系統),當發生單相接地故障時,規程雖允許帶故障運行2小時,但
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1 產品概述

微機智能小電流接地選線裝置是針對我國中壓電網絕大多數是小電流接地系統(也即中性點非有效接地系統),當發生單相接地故障時,規程雖允許帶故障運行2小時,但由于過電壓危害絕緣,仍可能引發事故。供配電系統故障統計表明,單相接地故障發生的概率占66%以上,因此迅速確定單相接地時的接地位置對供配電系統的安全運行意義重大。

本系列微機智能小電流接地選線裝置應用INTEL80C196KC微處理機多CPU系統,結合多種新型技術做到多路信號同時采集,采集系統獨立工作不占用主CPU工作時間。具有采集速度快,抗干擾能力強等特點。本產品采用新穎的算法克服了同類產品弧光接地時正確選線率低的缺點。

2 產品介紹

  1. 適用領域

    本產品可用于滿足下述條件的小電流系統選線。

  • 中性點不接地的小電流系統。

  • 最大四段母線系統,總出線回路不大于36路。

  • 廣泛應用于電力系統變電站、發電廠及煤礦、鋼鐵、冶金、化工等大型廠礦的供電系統。

  1. 性能及特點

  • 本產品選用INTEL80C196KC微處理器芯片。

  • 本機針對國內其它小電流選線設備對弧光接地判斷準確率低的情況,采用了先進的最大增量法進行弧光的選線判斷。

  • 針對不同情況可有三種方案進行選線。

  • 漢子書輸出信息科通過液晶顯示追憶(8次故障數據)。

  • 提供可選兩種數據通訊接口:RS232/RS485。

  • 選線提供打印機為選配功能,須訂貨時說明。

3 使用條件

  1. 環境條件

  • 環境溫度:-30~+60℃。

  • 海拔高度:2000米。

  • 周圍空氣濕度:90%25)、50%40)。

  • 地震烈度:8度(水平加速度0.25g、垂直加速度0.105g)。

  • 使用環境:不得有粉塵、煤氣及煙氣等具有爆炸性、腐蝕性和易燃性的混合物。

  1. 基本工作條件

  • 最小工作電壓:20V,最小工頻工作電流:20mA。(DL/T 872-20044.5.1a規定)

  • 最大電容電流比:50%。即系統中出線對地電容電流中最大的與全系統電容電流之比必須小于50%。(DL/T 872-20044.5.1b規定)

  • 單相接地時總諧波電壓畸變系數:1.0%-6.0%。(DL/T 872-20044.5.1d規定)

  • 選線最大須接入三個出線,且這三個出線所產生的二次電容電流須大于20mA。

  • 由于選線裝置由20mA最小工作電流的要求,所以對系統內的零序CT(或三相CT)變比的選擇是有要求的,即系統總電容電流減去本條出線的電容電流,再除以零序CT變比必須遠大于20mA,且小于2A(建議二次電流再100mA-2A最好)。

  • 系統總電容電流是指同一臺發電機(或同一臺主變)下的所有電纜的電容電流總和,有時不光是一個開關站下接的電纜,還有可能包括其下級開關站的電纜。

4 電氣參數

  1. 輸入量額定值

  • 零序電壓(U0):100V

  • 零序電流(I1-I36):20mAI2A

  • 電源電壓:直流220V+10%,功耗:<100W

     

  1. 輸出量額定值

  • 可輸出常開接點數:1

  • 接點允許電流:5A/DC220V

  • 繼電器輸出接點可接報警輸出

  1. 通訊接口

  • 可接RS232RS485接口,默認為RS485接口。

5 工作原理

  1. 本機工作方式

  • 電流方式:本方式一接地就顯示接地的電容電流值,不選線,繼電器不報警輸出,不記憶。

  • 幅值方式特點:本方式對現有零序CT選取的信號中暫態幅值最大的選為故障線,不同與傳統意義上的簡單幅值方式,如信號電流太小,本方式不動作。本方式對無法確保零序CT極性一致時可采用。

  • 配合方式特點:本方式對現有零序CT選取的信號中兩個階段中增量最大的一路為故障線。如信號電流太小,本方式不動作。

  • 對國內其它小電流選線設備對弧光接地判斷準確率低的情況,本機采用了先進的最大增量法進行弧光的選線判斷。

下面將以四條線路為例,對本機在配合工作方式下的最大增量法方案做一簡單介紹。

  1. 與消弧裝置配合方式工作原理:

本機在啟動工作后,當發生接地時,零序電壓會觸發本機進入采集狀態采集各回路零序電流,取出數據后進行第一階段運算。如1、2、3、4號線的電流分別為-15A、+4A、+5A、+6A。

此時消弧設備判斷接地類型,如果是金屬接地,消弧設備不動作;如果是弧光接地,消弧設備把弧光接地強行變為金屬接地,本機再進行采集狀態采集各回路零序電流,根據本次數據進行第二階段運算。如果是金屬接地,此時接地1、2、3、4號線的電流將可能約為-15A、+4A、+5A、+6A,故障線(1號線)電流與非故障線電流相反且至較大,故可直接判斷選線。如果是弧光接地,此時接地1、2、3、4號線的電流方向一致,可能約為+5A、+4A、+5A、+6A,此時四條線路電流分別與第一階段的-15A、+4A、+5A、+6A分別相減的增量差為20A、0A、0A、0A,故障線(1號線)的增量為20A,是增量最大的一路線,即可選出故障線。然后把所選出的接地信息在液晶顯示屏上顯示,若接地現象消失、排除,本機返回工作狀態,否則接地信息會一直在液晶顯示屏上顯示。

國內其它小電流選線設備對弧光接地判斷準確率低的原因是由于此類設備由于采樣點為20點/20ms左右,又大多用傅立葉算法,只能測到五次諧波的信號,而弧光接地時的信號多在幾干赫茲,故此類設備根本無法對于弧光接地做準確的判斷,只能對金屬接地作準確判斷。

而本機由于對于弧光接地采用了先進的最大增量法,故不但能對金屬接地最準確判斷,還可對于高頻的弧光接地信號做出準確判斷。

6 產品的使用

產品的安裝及一般注意事項

本產品采用標準4U機箱,嵌入式安裝,后面板接線。所有的零序電流傳感器同名端必須完全一致,入線最好用屏蔽雙絞線方式接入本機,本機的機殼必須接大地。零序CT二次線阻抗不能大于2歐姆。

模擬實驗時盡量從每一路零序CT的一次通入若干A電流,使選線上看到的二次0.02A-2A的電流值乘以CT變比后與所輸入的一次電流相近,否則說明變比不對或CT二次線沒接緊。零序CT二次線盡量每一兩年校一次,以免發生二次線生銹和松動情況。

附圖1:前面板示意圖(打印機為選配功能)

 

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技術支持:金思緒

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