智能過電壓綜合抑制柜SHK-XGB

1、智能過電壓綜合抑治柜 SHK-XGB說明書上海合凱電力保護(hù)設(shè)備有限公司2013 年 11 月概述我國 3-35kV 系統(tǒng)中存在如下幾種過電壓： 斷路器動作過程中產(chǎn)生的操作過電壓、 電容元件和非線性電感在一定條件下產(chǎn)生的諧振過電壓、雷電時產(chǎn)生的大氣過電壓 和單相接地時產(chǎn)生的弧光過電壓等。目前尚無針對這些過電壓的完整的保護(hù)方案， 從而會發(fā)生電纜放炮、電動機(jī)絕緣擊穿、避雷器爆炸和電壓互感器燒毀等事故。此 類事故發(fā)生的原因，除了與系統(tǒng)中安裝的過電壓保護(hù)裝置的性能有關(guān)外，系統(tǒng)本身 的復(fù)雜性對過電壓裝置的選擇有著重要的影響，對于不同的系統(tǒng)，選擇過電壓保護(hù) 時需考慮系統(tǒng)輸電線路的類型，輸配電線路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，

2、負(fù)載的性能和系統(tǒng)的接地 方式等。針對如此復(fù)雜的系統(tǒng)，難以孤立的使用某種或某幾種過電壓保護(hù)裝置來全面抑制 各種類型的系統(tǒng)過電壓，且這些不同廠家生產(chǎn)的過電壓保護(hù)產(chǎn)品，因保護(hù)特性不能 相互匹配，而無法徹底有效的抑制系統(tǒng)過電壓。針對目前中壓系統(tǒng)過電壓防治的現(xiàn)狀， 我公司研制生產(chǎn)了智能過電壓綜合抑治柜 （簡稱抑治柜，型號為 SHK-XGB ），該柜可消除系統(tǒng)中過電壓保護(hù)元件及裝置的保 護(hù)死區(qū)，優(yōu)化系統(tǒng)過電壓的保護(hù)特性。本裝置中所有的主要器件由我公司針對消弧工況研發(fā)、 試驗和生產(chǎn)， 使用了我公 司 3 項專利。 專利號分別為： ZL 2011 2 0205412.0、ZL 2011 2 0203815.1

3、、ZL 2012 2 0721125.X 。產(chǎn)品的功能、特點主要元器件功能高能容能量吸收器 SHK-LEP高能容能量吸收器( SHK-LEP )，能夠有效平緩過電壓的上升前沿并消平電 壓尖峰，并能夠耐受過電壓產(chǎn)生的超大能量， 該專用元件與本公司生產(chǎn)的過電壓 保護(hù)器及消弧柜的保護(hù)特性相匹配，可以全面消除系統(tǒng)過電壓保護(hù)的死區(qū)。2ms 的方波電流可以達(dá)到 3200A。半導(dǎo)體自限流強(qiáng)阻尼抑制器 SHK-SIDRSHK-SIDR 半導(dǎo)體自限流強(qiáng)阻尼抑制器能夠消除電壓互感器產(chǎn)生的鐵磁諧 振。限制電壓互感器一次繞組的激磁電流突增， 防止因電壓互感器一次繞組電流 增加，熔斷器熔斷后因能量不足不能滅弧引發(fā)的母線

4、短路事故。裝置安裝在 PT 中性點與地之間，采用了正溫度技術(shù)，利用電阻的阻尼作用， 可破壞其諧振條件，使諧振消除。在正常運(yùn)行狀態(tài)下電阻為0，不改變 PT 的零序回路，因此不會影響互感器的測量精度， 也不會放大中性點不平衡電壓； 在諧 振發(fā)生時，電阻趨于乂，相當(dāng)于互感器不接地，也就破壞了零序諧振回路。防磁飽和式 PT SHK-USPTSHK-USPT 系列防磁飽和式電壓互感器是一種特殊的變壓器，按比例變換 電壓。它被廣泛應(yīng)用于供電系統(tǒng)中向測量儀表和繼電器的電壓線圈供電， 實現(xiàn)測 量儀表、保護(hù)設(shè)備及自動控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、 小型化。同時互感器還可用來隔開 高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備的安全。產(chǎn)品采用

5、的勵磁技術(shù)， 其主絕緣為樹脂材料， 采取真空澆注后再壓力注射， 保證產(chǎn)品的絕緣性能優(yōu)良。 確保產(chǎn)品各種工況的用戶單位。 同時產(chǎn)品的抗飽和系 數(shù)可以做到 3.5 倍。產(chǎn)品采用了優(yōu)質(zhì)硅鋼片，降低工作磁密，從而保證了在最大的過電壓下互 感器不飽和，不會與輸電線路的電容發(fā)生諧振。 鐵芯及線圈采用特殊性設(shè)計，第3 頁 共12 頁能承受更高的諧振過電壓。產(chǎn)品的抗飽和系數(shù)高于GB1207和IEC86的標(biāo)準(zhǔn)要求智能微機(jī)控制器 GKLP控制器是本裝置核心控制部件，通過采集的電壓信號，實時顯示系統(tǒng)的三 相相電壓、線電壓，實時對系統(tǒng)的諧波含量進(jìn)行監(jiān)測，可以監(jiān)測到 50 次以下 的諧波含量及顯示系統(tǒng)的諧波畸變率。裝置

