微机消谐记录装置的用途和原理

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微机消谐记录装置的用途和原理 　本装置采用高性能的单片微机作 为核心元件，对PT开口三角电压即零序电压进行遁环检测。正常工作情况下，该电压小于30V，装置内的大功率消谐元件 固态继电器处于阻断状态，对系统运行不产生影响。

当PT开口电压大于30V时，系统出现故障。消谐装置开始对此信号进行数据采集 ，通过电路对信号进行数字测量、滤波、放大等数字信号处理技术，然后对检测到的数据进行分析、计算，得出故障类型。如果 当前是铁磁谐振，系统立即启动消谐电路，使固态继电器导通，让铁磁谐振在阻尼作用下迅速消失。此时，CPU系统进行记 录、存贮，并自动报警、显示谐振信息时间、频率、电压值。如果电路是过电压或单相接地故障，微机系统检测后，分别给 出显示和报警，并记录、存贮有关故障信息。

CPU系统处理完最后，返回起始状态，并继续检测电路中的状态。 　　装置软件构成 　　本装置采用C语言和汇编语言编制 软件，软件由监控程序、运算程序、诊断程序、消谐、故障记录等部分构成。由实时监控程序完成电压检测、采样、诊断、消谐 、时钟、键盘命令以及显示等任务。

　　装置硬件构成

1. 电源部分:本装置采用高频开关电源，具有抗干扰能力强、允许输入电压波动范围大等特点。输入电压范 围宽，可以交，直流使用。

2. 主机部分:

3.本装置的指挥控制中心 CPU采用最新高性能的单片机构成，运算速度快、控制能力强，运行安全可靠等特点。

系统设置看门狗电路,可防止系统运行或干 扰造成的死机现象，设备可以长期可靠运行；

4. 内置大容量程序存贮器EPROM，存贮各类 操作指令；

5. 内置大容量数据存贮器RAM,存贮各类数 据运算结果、相关内容等；

6. 数据采集部分:是将外界采集的模拟量转换为 数字量以备计算机处理；

7. 显示部分:大屏幕汉字液晶屏幕，作时钟用， 发生故障时,显示相关故障信息；

8.消谐控制部分:当发生各种铁 磁谐振时，控制启动大功率固态继电器，快速消除各种故障。 装置安装 　　本装置可以安装在配电柜内或端 子箱中，根据用户使用情况装置可接入低于35KV的系统中。 “工作电源”端子即可接交流电 源，也可不分极性接直流电源。

其电压范围均为:150～250V； “外报警”端子接外报警信号， 该端子无故障时为一对常开接点。故障发生时闭合,至故障消失后延时约1分钟。其接点容量为DC 220V 0.5A。 远动口输出: Ⅰ串行口 RS422/485 为双功能口，当采用 RS485 时只需将TXD + 和RXD + 短接、TXD－和 RDX－短接即可; Ⅱ开关量输出:发生铁磁谐振时,以接点闭合方式输出报警信号,其容量为DC 24V/5A。

　　使用说明

1. 电源部分:电源正常时指示灯亮。否则，应检 查是否给电或保险烧坏。

2. 显示部分: Ⅰ 装置上电后自检显示相关信息后即进入运行状态，显示当前的时间 ; Ⅱ当系统出现单相接地故障，谐振故障时，过压信号，液晶显示屏显示故障状态，故障电压 等信号，报警声响，同时外部输出信号，供系统做相应的处理。

3. 按键部分 Ⅰ“复位”键:当装置工作出现异常时，请用“复位”键使装置重新开始工作； Ⅱ“追忆”键:当系统出现谐振故障以后，屏幕将出现如下提示:《请按“追忆”键查看故 障信息》,此时按“追忆”键可查看最新故障信息，继续按时共可看到20次的谐振故障信息。

显示形式与发生谐振时相同； Ⅲ“校时”键:需要调整年、月、日、星期和时钟时，可按“校时”键,当需要调整的数据闪 动时，再按“加一”键或“减一”键即可。调好后请继续按“校时”键使所有数据不再闪动为止，这样便完成了一次校时过程。

在讨论电压互感器一次绕组中性点加装消谐器的问题之前，我们不妨先探讨一下电力系统的中性点运行方式。在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器的中性点，有三种运行方式:一种是电源中性点不接地；一种是电源中性点经消弧线圈接地；一种是电源中性点直接接地。

前两种合称为中性点非有效接地，或小电流接地系统，后一种中性点直接接地称为中性点有效接地，或大电流接地。1 电源中性点不接地电力系统3-63 kV系统大多数采用电源中性点不接地运行方式。电源中性点不接地系统发生单相接地时，如C相单相接地，那么完好的A、B两相对地电压都由原来的相电压升高到线电压，即升高为原对地电压的倍,C相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。当发生一相接地时，三相用电设备的正常工作未受到影响，因为线路的线电压无论相位和量值均未发生变化，因此三相用电设备仍然照常运行。但电力部门只允许运行2小时，因为一旦另一相又发生接地故障时，就形成两相接地短路，产生很大的短路电流，可能损坏线路设备。

