基于单片机的新型消弧装置设计

《基于单片机的新型消弧装置设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第２５卷第５期电力自动化设备ｖ０１．２５Ｎｏ．５西２００５年５月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍ撕ｏｎＥｑｌｌｉｐｍｅｎｔＭａｙ２００５基于单片机的新型消弧装置设计都洪基，叶婷（南京理工大学动力学院，江苏南京２１００９４）摘要：弧光接地一直是威胁电网安全运行的严重隐患，经消弧线圈或小电阻接地的运行方式虽然在一定程度上起到了保护作用，但也存在着一定缺陷。提出了一种新型消弧装置的实现方法，给出了消孤装置控制器的硬件设计方案和软件流程图。理论分析和现场试验结果表明，新型的消孤装置能够克服传统消孤装置的种种不足，且装置简单，体积小，安装

2、、调试方便。关键词：消孤装置；过电压；弧光接地；金属接地中图分类号：删４７５文献标识码：Ｂ文章编号：１００６—６０４７（２００５）０５—０１００一０３在中性点不接地系统中，如果发生单相间歇性的“熄弧一重燃”接地，则会形成一个高频振荡过程，造成间歇性弧光接地过电压，经过二次燃弧后，两健全相的最大电压为３．５％，故障相不存在振荡过程最大过电压为２．０‰。这种过电压的持续时间可达到数十分钟或更长，波及范围广，危害性很大¨’２１。由于传统的消弧线圈补偿系统中存在的一些问题和自动跟踪补偿消弧装置的局限性”＇４Ｊ，因而必须研究一种既能够不改变国内电网

3、接地运行方式，又能够可靠限制系统过电压，特别是限制弧光接地过电压的新的保护方式。设定的方式控制高压快速开关。对于已装有小电流选线装置的系统，控制器可以和选线装置配合工作，在测控时间和联络方式上随时进行调整。消弧装置的工作原理是：当系统有过电压出现时，氧化锌非线性电阻首先投入工作，将系统的过电压限制在相关电器设备绝缘允许的范围内，同时控制器通过对信号转换器以及氧化锌非线性电阻传送的信号进行处理，通过对三相电压信号进行计算，判断故障属性以及故障相别，根据过电压性质以及接地属性作出以下处理：ａ．如果过电压性质为瞬时的雷电过电压或操作过电压等，则有

4、氧化锌非线性电阻对过电压进行１新型消弧装置的工作原理限制并吸收过电压的能量，过电压消除后，系统自动新型消弧装置的一次原理图如图１所示。氧化锌非线性电阻Ｒ：。ｏ经隔离刀闸接于母线，使母线始终处于该限压电路的保护之中。当系统发生短暂的雷电过电压、操作过电压时，均由尺：。ｏ投入保护，过电压恢复正常工作，控制器仅仅做出记录，消弧电阻不需要投入工作；ｂ．如果接地故障是稳定的金属性接地，则控制器仅发出故障相别的指示信号，并警报值班人员进行排除；ｃ．如果接地故障是间歇性弧光接地，氧化锌非线性电阻首先投入工作，将电压限制在一个较低的消失，尺踟。退出工作

5、。图ｌ消弧装置原理图水平，并提供信号给控制器，控制器通过对信号转换消弧电阻Ｒ。。。通过可分Ｆｉｇ．１Ｐｆｉ眦ｉｐｋｄｉａ萨吼０ｆ相控制的高压真空接触器眦吨ｕｐｐｒｅ鹊１０ｎｄｅⅥｃｅＫＭＨｖ与系统连接。电网正常运行时，ＫＭＨｖ触头全部断开，ＲＭ。。与系统分离，系统按照中性点不接地的方式正常运行。在发生间歇性弧光接地过电压时，过电压最大可达３．５％，此时分相控制的ＫＭＨｖ将故障相的触头闭合，投入Ｒ‰，Ｒ踟。退出保护，系统由原来的间歇性弧光接地转变为经消弧电阻接地，把过电压限制在１．７３％以下。控制器是消弧装置的核心部件，它的作用是：根据信号

6、转换器以及氧化锌非线性电阻元件提供的信号判别接地故障发生的相别及接地性质，按照预先收稿日期：２００４一１２—２４　万方数据器以及氧化锌非线性电阻元件提供的信号进行计算处理，判别出接地故障发生的相别及接地性质，发出指令将对应相的快速开关闭合，使消弧电阻投入，消除弧光，系统由不稳定的弧光接地转变为电阻接地，将过电压控制在规程允许的范围以内，同时氧化锌非线性电阻退出工作。消弧电阻投入工作数秒后，控制器发出指令将其切除，同时，控制器再判断接地性质，如此时的间歇性弧光接地已消除，则该次故障为偶发性弧光接地，系统恢复正常工作；如仍然为间歇性弧光接地，则

7、认定为永久性弧光接地，消弧电阻再次投入，并在故障排除前不再切除，控制器同时发出信号交由微机选线装置进行故障查找并告知值班人员。第５期都洪基，等：基于单片机的新型消弧装置设计Ｉ园２新型消弧装置控制器的硬件设计２．１硬件组成整个控制器由电源插件、交流输入变换插件、ＣＰＵ插件、继电器出口插件组成，如图２所示。电源插件用来给控制器各个组成部分供电。外部的三相电压和零序电压通过电压互感会影响控制器作出正确的判断，甚至误判，所以为了保证控制器判断的准确性，有必要采用这种分时采样保持、分时Ａ／Ｄ转换的采样方式。３新型消弧装置控制器软件设计３．１软件功能

8、设计控制器通过采集电力系统的电压信号，包括三相电压瞬时值和零序电压值，当系统发生单相接地或’Ⅳ断线故障时，根据电压在不同故障状况下的变器、隔离变换器、低通滤波器后再