一、概 述

在我國(guó)3~35KV供電(diàn)系统中，大部分(fēn)為(wèi)中性点不接地系统。根据國(guó)家规范，这种系统在发生单相接地时，允许系统带故障运行2小(xiǎo)时，这就大大降低了运行成本，提高了供電(diàn)系统的可(kě)靠性。但由于系统供電(diàn)容量的逐步增大，供電(diàn)方式由架空線(xiàn)路逐步转变成電(diàn)缆線(xiàn)路，系统对地電(diàn)容電(diàn)流会变的很(hěn)大。在系统发生单相接地时，过大的電(diàn)容電(diàn)流形成的電(diàn)弧则不容易熄弧，极可(kě)能(néng)演化成间歇性弧光接地，此时产生的弧光接地过電(diàn)压和由此激发的铁磁谐振过電(diàn)压将严重威胁電(diàn)网安全运行。其中以单相弧光接地过電(diàn)压最為(wèi)严重，非故障相的过電(diàn)压水平可(kě)达正常运行相電(diàn)压的3~3.5倍。这样高的过電(diàn)压如果数小(xiǎo)时作用(yòng)于電(diàn)网，势必损坏電(diàn)气设备的绝缘。電(diàn)气设备的绝缘经过几次累积性损伤，就会形成绝缘的薄弱点，进而产生对地绝缘击穿并导致相间短路的事故，同时会造成電(diàn)气设备的绝缘击穿(尤其是電(diàn)机的绝缘击穿)、電(diàn)缆放炮现象、電(diàn)压互感器饱和激发铁磁谐振PT烧毁、避雷器爆炸等事故。

為(wèi)了解决弧光接地長(cháng)时间的过電(diàn)压问题，以前大多(duō)数采用(yòng)在中性点加装消弧線(xiàn)圈补偿電(diàn)容電(diàn)流来抑制故障点弧光发生的机率。很(hěn)显然，这种方法的目的是為(wèi)了消除弧光，但由于消弧線(xiàn)圈自身的诸多(duō)特点，很(hěn)难对電(diàn)容電(diàn)流进行有(yǒu)效补偿，特别是高频分(fēn)量部分(fēn)对供電(diàn)设备造成的危害无法克服。在研究各种消弧線(xiàn)圈的基础上，我公司研制出了MQX智能(néng)型消弧装置。

二、装置的适用(yòng)范围

　　(1)本装置适用(yòng)于3~35KV中压電(diàn)力系统；

　　(2)本装置适用(yòng)于中性点不接地、中性点经消弧線(xiàn)圈接地或中性点经高阻接地的電(diàn)力系统；

　　(3)本装置适用(yòng)于電(diàn)缆線(xiàn)路為(wèi)主的電(diàn)网，電(diàn)缆与架空線(xiàn)路的混合電(diàn)网，以及架空線(xiàn)路為(wèi)主的電(diàn)网；

三、装置的基本功能(néng)

　　装置正常工作时，具有(yǒu)PT柜功能(néng)；同时具有(yǒu)系统断線(xiàn)报警、闭锁功能(néng)；系统金属接地故障报警、转移系统接地故障点功能(néng)；消除弧光接地、系统谐振功能(néng)；低電(diàn)压、过電(diàn)压报警功能(néng)；以及故障报警消除时间、故障性质、故障相别、系统電(diàn)压、开口三角電(diàn)压、对地電(diàn)容電(diàn)流大小(xiǎo)等信息进行记录的功能(néng)，便于故障处理(lǐ)、分(fēn)析。

　　当系统发生单相接地故障时，装置可(kě)在30mS左右将故障相通过特制分(fēn)相真空接触器直接接地，若是弧光接地，则立即熄灭電(diàn)弧，将弧光接地过電(diàn)压稳定在線(xiàn)電(diàn)压水平，可(kě)有(yǒu)效避免因单相接地引发的相间短路及因弧光接地过電(diàn)压导致的避雷器爆炸事故；若是金属接地，则可(kě)大大降低接触電(diàn)压和跨步電(diàn)压，有(yǒu)利于保障人身安全(金属接地可(kě)根据用(yòng)户要求设定装置是否动作)；如果用(yòng)于以架空線(xiàn)路為(wèi)主的電(diàn)网，则装置动作5S后真空接触器自动分(fēn)闸，若是瞬时性故障，则系统恢复正常，若為(wèi)永久性故障则装置再次动作，起到永久限制过電(diàn)压的作用(yòng)。

