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XZMAXG高压微机型铁磁谐振消除装置

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XZ-MAXG高压微机型铁磁谐振消除装置

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说
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保定市祥泽电气有限公司
目 录
一、装置概述
二、主要功能和技术参数
三、工作特点
四、工作原理
五、面板各元件的功能说明
六、操作说明
七、通讯说明
八、安装说明
九、模拟实验

XZ—MAXG高压微机型铁磁谐振消除装置
一、装置概述
在 110kV —220kV 高压系统中,当带有断口电容的断路器对带有PT 的空母线进行分闸操作时，操作暂态过程使连接在空母线上的PT绕组组中的一相、两相或三相激发产生的铁磁谐振现象， 这种现象频繁发生，且持续时间可长期自保持，因而可能导致电磁式电压互感器过励磁烧损、爆炸、诱发后果更为严重的系统事故。
随着电力系统的不断完善和改造，高压系统、超高压供电系统越来越普遍，为了适应市场的需求，我公司研发人员开发出了适用110KV—220KV的高压消谐装置：XZ-MAXG微机消谐装置，此机可通过软件自动判别频率，依据不同的谐振，控制消谐元件导通，自动吸收谐振能量无需人工干预和中断用户供电，彻底解决了铁磁谐振.用于消除110KV—220KV变电站（所）空母线上由开关断口电容引起的各种铁磁谐振过电压，防止110KV—220KV电压互感器烧坏与爆炸.
二、主要功能和技术参数
1、适用范围：110KV—220KV中性点直接接地系统或大电流接地系统。
2、母线段数：1段。
3、消谐频率：三分频、二分频、基频、三次谐波或其它高次谐波。
4、动作频率范围(HZ）：三分频（14～18）、二分频（22~27)、基频（47～52）、
三次谐波(145～162）。
5、动作电压（V）：三分频、二分频、三次谐波25±5，基频150±5（以上启动值为缺省经验值），若有要求，订货时请给出各频段启动电压值，出厂时给以固化。
6、远动报警功能:谐振报警.
报警出口提供一对无源触点（触点容量为8A/250VAC、8A30VDC）在电压不超过
250V,电流不超过0。5A，时间常数为5±0。75ms的直流回路中，装置输出触点的断开容量为40W。
7、工作状态指示：运行指示灯(绿色、装置正常运行时闪烁）、报警灯（红色)、通讯指示灯（红色）。
8、通讯功能： RS485.
9、电源：交直流220V.
10、使用环境：温度—10℃～65℃ 、湿度≤90% 、大气压力80～110KP、周围介质无导电尘埃或导致金属或绝缘损坏的腐蚀性气体、霉菌等。
11、开屏尺寸（mm）：176（宽）×178(高） 安装孔：φ7（mm)×4（个)
安装孔距（mm）：201（宽)×102（高） 装置最大深度（mm)：230（深)
三、工作特点
1、装置的显示为大屏幕液晶中文显示,良好的人机界面。
2、无需整定和调试,上电即投运。
3、重复消谐功能：系统谐振被阻尼消除后若再次被激发产生，装置能再次立即起动
予以消除。
4、自检功能：随时监视装置的核心硬件电路和软件的执行情况。
5、自投运功能:装置上电后无论处在何种操作界面,若2分钟无人操作便自动进入
运行。
四、工作原理
1、电压互感器PT产生铁磁谐振的原因
电力系统有大量元件属于电感性的和电容性的，如电力变压器、互感器、发电机、消弧线圈为电感元件,补偿用的电容器组、高压设备的寄生电容为电容元件，而线路各导线对地和导线间既存在纵向电感又存在横向电容，这些储能元件组成复杂的LC振荡电路，在一定的能量作用下，特定参数配合的回路就会发生谐振现象。在高压系统中，中性点直接接地或经小阻抗直接接地，其中性点电位基本固定，所以普遍存在于低压系统中的电磁式电压互感器饱和引起谐振过电压等在高压系统(中性点有效接地)中不可能发生。但在110—220KV中性点接地系统中，电磁式电压互感器饱和过压出现在采用断口间具有并联电容的断路器切空线时。其接线如下图：图中D1为隔离开关、D2为断路器断口，C1为断路器断口均压电容。

