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KM-SX微機消諧裝置

KM-SX微機消諧裝置

  一、概 述
  在電力系統中,由于電壓互感器的非線性電感與線路對地電容的匹配而引起鐵磁諧振過電壓,直接威脅電力系統的運行,嚴重時會引起電壓互感器(PT)的爆炸,造成事故。電壓互感器的鐵磁諧振必須由工頻電源供給能量才能維持下去,如果抑制或消耗這部分能量,鐵磁諧振就可以抑制或消除。通常解決的辦法是在開口三角繞組中并一個電阻,從理論上講對頻率越低的鐵磁諧振應取的阻值越小,但太小的電阻并在PT開口三角上會影響其正常運行,嚴重時會造成PT燒毀。因為鐵磁諧振的頻率往往不是單一的,所以這種方法就難于消除所有的諧振。
  針對上述情況,國內一些廠家先后研制了一些分頻消諧裝置。這些裝置的原理均是采用模擬選頻的原理,功能單一,只對單一頻率的諧振有效。由于電網中諧振往往是多種頻率同時存在,所以適應性較差,模擬電路實現的選頻與微機相比其選頻效果也差,有時電網的過渡過程等也會造成誤動。
  KM-SX微機消諧裝置利用80196單片機快速、準確的數據處理能力實現傅立葉分析,其選頻準確。通過對PT開口三角電壓的采集,對電網諧振時的種種頻率成份能快速分析,可準確地辨出:單相接地、電網諧振。如果是諧振,計算機發出指令使消諧電路投入,消耗電源供給諧振的能量,抑制鐵磁諧振過電壓,實現快速消諧,較完善地解決了電力系統中電網的消諧問題。并能存儲記錄單相接地、諧振時的各次諧波的諧波幅值,可廣泛適用于發電廠、變電站及鋼鐵、煤炭、石油化工等大型廠礦企業的電力系統。
  二、消諧裝置功能及特點
  消諧功能
  循環檢測PT開口三角的電壓,當發生電壓升高時,首先判斷是單相接地,還是電網諧振。如果是諧振,計算機
  發出指令使消諧電路投入,實現快速消諧。
  故障報警功能
  當系統發生單相接地或諧振、裝置故障時產生報警信號。所有繼電器輸出接點均可接報警輸出。
  顯示功能
  顯示實時時鐘,裝置運行狀態,接地或諧振故障的諧振頻率、幅值,故障開始時間等。
  設置功能
  通過漢字菜單提示用戶可以設置或修改實時時鐘,通信方式。
  通信功能
  裝置具有RS485通訊接口,通信速率9600bps。
  故障追憶功能
  按時間順序可追憶共八次接地、諧振過電壓故障
  本裝置具有智能化特點,無須設置諧振頻率、諧振啟動幅值,可自動消除各種頻率諧振。
  三、主要技術指標
  適用范圍:3至66KV系統。
  消諧路數:一路消諧。
  工作電源:DC 220V±10%。
  環境溫度:-10°C 至 +50°C。
  大氣壓力:80~110Kpa
  空氣相對濕度:90%(25℃)、50%(40℃)
  使用地點不能有爆炸危險的介質,周圍介質中不能含有腐蝕和破壞絕緣的導電介質或氣體,不允許環境充滿
  蒸汽及含有較嚴重霉菌存在。安裝地點應具防御風、雨、沙和防塵設施。
  適用諧振頻率:1/3分頻、1/2分頻、工頻、二倍頻、三倍頻、四倍頻諧振。
  繼電器輸出觸點容量:≤5A/DC220V
  通信方式:RS485。
  通信速率:9600bit/s。
  四、工作原理
  本裝置采用80196作為核心控制芯片,對PT開口電壓進行循環檢測,在正常情況下,本裝置的大功率消諧元件處于阻斷狀態,對系統無任何影響。當PT產生開口電壓時,本裝置對PT開口電壓進行數據采集,通過數據測量、濾波、放大等數字信號處理技術,判斷出當前的故障狀態,如果是某種頻率的鐵磁諧振,CPU啟動消諧電路,使鐵磁諧振在強大的阻尼下迅速消失,同時裝置給出報警、顯示,并自動存儲相關數據。如果是接地或其它原因的過電壓,裝置給出報警、顯示,并自動存儲相關數據。若故障現象消失、排除,本機返回工作狀態,否則故障信息會一直在液晶顯示屏上顯示。
  五、硬件結構
  裝置總體結構如圖1所示:主要由顯示鍵盤CPU主板、消諧采集板、電源板等組成。

  各板的功能如下:
  1、主板:
  為本機的核心部分,完成液晶顯示、鍵盤掃描、數據采集、數據處理、消諧控制及與其它設備的通信。
  2、消諧采集板:
  采集部分:主要部件為A/D轉換器,可將PT開口三角的電壓信號進行放大濾波并轉換成數字信號送入計算機。
  其中消諧部分:主要部件為大容量可控硅及附屬觸發控制電路,正常時可控硅處于阻斷狀態,對系統無任何影響,當系統發生諧振時該板接收CPU的命令,可控硅快速導通,將PT開口三角瞬間短路,這時系統的鐵磁諧振在這一強阻尼下快速消失,而后可控硅又恢復阻斷狀態。
  3、電源板:
  提供整機電源。
  六、軟件流程
  整機軟件流程如圖三所示:現場來的開口三角信號隔離放大濾波后送A/D轉換成數字量存入RAM,經數字選頻濾波后供計算機分析判斷。如果是諧振則啟動可控硅消諧,諧振消失將有關信息記憶存儲并通信,否則繼續檢測PT開口三角電壓。

  七、產品的安裝和接線
  本產品采用嵌入式安裝,后面板接線。零序電壓的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。(見圖四、五)

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