　　当发生系统PT断線(xiàn)故障时，装置显示断線(xiàn)故障相别，同时输出接点信号，以便用(yòng)户对有(yǒu)可(kě)能(néng)因PT断線(xiàn)导致误动作的保护装置进行可(kě)靠闭锁。

　　装置特有(yǒu)的“智能(néng)开关（PTK）”技术，可(kě)以从根本上抑制铁磁谐振的发生，有(yǒu)效地保护因系统谐振引起的PT烧毁、爆炸等事故。

　　装置配有(yǒu)RS485接口，采用(yòng)标准MODBUS通讯规约，确保装置与整个监控系统兼容，实现数据传送、遠(yuǎn)方操作功能(néng)。

四、装置的附加功能(néng)

　　本装置可(kě)按用(yòng)户要求配置自动选線(xiàn)功能(néng)。

　　本公司研制的MQDLX小(xiǎo)電(diàn)流接地选線(xiàn)装置，在系统金属接地时主要依据線(xiàn)路零序電(diàn)流的幅值选線(xiàn)，系统弧光接地时主要依据装置动作前后線(xiàn)路零序電(diàn)流的突变量进行选線(xiàn)。克服了常规的选線(xiàn)装置选線(xiàn)速度慢和弧光接地时选線(xiàn)准确率低的缺点。

　　本装置可(kě)按用(yòng)户要求配置消（除）谐（振）功能(néng)。

　　本装置可(kě)配置本公司研制的专用(yòng)抗饱和電(diàn)压互感器和一次限流消谐器相配套的方式，从根本上破坏铁磁谐振的条件，避免了因谐振过電(diàn)压引起“烧PT”和“爆PT保险”的事故；也可(kě)以按用(yòng)户要求配置微机消谐装置来消除铁磁谐振。

五、装置的工作原理(lǐ)

　　系统正常运行时，装置微机控制器ZK持续检测電(diàn)压互感器PT提供的電(diàn)压信号。

　　当電(diàn)压互感器PT辅助二次的开口三角電(diàn)压U  由低電(diàn)位变成高電(diàn)位时，表明系统发生故障,此时微机控制器ZK立即启动，同时根据PT二次输出信号Ua、Ub、Uc的变化进行故障类型和相别的判断：

　　A、若為(wèi)单相PT断線(xiàn)故障，则微机控制器ZK显示断線(xiàn)故障相别和断線(xiàn)信号，同时输出无源开关量接点信号。

　　B、若為(wèi)金属接地故障, 则微机控制器ZK显示接地故障相别和接地属性信号，同时输出无源开关量接点信号。也可(kě)根据用(yòng)户特殊要求，向柜内真空接触器JZ发出合闸动作命令,可(kě)大大降低接触電(diàn)压和跨步電(diàn)压，有(yǒu)利于保障人身安全。

　　C、若為(wèi)弧光接地故障，则微机控制器ZK显示接地故障相别和接地属性信号，同时向故障相真空接触器JZ发出合闸命令，将弧光接地直接转变成金属接地，地接電(diàn)弧由于两端的弧压被立即降到零，弧光彻底熄灭。若用(yòng)于以架空線(xiàn)路為(wèi)主的電(diàn)网，则装置真空接触器JZ动作5S后自动分(fēn)闸，若是瞬时性故障，则系统恢复正常，若為(wèi)永久性故障则再次动作,起到永久限制过電(diàn)压的作用(yòng)。并输出无源开关量接点信号。

　　D、若装置配有(yǒu)自动选線(xiàn)功能(néng)，当電(diàn)压互感器PT辅助二次的开口三角電(diàn)压U  由低電(diàn)位变成高電(diàn)位时，小(xiǎo)電(diàn)流接地选線(xiàn)模块立即对各条線(xiàn)路的零序電(diàn)流进行数据采集，若无单相接地故障，则恢复正常；若发生金属接地，根据線(xiàn)路零序電(diàn)流的幅值选出故障線(xiàn)路，若发生弧光接地，则在故障相真空接触器合闸并熄灭電(diàn)弧后再次对線(xiàn)路零序電(diàn)流进行数据采集，根据故障線(xiàn)路在接地電(diàn)弧熄灭前后突变量最大的原理(lǐ)，选出故障線(xiàn)路。