2、工作原理
装置上电并初始化后， 便开始对开口三角电压信号和辅助检测电路信号的频率和幅
值进行实时检测。当检测到零序回路的电压信号为持续的且幅值较高的基频时，则判定
为基频零序谐振； 当检测到零序回路的电压信号为持续的且幅值较高的1 / 3 次分频、 1 / 2次分频或 3次高频时,则判定为分频零序谐振，此时装置发出触发脉冲,使是消谐元件1导通。导通的消谐元件1 接通一个低阻的阻尼回路，阻尼回路的低阻经压变开口三角绕组耦合到其高压侧的母线上，向母线的零序网络施加强有力的阻尼。此时，具有零序性质的铁磁谐振因受到强阻尼而迅速衰减消失。
当装置检测到正序回路的电压信号为持续的且幅值较高的基频时， 则判定为基频正
序谐振;当检测到正序回路的电压信号为持续的且幅值较高的1 / 3 次分频、1 / 2 次分频或3 次高频时， 则判定为分频正序谐振， 此时导通的消谐元件2 接通一个低阻的阻尼回路，这个阻尼回路的低阻经压变开口三角绕组耦合至其一次侧, 向母线的正序网络施加强有力的阻尼，从而达到消除正序谐振的目的。
当装置对相应性质的谐振进行消谐后，谐振信号一直存在，则装置判定为过电压.
故障消除后,装置自动恢复到初始状态（报警灯在查看故障后灭)，并重新开始实时检测。此后若系统再发生谐振，则装置再次起动予以消除。
五、面板各元件的功能说明
5.1装置面板图

5.2、装置面板各元件功能说明
5。2.1、液晶以汉字菜单显示装置的运行信息。
5。2.2、工作指示灯:运行（绿色、装置正常运行时闪烁)、谐振（红色、装置检测到谐振时亮）、通讯（红色、正常通讯时规律闪烁）。
5。2.3、按键“△”“▽"“ ”“ ”为菜单选项用,有时“△”“▽"键作数值增、减1使用，“ "“ ”键作左右移位用。
5.2.4、“退出”键作返回上一级菜单用.
5。2。5、“复位"键作整机复归用。
5。2。6、“确认"键作菜单选项或参数设置的确定用。
请选择：
1．系统时钟
2．参数配置
3．信息浏览
图 1
六、操作说明
1、开机主界面显示如图1所示，按“△"“▽”
键可上下移动箭头选择相应菜单选择项，按
“确认”键可进入相应菜单。

系统时钟
01年10月10日
08时36分48秒
图 2

1.1、 选择“系统时钟"项，按“确认"键确认后便
可进入装置运行界面（如图2所示）。

配置：
1．启动定值
2．通讯参数
3．时钟校对
图 3
2、在主界面按“△”“▽”键选择“参数配置”项,
按 “确认”键确认后进入相应界面如图3所示。

2。1、按“△”“▽”键选择“启动定值"项，按
启动电压
1．17Hz ： 25 V
2．25Hz ： 25 V
3．50Hz ： 150V
4．150Hz： 25 V
图 4
“确认” 键确认后屏幕显示如图4所示。该启
动电压值为 本机默认配置,用户不能修改.

通讯配置：
1．本机地址

2．波 特 率
图 5
2。2、按“△"“▽”键选择“通讯参数”项，
按“确认”键确认后屏幕显示如图5所示。

本机地址：006

图 6

2。2.1、按“△"“▽”键选择“本机地址"
项，按“确认”键确认后便进入地址设定
界面,屏幕显示如图6所示。光标处表示
当前可修改,按“ "“ " 键可选择要
修改的位,选择后光标在该位，按“△"“▽”键可对该值进行修改，最后按“确
认”键确认修改，屏幕显示如图A所视。

信息已保存
图 A
稍后自动返回图5 显示界面。若按“退出”
键则取消修改返回图5所示界面

2.2。2、按“△”“▽”键选择“波特率”
请选择波特率：
1． 1200
2． 2400
3． 4800
4． 9600

图 7
项，按“确认”键确认后便进入波特率
地址设定界面，屏幕显示如图7所示.
按“△"“▽"键选择波特率，按“确认”
键确认，屏幕显示如图A所视,稍后自动
返回图5显示界面.若按“退出"键则
取消修改返回图5所示界面

2。3、按“△"“▽”键选择“时钟校对"
时钟校对：
07 -- 01 – 25
10 ：30 ：30
图 8
项，按“确认”键确认后进入时钟校对
画面，如图8所示。光标值表示当前可
修改，按“ ”“ ”键可选择要修改
的时间值，按“△”“▽”键可对该值
进行修改，最后按“确认”键确认后时
钟校对完毕并，屏幕显示如图A所视，
记录：
1 故障报告
2．谐振次数
3．清除记录
稍后返回图3所示界面；若按“退出”
键则取消修改返回图3所示界面。

图 9
3、在主界面按“△"“▽”键选择“
信息浏览” 项,按“确认"键确认后画面如图9所示。
正序谐振
幅值： 165 V
频率： 50 Hz
时间：
01﹣09﹣18
10︰32︰36
图 10
▽
△

3。1、按“△"“▽”键选择“故障报告”
项，按“确认” 键确认后画面如图10
所示(右上角“△"、右下角“▽”表示

谐振总次数： 86
图 11
可上下翻页)。移动“△”“▽”键可翻
看其它故障记录信息，共可记录20组故
障信息。无故障信息时屏面显示“暂无故
障信息”。

3。2、按“△”“▽”键选择“谐振次数”
有新信息请查看或
谐振未消除请稍候
图 B
项，按“确认”键确认后画面如图11所
示，可查看谐振发生的 总次数。

3.3、按“△”“▽”键选择“清除记录”
项，按“确认”键确认后，若谐振未消
除或故障报告未查看则显示如图B所示，

否
图 12
清除记录
是
稍后界面返回如图9所示,否则屏幕显
示如图12所示.