6、具有運(yùn)行故障追憶功能， 顯示最近 20 次歷史故障記錄； 為用戶的安全 運(yùn)行提供了分析保障。裝置根據(jù)提供的電壓信號， 一旦發(fā)生 PT 斷線、過壓、欠壓、低電壓、諧振、 弧光接地等現(xiàn)象，智能電壓監(jiān)測裝置利用DSP高速、重復(fù)的數(shù)據(jù)處理能力實現(xiàn) 傅立葉分析，通過對電壓互感器 PT 的二次電壓進(jìn)行采集、判斷，及時準(zhǔn)確地 對系統(tǒng)各種狀態(tài)進(jìn)行分析，判斷出系統(tǒng)的故障情況，并顯示故障類別，輸出相 應(yīng)的開關(guān)量接點信號，用于報警。同時利用 MCU 的強(qiáng)大邏輯運(yùn)算能力快速實 現(xiàn)液晶顯示，遠(yuǎn)程通信和數(shù)據(jù)保護(hù)等功能。隔離開關(guān)或隔離手車 SHK-GLC用來控制裝置的投運(yùn)和退出，在裝置需要檢修或調(diào)試時，與系統(tǒng)隔離并形 成明

7、顯的斷開點。產(chǎn)品特點消除系統(tǒng)過電壓保護(hù)死區(qū)；吸收大能量的系統(tǒng)過電壓；取代了 PT 柜，性價比高；實時監(jiān)測母線電壓，具有帶電顯示功能；模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，技術(shù)先進(jìn)，高速 DSP 核處理器使運(yùn)算實時性和動作 準(zhǔn)確性得以保證；實時監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，對出現(xiàn)的異常運(yùn)行狀態(tài)做出準(zhǔn)確判斷，并及時輸出相應(yīng) 的開關(guān)量接點信號，用于報警；工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 RS485 通訊接口，可以向上位機(jī)傳送系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；具有良好的電磁兼容性，適合在強(qiáng)電磁干擾的復(fù)雜環(huán)境中應(yīng)用； 雙硬件看門狗電路確保軟件運(yùn)行的可靠性； 液晶顯示，運(yùn)行狀態(tài)清晰，菜單式操作，方便易用； 顯示系統(tǒng)的三相相電壓、線電壓；實時對系統(tǒng)諧波含量進(jìn)行監(jiān)測， 可以顯示

8、50 次及及以下的諧波含量 （選配）； 可以實時顯示系統(tǒng)的諧波畸變率，使用戶及時了解系統(tǒng)電能質(zhì)量狀況，為用 戶安全可靠運(yùn)行提供了保障（選配） ；消除系統(tǒng)鐵磁諧振的功能；裝置利用了勵磁技術(shù)的防磁飽和式的PT,當(dāng)系統(tǒng)過電壓達(dá)到3.5倍時PT也不會飽和，大大降低了 PT 燒毀的事故。產(chǎn)品的原理、構(gòu)成產(chǎn)品的工作原理抑治柜在正常運(yùn)行時，柜內(nèi)智能微機(jī)裝置實時不間斷的檢測 PT 提供的電壓 信號，一旦發(fā)生PT斷線、過壓、欠壓、低電壓、諧振、弧光接地等現(xiàn)象，智能 微機(jī)裝置利用 DSP 高速、重復(fù)的數(shù)據(jù)處理能力實現(xiàn)傅立葉分析，通過對電壓互 感器 PT 的二次電壓進(jìn)行采集、判斷，及時準(zhǔn)確地對系統(tǒng)各種狀態(tài)進(jìn)行分析，

9、判第 5 頁 共 12 頁斷出系統(tǒng)的故障情況，并顯示故障類別，輸出相應(yīng)的開關(guān)量接點信號，用于報警' 同時利用MCU的強(qiáng)大邏輯運(yùn)算能力快速實現(xiàn)液晶顯示、遠(yuǎn)程通信和數(shù)據(jù)保護(hù)等 功能。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)諧振時，抑治柜智能微機(jī)裝置根據(jù)系統(tǒng)諧振的不同頻率實現(xiàn)快速 消除諧振，并輸出相應(yīng)的開關(guān)量接點，用于報警，并快速實現(xiàn)液晶顯示。抑治柜具有RS485接口，配有標(biāo)準(zhǔn)的Modbus通訊規(guī)約，與用戶微機(jī)監(jiān)控系 統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離通訊和數(shù)據(jù)傳送。產(chǎn)品的構(gòu)成手車式一次系統(tǒng)圖及構(gòu)成1. GL隔離手車，2、DXN帶電並示器，3. RD高壓熔斷器也LEP高能容能量吸收器.5、YH-防磁砲和式PT. 6、DR-半導(dǎo)體自限流強(qiáng)阻