六、装置的主要特点

  1、装置动作速度快，可(kě)在30~40ms快速动作，大大缩短单相接地電(diàn)弧的持续时间；

  2、装置动作后可(kě)立即熄灭電(diàn)弧，并能(néng)有(yǒu)效地将弧光接地过電(diàn)压限制在線(xiàn)電(diàn)压范围内；

  3、装置动作后，允许系统電(diàn)容電(diàn)流连续通过至少2小(xiǎo)时以上，用(yòng)户可(kě)以在完成转移负荷的倒闸操作之后再处理(lǐ)故障線(xiàn)路；

  4、装置的保护功能(néng)不受電(diàn)网规模和运行方式的影响；

  5、装置具有(yǒu)较高的功能(néng)性价比，其中的電(diàn)压互感器可(kě)以向计量及保护提供電(diàn)压信号，取代常规PT柜；

  6、装置加装小(xiǎo)電(diàn)流接地选線(xiàn)装置，利用(yòng)電(diàn)弧熄灭前后故障線(xiàn)路零序電(diàn)流突变量最大的特点进行选線(xiàn)， 可(kě)大大提高选線(xiàn)准确率。

  7、装置采用(yòng)抗饱和電(diàn)压互感器和专用(yòng)一次限流消谐器相结合的方式，可(kě)以从根本上抑制铁磁谐振，有(yǒu)效地保护PT；

  8、装置具有(yǒu)弧光接地故障录波功能(néng)，為(wèi)用(yòng)户分(fēn)析事故提供数据。

七、装置的主要部件及其功能(néng)

1、可(kě)分(fēn)相控制的高压真空快速接触器JZ

　　这是我们公司特殊研制的可(kě)分(fēn)相控制的交流快速真空接触器，可(kě)在8~12ms完成分(fēn)合闸。真空接触器一端分(fēn)接至母線(xiàn)，另一端直接接地。正常运行时JZ处于分(fēn)闸状态，受微机控制器的控制而合闸。各相真空接触器操作回路互相闭锁，当其中任一相合闸使该相母線(xiàn)接地后，其它两相不会再动作。

　　JZ的作用(yòng)是当系统发生弧光接地时，使其由不稳定的弧光接地迅速转变成稳定的金属性直接接地，从而保护系统设备不受过電(diàn)压损害。

2、大容量防爆型免维护过電(diàn)压保护器MQBT

　　MQBT大容量防爆型免维护过電(diàn)压保护器，起限制系统过電(diàn)压的作用(yòng)，与一般的氧化锌避雷器(MOA)结构不同，主要具有(yǒu)以下优点：

　　（1）通流容量大，适用(yòng)范围更广；

　　（2）采用(yòng)四星形接法，可(kě)将相间过電(diàn)压大大降低，保护的可(kě)靠性大為(wèi)提高。

　　（3）采用(yòng)大能(néng)容ZnO非線(xiàn)性電(diàn)阻和放電(diàn)间隙组合而成，使两者互為(wèi)保护。放電(diàn)间隙使ZnO非線(xiàn)性電(diàn)阻的荷電(diàn)率為(wèi)零，ZnO非線(xiàn)性電(diàn)阻不会老化，ZnO非線(xiàn)性電(diàn)阻的非線(xiàn)性特性又(yòu)使放電(diàn)间隙动作后无续流，放電(diàn)间隙不再承担灭弧任務(wù)，提高了产品的使用(yòng)寿命。

　　（4）電(diàn)压冲击系数為(wèi)1，在各种電(diàn)压波形下放電(diàn)電(diàn)压值相等，不受各种操作过電(diàn)压波形影响。过電(diàn)压保护值准确，保护性能(néng)优良。

　　（5）放電(diàn)瞬时值与残压相近，无截波，有(yǒu)利于保护绕组型设备的匝间绝缘。

　　（6）结构简单、體(tǐ)积小(xiǎo)、安装方便。

　　  MQBT大容量防爆型免维护过電(diàn)压保护器是本装置中限制各类过電(diàn)压的第一器件，在接触器JZ未动作之前将过電(diàn)压限制在安全范围以内。

3、MQYXQ一次限流消谐器

　　MQYXQ為(wèi)我公司的技术产品，串联安装在PT一次中性点与地之间，用(yòng)来抑制PT铁磁谐振，提高電(diàn)网运行的安全性。

　　正常运行状态下電(diàn)阻為(wèi)40kΩ左右，而PT一次绕组的阻抗為(wèi)兆欧级，因此不会对PT的各项性能(néng)产生影响，同时也不会明显改变系统的各项参数。当PT发生谐振时铁芯饱和，一次绕组激磁電(diàn)流增加，MQYXQ電(diàn)阻快速增長(cháng)，能(néng)够很(hěn)好的发挥出阻尼作用(yòng)。