信息已清除
图 13
3。31、按“ ”“ ”键选择“是”项，
按“确认”键确认后，屏幕显示如图
13所示，稍后自动返回 图9所示界面.
若选择“否”按“确认”键后如图9所
示

注：装置上电后无论处在何种操作界面，若两分钟无人操作,自动进入运行
七、通讯说明
1、通讯接口 RS485、RS232.
2、通讯规约说明
装置默认一种规约，规约具体内容如下：
2。1、上位机发校时命令：（CRT）
1
2
3
4
5
6
7
8
0EBH
90H
0EBH
90H
02H
站号
55H
08H
同步头
起始符
装置地址
特征码
报文长度

9
10
11
12
13
14
15
16
19
YEAR
MON
DAY
HOUR
MIN
SEC
＆L
&H
03H
年
月
日
时
分
秒
代码和
结束符
2。2、事件查询
2.2.1、上位机下发查询故障信息命令：(ASK）
1
2
3
4
5
6
7
0EBH
90H
0EBH
90H
02H
站号
66H
同步头
起始符
装置地址
特征码
2。2。2下位机应答信息
无新事件时应答报文如下：(ACK)
1
2
3
4
5
6
7
8
0EBH
90H
0EBH
90H
02H
站号
06H
03H
同步头
起始符
装置地址
特征码
结束符
有新事件时应答报文如下：(R）
1
2
3
4
5
6
7
8
0EBH
90H
0EBH
90H
02H
站号
60H
0BH
同步头
起始符
装置地址
特征码
报文长度

9
10
11
12
13
14
15
16
YEAR
MON
DAY
HOUR
MIN
SEC
MUL
R
年
月
日
时
分
秒
母线号
事件类型

17
18
19
20
V
&L
＆H
03H
幅值
代码和
结束符

2。2.3、上位机接收到故障报文后下发报文(ACK)
1
2
3
4
5
6
7
8
0EBH
90H
0EBH
90H
02H
站号
06H
03H
同步头
起始符
装置地址
特征码
结束符

3、通讯流程：

3.1、校时上位机
消谐装置

CRT

3.2、查询事件

上位机
消谐装置
上位机
消谐装置
上位机
消谐装置
上位机

R
ASK ACK ASK ACK

无新事件 有新事件
注：1、装置地址：00H-0FFH。
2、报文长度指特征码、报文长度、报文内容之和。
3、代码和指特征码、报文长度、报文内容之和（16位值).
4、母线号：01.
5、事件类型:0CH表示正序谐振；0DH表示零序谐振；0EH表示过电压;0FH表示过电压消失。
6、时间为BCD码。
7、通讯方式:8位数据位,1位起始位，1位停止位，无校验，异步半双工，波特率
1200～9600bps。
八、安装说明
1、 安装方式为：嵌入式安装；开屏尺寸为139（水平）X 213（垂直）
2 、本装置安装在控制室内，但电缆电阻不能大于3 Ω。
3 、 1 1 0 ～2 2 0 K V 变电站安装一台；分段运行的母线,每段母线上各装一台.
4 、 机箱后面板布置图如(附件一） ,其中各端子表示为：7 、8 、10 分别接P T开口三角绕组的三根端线 b 、a 、c （如（图九) ;注：b为从 P T开口三角绕组的第三辅助线圈引出的,是专为本装置的消谐需要而增设的，它可以利用 P T二次侧电缆中原有的闲置线芯） ；装置后盖板端子排2 3 、2 4 上接入电源；21、22为接地点；11到20 为报警信号节点，该节点为常开触点,用于接中央信号灯或电铃等；1到6为通讯节点。其中1、2为RS485接口，4、5、6、为RS232接口。

（图九）XZ-MAXG微机消谐装置与 P T开口三角绕组连接图

附件一、XZ-MAXG微机消谐装置后端子图（本图为装置后端子的实际布局图）

附件2、XZ-MAXG微机消谐装置典型接线图
九、模拟实验
1 、模拟电路图

2 、操作过程
2.1、模拟零序谐振：将 U X电压加在 8 、10号端子上,调节调压器，使 U X两端电压为1 5 0 V以上，此时装置显示基频零序谐振，报警灯亮,后端子报警节点吸合给出报警信号.
2.2、模拟正序谐振：将 U X电压加在 7 、8号端子上，调节调压器，使 U X两端电压为1 5 0 V以上，此时装置显示基频正序谐振,报警灯亮,后端子报警节点吸合给出报警信号。
注：在模拟以上两种类型的谐振时，当消谐达到规定次数后，U X依然存在,则装置显示为过电压。
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