FG-XHG消弧消調及び過電圧保護装置

製品の概要

長い間、我が国の3〜66 KVの電力網の多くは中性点が接地しない運行方式を採用してきた。この電力網は構造が簡略化されている単、投資が小さく、電力供給信頼性が高い利点。電力網に安定した単相接地故障が発生した場合、システム線電圧は変化しないが、非故障相の対地電圧は線電圧に上昇し、このシステムの電気設備の絶縁はいずれも長期線電圧の強度に耐えられ、故障を持って2時間運転することができるためである。しかし、システムで発生する一方向接地故障が間欠アーク接地であれば、3.5倍の相電圧ピークまでの過電圧がシステムに発生し、このような高過電圧が数時間電力網に作用すると、電気機器の絶縁に損傷を与え、さらには通常相対的に絶縁破壊をもたらし、ひいては相間短絡事故に発展する。間欠的なアーク光接地過程において、多周波数帯振動回路も形成され、高振幅の相対的な過電圧を発生するだけでなく、高振幅の相間過電圧が発生し、相間絶縁をフラッシュさせ、相間短絡事故を引き起こす可能性がある。

我が国の都市及び農村電力網の大規模な技術改造に伴い、都市、農村の配電網は必ずケーブル化に向かって発展し、システムの対地容量電流は次第に増大し、アーク接地過電圧問題もますます深刻になってきた。運転経験により、このような電力網が一定の規模に発展した時、内部過電圧、特に電力網が単相間欠的に孤光接地した時に発生した孤光接地過電圧、及び特殊な条件下で発生した強磁性共鳴過電圧はすでにこのような電力網設備の安全運転の大きな脅威となり、その中で単相弧光接地過電圧が最も深刻であることが証明された。上述の問題を解決するために、多くの電力網は電力網の中性点に消弧コイルを設置し、システムが単相アーク接地が発生した場合、消弧コイルで発生した感性電流を利用して故障点容量電流を補償し、故障電流を減少させ、自然消弧の目的を達成する。運転経験により、消弧コイルは間欠的なアーク接地過電圧の抑制に一定の役割を果たすが、使用中に消弧コイルに存在するいくつかの問題も発見された。

グリッドの運転方式の多様化とアーク光接地点のランダム性のため、消弧コイルは容量電流を効果的に補償するのは難しいが、消弧コイルは周波数容量電流を補償しただけで、実際に接地点を通過する電流は周波数容量電流だけでなく、高周波電流と抵抗電流を大量に含み、深刻な場合は高周波電流と抵抗電流だけでアークの持続燃焼を維持することができる。

電力網に断線、非全方向、同ロッド線路の容量結合などの非接地故障が発生し、電力網の非対称電圧を上昇させ、消弧コイルの自動調整コントローラが電力網の接地発生を誤って判断して動作する可能性があり、この場合、電力網中に高い中性点変位電圧が発生し、システム中の1相または2相電圧の上昇が多くなり、電力網中の他の機器を損傷させる。

消弧コイルは体積が大きく、部品が多く、コストが高く、設置場所が大きく、運行維持が複雑で、しかも電力網の拡大に伴い、消弧コイルもそれに伴って交換しなければならず、電力網の遠景計画に不利である。

現在、国内の電力網は小抵抗で接地する方式を採用しており、アーク接地の過電圧を抑制し、消弧コイルの問題を克服したが、ユーザーへの電力供給の信頼性を犠牲にして、故障した回線を一律に切除し、金属性やアーク接地故障のタイプを見分けることができない、アーク接地過電圧の危害がない金属性接地故障線路も切除され、停電範囲と時間が拡大した。故障電流を増大させるため、アーク接地に対して故障点の焼損を激化させる。

そのため、当社はFG-XHG消弧消調及び過電圧保護装置を開発し、中性点非有効接地システムの相間、相地過電圧を電力網の安全範囲内に制限することができ、各種過電圧による電力網への脅威を徹底的に解決し、電力網の安全給電の信頼性を高めた。

動作原理

1、システムにアーク接地が発生した場合、マイコンコントローラは伝達された電圧信号に基づいて接地の位相別及びアーク接地タイプを判断し、同時に指令を出して故障相の真空接触器を閉鎖させ、システムを不安定なアーク接地故障から安定な金属性接地故障に変え、故障相の対地電圧をゼロに下げ、元接地故障点のアーク光を消滅させ、他の2相の対地電圧を線電圧まで上昇させる。

真空スイッチの動作後数秒（接地性能によって異なり、動作時間が異なる）、マイコンZKは故障相の真空スイッチをオフにし、真空スイッチがオフになった後、アーク接地故障現象がなければ、この接地故障は一時的であり、システムは正常な運行を回復することを説明する、真空スイッチがオフになった後、再びアーク接地故障が発生すると、マイコンコントローラZKはこの故障を永久アーク接地と認定し、その際に再び指令を出して故障相の真空スイッチをオフにし、ZKは予め設定されたプログラムに従って警報信号を出し、当直者に故障発生の違いを知らせる。真空スイッチ接地点の過程で現れる短い過電圧は、TBPによって制限される。

故障相真空スイッチは2回目の接地閉鎖後は分離せず、故障線路が自動または人工的に切除された後、中央制御室または現地からZKにリセット指令を出し、ZKがリセット指令を受けた後、故障相真空スイッチをオフにし、システムは正常な運転に復帰する。

2、システムに共振が発生すると、マイコンコントローラZKはPTの開口三角形巻線に瞬時に大電力の離調抵抗をアクセスし、離調抵抗を利用してシステムの共振パラメータを破壊し、共振電力を消費し、それによってシステムの共振故障を解消する

3、本装置は専用の小電流接地オプションモジュールを備えており、この選線モジュールは消弧装置と併用できる。

装置の特徴

1、装置の動作速度が速く、間欠的アーク光及び安定性アーク光接地故障を迅速に除去でき、孤光接地過電圧を抑制し、事故の更なる拡大を防止し、線路の事故トリップ率を下げることができる。

2、システムの大気過電圧と操作過電圧を低い電圧レベルに制限することができ、電力網と設備の絶縁安全を保証した。

3、システムの共振過電圧を迅速かつ効果的に除去し、長時間の共振過電圧によるシステム絶縁破壊を防止し、共振過電圧による電力網に設置された避雷器及び小感性負荷の損傷を防止することができる。

4、装置の動作後、200 Aの容量電流が少なくとも2時間以上連続して通過することを許可し、ユーザーは負荷を転送するシャッタバック操作を完了してから故障回線を処理することができる。

5、単相接地故障線路を正確に探すことができ、事故の更なる拡大を防止し、運行と維持人員の仕事量を軽減することに重要な意義がある。

6、その過電圧を制限するメカニズムは電力網電流の大きさとは関係がないため、その保護性能は電力網の運行方式の変化と電力網の拡大の影響を受けない。

7、本装置における電圧相互誘導器は計量計器とリレー保護装置にシステムの電圧信号を提供することができ、従来のPTキャビネットの代わりにすることができる。

8、システムの単相接地容量電流を測定することができる。

9、構造が簡単で、体積が小さく、取り付け、調整が便利で、適用範囲が広い。

10、消弧コイルシステムに対して、性価が比較的に高い。

11、選線機能は、システムがどのようなタイプの接地故障が発生しても、接地線を正確に選択することができる。

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