　　MQYXQ结构简单、體(tǐ)积小(xiǎo)巧、安装方便、运行可(kě)靠；能(néng)够实现连续快速消谐，谐振过電(diàn)压幅值越大，消谐时间越短；能(néng)够限制電(diàn)压互感器一次绕组的激磁電(diàn)流突增，防止因電(diàn)压互感器一次绕组電(diàn)流增加，熔断器熔断后因能(néng)量不足不能(néng)灭弧引发的母線(xiàn)短路事故。

4、微机控制器ZK

　　ZK是本装置的核心控制部件，它是根据PT提供的Ua、Ub、Uc、U  的信号来判定故障相别和故障类型（PT断線(xiàn)、金属接地、弧光接地），按照预先设定好的方式控制高压真空接触器JZ。

　　消弧、选線(xiàn)可(kě)合為(wèi)一體(tǐ)，达到选線(xiàn)和消弧恰当配合的目的。

八、技术特点

　　控制器采用(yòng)四CPU结构，一个作為(wèi)人机交互和实时通讯；一个作為(wèi)采样和计算；一个作為(wèi)输出信号的管理(lǐ)，保证输出信号的正确性；一个作為(wèi)故障录波。

软件特点

　（1）实时多(duō)任務(wù)操作系统（RTOS）

　　软件设计采用(yòng)实时操作系统及其功能(néng)强大的专家库函数，面向任務(wù)的程序设计风格，按全优先服務(wù)方式进行资源管理(lǐ)，任務(wù)调度，异常处理(lǐ)等工作，工作极為(wèi)可(kě)靠，也使DSP和微控制器的性能(néng)得以最大程度的发挥。描述性编程语言，执行速度快，可(kě)读性好，易于扩展和移植。

　（2）标准MODBUS通讯协议

　　采用(yòng)标准MODBUS通讯协议，方便接入各种标准的综合自动化系统。采用(yòng)单独的通讯处理(lǐ)微控制器，通讯的处理(lǐ)能(néng)力和通讯速度大大提高了。

　　装置动作后，可(kě)以遠(yuǎn)方复归。

　（3）采用(yòng)高性能(néng)DSP 

　　采样和计算部分(fēn)选用(yòng)TI公司TMS320F2812DSP芯片。最高频率可(kě)达150MHz。

　　通过软件编程可(kě)对实时采集的数字信号在短时间内进行快速傅立叶变换，即可(kě)直接提取出所需要的各次谐波进行计算。

　（4）14位多(duō)通道同步采样数模转换器

　　由于系统对采样的精度要求很(hěn)高，所以AD选用(yòng)14位的。共计8个通道。每4个通道同步采用(yòng)的AD，提高了采用(yòng)的精度，AD的外部CLK為(wèi)16M，从而保证了我们采样的每个周波64点采样和计算的要求。

　（5）使用(yòng)可(kě)编程逻辑器件

　　传统器件的功能(néng)集中一个芯片中，减少了電(diàn)路板面积和焊点数量，缩短了总線(xiàn)長(cháng)度，提高了抗干扰性能(néng)和電(diàn)路可(kě)靠性，同时增强了灵活性。

　　采用(yòng)2片ALTERA公司的EPM7128作為(wèi)整个系统的数字逻辑部分(fēn)。该芯片可(kě)以重复编程，内部有(yǒu)2500可(kě)用(yòng)门，128个宏单元，能(néng)满足大部分(fēn)复杂逻辑的要求。该芯片的使用(yòng)，大大减少了数字系统工作所需要的分(fēn)离逻辑器件数目，增强了系统可(kě)靠性和保密性。

　（6）故障录波功能(néng)

　　故障录波可(kě)以循环滚动记录8次故障波形，包括故障发生前后的三相電(diàn)压、零序電(diàn)压、零序電(diàn)流、三相接触器、熔断器的状态。

　（7）人机接口為(wèi)大液晶显示，全中文(wén)菜单，并采用(yòng)图形的方式显示当前的状态量，实时直观；实时显示三相電(diàn)压值、零序電(diàn)压值、零序電(diàn)流值。 