10、尼抑制器第#頁共12頁固定式一次系統(tǒng)圖及構(gòu)成E r|nsaay戰(zhàn)第7頁共12頁第#頁共12頁U GL隔離開關(guān)，2. 口須一帶電顯示器：3、ED哥壓熔斷器4、配P高能容能至吸收器 5、YH防磁飽和式PT±氛DR-半導(dǎo)體自限流掘陽尼抑制器圖二產(chǎn)品的適用范圍本裝置適用于335kV中壓電力系統(tǒng)。本裝置可以取代電壓互感器柜、專用避雷器柜等。本裝置適用于中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地或中性點經(jīng)高阻接地的電力 系統(tǒng)。產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品的主要參數(shù)3610 2035508003200額定電壓kV額定頻率Hz2ms方波電流A智能微機(jī)控制器參數(shù):電源電壓：AC/DC 220V +10%第#頁共12頁第

11、#頁共12頁通訊接口： RS485第#頁共12頁通訊協(xié)議：Modbus型號規(guī)格SHQXGB-口 / -S1:表示隔離手車式結(jié)構(gòu)；S2:表示PT手車式結(jié)構(gòu)；不填表示固定式2ms方波電流額定電壓 智能過電壓綜合抑治柜外形結(jié)構(gòu)整套裝置為固定式或手車式開關(guān)柜，外形尺寸可根據(jù)用戶要求加工，6kV （或 10kV）仿KYN28柜型，如下圖所示，對 6kV、10kV的柜體，考慮今后用戶檢 修方便，寬度一般不小于 800mm,對于35kV柜體，固定式寬度一般不小于 1800mm,手車式寬度一般不小于1400mm,深度和高度可以按照與其并柜的柜 體尺寸來定。圖三、圖四中尺寸為 6kV、10kV的柜體推薦尺寸。四

12、憐am正視圖i"oiroi左視圖Sb ；i| iII-IJl“1mII鬥H V31Ax *r 9fJIVM-3J取后視圖1、智能由壓監(jiān)測裝置2、小電遵選竝裝買&數(shù)縣電壓表4.潟濕度控制器5.儀表室&輔助開關(guān) 7操作機(jī)構(gòu)8、一袂系統(tǒng)標(biāo)牌9、銘牌10.觀察窗 口、高壓熔新器 也、電壓互感器 地 過電 壓保護(hù)器U.隔離開關(guān)第9頁共12頁ftH匹觀圖左測觀圖B-afi ,'r!-I 1t1/ zX /目i后觀圖1,隔離手車2.電壓互感器3.過電壓保護(hù)器4.高壓熔斷器5.絕緣子6高壓觸頭盒 7高壓指示牌3高壓穿埴罷管9一柜門電礪鉉10,觀察窗11 $8牌12 次菜統(tǒng)標(biāo)牌

13、 13智能電壓檢測裝直14電壓表15.電纜固定舉“一隔離手車工作位責(zé)指示燈 19隔離手車試驗位直指示燈20.電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)訂貨須知使用條件環(huán)境溫度：-30 C+60 C;大氣壓力：80110kPa;空氣相對濕度：90% (25C) ,50% (40C);海拔高度：v 2000m,特殊高度可根據(jù)用戶要求制作；安裝地點應(yīng)能防御風(fēng)、雨和防塵設(shè)施；使用地點不得有爆炸危險的介質(zhì)，周圍介質(zhì)中不得含有腐蝕和破壞絕緣的導(dǎo)電介 質(zhì)或氣體，不允許環(huán)境充滿蒸氣及含有較嚴(yán)重霉菌存在。第11頁共12頁訂貨要求用戶應(yīng)提供相關(guān)的系統(tǒng)額定電壓、 系統(tǒng)最大短路電流， 作為 SHK-XGB 的設(shè)計依 據(jù)。柜體的尺寸，由我公司工程師

14、設(shè)計并經(jīng)用戶簽字確認(rèn)以后，方能最終確定。 用戶應(yīng)明確裝置的功能（包括基本功能和可選功能） ，如有特殊要求應(yīng)在訂貨時 提出。需要其他額外附件或備件，應(yīng)在訂貨時注明名稱、規(guī)格及數(shù)量。生產(chǎn)和檢驗本公司嚴(yán)格根據(jù)用戶要求進(jìn)行圖紙的設(shè)計及參數(shù)選擇。 裝置制造完成后， 除進(jìn)行 一系列常規(guī)出廠試驗外，每臺產(chǎn)品均要在 1:1 試驗臺上，按真實弧光接地工況進(jìn)行 上百次尋找故障相和選線的試驗，同時還通過了四級防電磁性干擾實驗。檢驗完全 合格后方可出廠，以保證產(chǎn)品各部件和整體的可靠性。安裝、調(diào)試、維護(hù)本公司負(fù)責(zé)根據(jù)用戶的要求進(jìn)行圖紙設(shè)計及參數(shù)選擇， 設(shè)備組裝調(diào)試完畢后， 由 專業(yè)檢測人員檢測合格后方可出廠。如用戶需要，本公司可負(fù)責(zé)現(xiàn)場安裝指導(dǎo)及調(diào) 試服務(wù)，用戶提供必要的配合與協(xié)助；用戶在遵守保管及使用規(guī)則的情況下，從