2 电源中性点经消弧线圈接地的电力系统。在中性点不接地的电力系统中，有一种情况比较危险，即在一相接地时，如果接地电流较大，将出现断续电弧，这可使线路发生电压谐振现象，在线路上形成一个R-L-C的串联谐振电路，从而使线路上出现危险的过电压可达相电压的2.5-3倍,导致线路上绝缘薄弱地点的绝缘击穿。为防止一相接地时接地点出现断续电弧，引起过电压，规程规定，在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中3-10kV电网中接地电容电流大于30A，电源中性点必须采用经消弧线圈接地的运行方式。

经消弧线圈接地系统，发生一相接地故障时暂时允许运行2小时，在一相接地时，其它两相对地电压要升高到线电压，即升高为原对地电压的倍。3 电源中性点直接接地的电力系统，此系统一般适用于110kV及以上高压系统，在此暂不讨论。1 电力系统为中性点经消弧线圈接地，此系统已考虑到消弧接地如上述第二条所述，在系统的电压互感器中，Yo接线可不考虑加装一次消谐器。

2 我们一般指PT柜加装消谐器，是指安装在6-35kV电磁式电压互感器简称压变一次绕阻Yo结线中性点与地之间的非线性电阻器，起阻尼与限流的作用。在6-35kV发电、变电站，我们经常碰到的是电网中性点不接地，其母线上的Yo接线的电磁式压变一次绕组，成为中性点不接地电网对地的唯一金属通道，电网相对地电容的充、放电途径 必然通过压变一次绕组。这种慢变过程使压变铁芯深度饱和，当电网接地消失时，压变一次绕组中会出现数安培幅值的涌流，将压变0.5A高压熔丝熔断。

即使这种涌流尚未达到熔断器的熔断值，但仍超过电压互感器额定电流，长时间处于过电流状态下运行的电压互感器会被烧毁，继而引发其他事故。选用一次消谐器，这种现象就不会发生。当单相接地电容电流小于一定的值时，不会在压变一次绕组中出线较大的涌流，对压变和高压熔丝无任何影响，从经济和产品成本的角度考虑，可以不装消谐器。如果顾客提出要求，在电压互感器一次侧加装消谐器会给设备运行增加一层防护。

3 在工程设计中经常遇到用户要求在压变柜的互感器二次侧加装二次消谐器，此种作法为在电压互感器二次开口处接入阻尼电阻，过去是灯泡。现在大部分为微机消谐装置，如KSX196H微机消谐器，其工作原理为:对PT开口三角电压即零序电压进行循环检测。正常工作情况下，该电压小于30V，装置内的大功率消谐元件可控硅处于阻断状态，对系统无任何影响。当PT开口三角电压大于30V时，说明系统发生故障，装置开始对开口三角电压进行数据采集，通过数字测量、滤波、放大等数字信号处理技术，然后对数据进行分析、计算，判断出当前的故障状态。

如果出现某种频率的铁磁谐振，CPU立即启动消谐电路使可控硅导通，让铁磁谐振在强大的阻尼下迅速消失。利用微机消谐器可实现自动跟踪和自动调谐，并能追忆、报警、自动打印和信号传送，满足无人值班变电所的需求。 在这种情况下，压变一次侧无需再配一次微机消谐装置。另外，现在有些电压互感器如JSZF-

6.10型，互感器本身已带防铁磁谐振线圈，还有些电压互感器为电容式电压互感器，在设计中不需要加消谐器。

4 提到压变加装一次消谐器，不要误认为只要是PT柜就加装，因为在2PT柜中，电压互感器为V-V接线，主要用于计量、测量、绝缘监测，这里不存在中性点接地的问题不可能有电网相对地电容的充、放电途径，不需要加装消谐器。5 在有些工程设计中，用户根据现场电网的实际情况，在母线侧已接入一定大小的电容器，使线路的容性阻抗Xc与感性阻抗XL的比值小于0.01,可避免谐振,在此配电系统中,电压互感器中性点也无需加装消谐器。

消谐装置的消谐元件一般由电阻、可控硅材料和固态继电器制成。串接在开口三角，当系统某一频率的电压到达一定数值时使接在开口三角形或零序PT二次线圈上的双向可控硅导通，短接开口三角形或零序PT二次绕组，使△侧产生强大的阻尼从而消除铁磁谐振。

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2.微机消谐装置和消谐电阻器就安装位置及作用来说有何不同？微机消谐装置安装在PT开口三角处...

3.该装置的选型原则是什么？装置可根据母线段数、通讯方式及打印功能确定具体型号。

消谐的依据主要区别在于零序电压Uo的高低，通常情况下的基频谐振定为Uo>=150V，单相接地的时候定为30V≤Uo<145V。为了防止单相接地的时候装置误动使TV长时间的过载而发生烧毁，就只好将基频谐振的判据电压值定得比较高，这样，在工频位移的时候电压不是很高的情况下比如说空母线合闸，微机消谐装置就无法动作，可能会使某些励磁特性欠佳的铁芯易饱和TV的熔丝发生熔断。

而且微机消谐装置在电网对地电容较大的时候，对防止间歇性接地或者是接地消失的瞬间，电压互感器瞬时饱和所产生的低频饱和电流即为涌流，并非铁磁谐振而引起的造成的熔丝熔断，这种情况是无能为力的。

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