5、高压限流熔断器FU 

　　FU是整个装置的后备保护器件，可(kě)防止因误接線(xiàn)或误操作引起的相间短路故障，具有(yǒu)以下特点：

　　(1)开断容量大，可(kě)达63KA；

　　(2)开断迅速，开断时间1~2ms；

　　(3)限流效果好，可(kě)把故障電(diàn)流限制在最大短路冲击電(diàn)流的1/5以下；

6、带有(yǒu)辅助二次绕组的专用(yòng)電(diàn)压互感器PT 

　　装置采用(yòng)专用(yòng)抗饱和電(diàn)压互感器，相对于普通電(diàn)压互感器，不仅可(kě)以有(yǒu)效地為(wèi)系统计量和测控提供稳定的電(diàn)压信号而且可(kě)靠地保护自身不受系统非線(xiàn)性谐振影响而出现PT损坏、烧毁等事故。

九、装置的型号及其主要技术参数

　　型号的含义

选型设计要求

　　装置的额定電(diàn)压与系统的运行電(diàn)压相符

　　装置的额定電(diàn)流不小(xiǎo)于被保护系统的最大对地電(diàn)容電(diàn)流

　　对于总降变電(diàn)所的6~35KV母線(xiàn)应选用(yòng)标准型、附加型或加强型，对于由总降变電(diàn)所供電(diàn)的下级配電(diàn)所母線(xiàn)，可(kě)选用(yòng)简易型，对于由外系统供電(diàn)的6~35KV的配(变)電(diàn)所的電(diàn)源母線(xiàn)，建议选用(yòng)加强型，也可(kě)根据系统实际需要选用(yòng)简易型。

十、装置的结构、外形和安装尺寸

1、装置的柜體(tǐ)结构尺寸 (宽×深×高) (可(kě)根据客户要求定制)

　   6~10KV柜體(tǐ)参考尺寸：1000×1500×2300 (mm)

　   35KV柜體(tǐ)参考尺寸：1800×2600×3000 (mm)

2、外形结构

3、柜體(tǐ)安装基础尺寸图

十一、使用(yòng)环境

　　环境温度： 户内型-15℃~+60℃，特殊可(kě)做到-40℃~+60℃，户外型-40℃~+60℃。

　　海拔高度： ≤2000m，特殊可(kě)做到4000m。

　　使用(yòng)环境： 不得有(yǒu)粉尘、煤气、烟气等具有(yǒu)爆炸性的混合物(wù)。

　　安装地点： 应具有(yǒu)防御风、雨、沙和防尘设施。

　　超出上述使用(yòng)环境条件的要求，用(yòng)户需和本公司协商(shāng)订制。

十二、包装、运输、储存

　　包装：一般采用(yòng)木(mù)箱包装，柜體(tǐ)底座固定在包装箱底板上。

　　运输：不宜在三级以下公路上長(cháng)距离运输，必要时可(kě)拆散包装，重要配件应在进行处理(lǐ)后方可(kě)采用(yòng)公路运输。

　　储存：長(cháng)期不用(yòng)时，应储存在干燥、通风的仓库内，不宜在室外存储。

十三、安装、调试、维护

　　本公司负责根据用(yòng)户的要求进行图纸设计及参数的选择，设备组装调试完毕后，由专业检测人员进行二次模拟实验及1：1高压仿真实验，检测合格后方能(néng)出厂。如用(yòng)户需要，本公司可(kě)负责现场安装指导及调试服務(wù)，用(yòng)户提供必要的配合与协助。

　　设备正常工作时不需要维护和检修，但在装置动作后必须仔细检查熔断器是否损坏，撞杆是否弹出。

　　用(yòng)户在遵守保管及使用(yòng)要求的情况下，从安装使用(yòng)之日起12个月，或从发货之日起18个月期限内，产品由于质量原因发生损坏或不能(néng)正常工作，本公司将无偿地為(wèi)用(yòng)户维修或更换。

　　本公司对设备实行终身维修，并長(cháng)期以优惠价提供备品备件。

十四 、订货须知

　　(1)用(yòng)户应提供相关的系统额定電(diàn)压、系统最大单相接地電(diàn)容電(diàn)流，作為(wèi)装置的设计依据。

　　(2)柜體(tǐ)的尺寸，由我公司工程师进行设计并经用(yòng)户签字确认以后，方能(néng)最终确定。

　　(3)用(yòng)户应明确装置的功能(néng)（包括基本功能(néng)和附加功能(néng)），签定相对应的技术协议，如有(yǒu)特殊要求应在订货时提出。

　　(4)需要其它额外附件或备件，应在订货时注明所需的备件名称、规格及数量。