YKA-XG系列微機消弧消諧及過電壓保護裝置
概述
隨著社會發(fā)展，電力系統(tǒng)的安全運行及供電的可靠性已顯得越來越重要。長期以來，在3-35KV中性點不接地系統(tǒng)中，單相接地故障發(fā)展過程一般是：間歇性電弧接地→穩(wěn)定電弧接地→金屬接地。在間歇性弧光接地時過電壓最為嚴重，其非故障相的過電壓可達正常運行相電壓的3.15-3.5倍，甚至更高。這樣高的過電壓長時間作用于電網，就會造成電氣設備和系統(tǒng)絕緣的積累性損傷，形成絕緣薄弱點，進而對地擊穿并最終導致短路事故，而且還會引起以下事故：
※ 電氣設備絕緣的擊穿（尤其是電機的絕緣擊穿）；
※ 電纜放炮現(xiàn)象；
※ 電壓互感器過飽和，容易激發(fā)鐵磁諧振，導致PT燒毀；
※ 避雷器爆炸，當過電壓能量超過避雷器所能承受的能量時，就會造成避雷爆炸。
針對以上系統(tǒng)存在的問題，我公司在第一代消弧消諧柜的技術基礎上研究開發(fā)出新一代微機消弧消諧及過電壓保護裝置YKA-XG，可有效防止此類事故的發(fā)生。
裝置的適用范圍
※ 本裝置適用于3-35KV中壓電力系統(tǒng)，中性點不接地、中性點經消弧線圈接地或中性點經高阻接地的電力系統(tǒng)；
※ 本裝置適用于電纜線路為主的電網，電纜與架空線路的混合電網，以及架空線路為主的電網。
裝置的基本功能
※ 當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，可快速將故障相直接接地。
※ 當發(fā)生PT斷線故障時，裝置輸出接點信號，以便用戶對有可能因PT斷線導致誤動作的繼電保護進行閉鎖。
※ 裝置動作后，面板顯示故障類型（PT斷線，金屬接地或弧光接地）和相別，同時輸出無源接點信號。裝置配置RS485接口，可按照用戶提供的通訊規(guī)約進行數(shù)據(jù)傳輸。
※ 裝置可將發(fā)生在相與相之間和相與地之間的各種電壓限制在3.5倍左右。
※ 本裝置中的電壓互感器可以向計量儀表和繼電保護提供電壓信號，可取代常規(guī)的PT柜。
※ 本裝置具有事故記憶功能，可記錄18次事件發(fā)生的時間和裝置動作狀態(tài)。
本裝置的選配功能
※ 選線功能：
本公司研制的小電流選線裝置，型號為YKA-XS（見圖1），在金屬接地時主要依據(jù)線路零序電流的幅值選線，弧光接地時主要依據(jù)裝置動作前后線路零序電流的突變量進行選線?？朔顺Ｒ?guī)的選線裝置選線速度慢和弧光接地時選線準確率的問題。
※ 消諧功能：
可配置本公司研制的專用不飽和電壓互感器，不僅從根本是突破了鐵磁諧振的條件，同時避免了因過電壓引起的“燒PT”和“爆保險”的事故；
也可選用普通PT同時配置本公司生產的微機消諧裝置，型號為YKA-XQ（見圖B）來消除鐵磁諧振。
裝置的優(yōu)點
※ 裝置動作速度快，大大縮短單相接地電弧的持續(xù)時間；
※ 裝置動作后可立即熄滅電弧，并能有效限制弧光接地過電壓；
※ 裝置動作后，允許200A的電容電流連續(xù)通過至少2小時以上，用戶可以在完成轉移負荷的倒閘操作之后再處理故障線路；
※ 本裝置的保護功能不受電網規(guī)模和運行方式的影響；
※ 本裝置具有較高的功能性價比；
※ 本裝置利用電弧熄滅前后故障線路零序電流突變量最大的特點進行選線，可大大提高選線準確率。
※ 本裝置在新建項目中可取代你原有的PT柜。
裝置的主要部件及作用
※ 高能容三相組合式過電壓保護器YKA-GB主要具有以下優(yōu)點：
l YKA-GB過電壓保護器采用高能容Zn0非線性電阻和放電間隙組合而成，兩者互為保護。放電間隙時Zn0非線性電阻的荷電率為零，Zn0非線性電阻不會老化；
l YKA-GB過電壓保護器的沖擊系數(shù)為1，各種電壓波形下放電電壓值相等，保護性能不受過電壓波形的影響。
l YKA-GB放電瞬時值與殘壓相近，無截波，有利于保護繞組型設備的匝間絕緣。
l YKA-GB過電壓保護器采用四星型接法，可使相間過電壓大大降低。與常規(guī)避雷器相比，相間過電壓降低70%左右，保護的可靠性大為提高。
lYKA-GB過電壓保護器是本裝置中限制各類過電壓的第一器件，在接觸Jc未動作之前將電壓限制在安全范圍以內。
※ 可分相控制的高壓真空快速接觸器JC
這是我公司特殊研制的可分相控制的交流真空快速接觸器。真空接觸器一端接至母線，另一端直接接地。正常運行時JC均處于斷開狀態(tài)，受控制器KZ的控制而合閘。各相真空接觸器操作回路相互閉鎖，當其中任何一相合閘使該相母線接地后，其它兩相任何一相不會再動作。
JC（A、B、C）的作用是當系統(tǒng)發(fā)生弧光接地時，使其由不穩(wěn)定的弧光接地迅速轉變成穩(wěn)定的金屬性直接接地，從而保護了設備，使其不受損害。
※ 控制器KZ（包括電壓信號轉換器，見圖E）
控制器KZ是本裝置的核心控制部件，它根據(jù)PT提供的Uao、Ubo、U△的電壓信號來判定故障相別和故障類型（PT斷線、金屬接地和孤光接地），按照預先設定的方式控制高壓真空接觸器JC。
※ 高壓限流熔斷器FU
高壓限流熔斷器是整個消弧裝置的后備保護器件，可防止因誤接線或裝置故障造成誤判斷時導致相間短路的故障，具有以下特殊功能：
l 開斷容量大，可達63KA;
l 開斷迅速，開斷時間一般為1～2ms;
l 限流效果好，可把故障電流限制在最大短跑沖擊電流的1/5以下。
※ 帶有輔助二次繞組的電壓互感器PT
當被保護的系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，電壓互感器PT的開口三角兩端電壓U△立即由低電位變成高電位，使控制器投入工作。
裝置的工作原理
系統(tǒng)正常運行時，開口的三角電壓U△很小，控制器面板顯示“運行”。當U△由低電平變成高電平時，表明系統(tǒng)發(fā)生故障。此時微機控制器KZ立即啟動中斷，根據(jù)PT二次輸出電壓信號Ua、Ub、Uc進行故障類型和相別的判斷：
若為單相PT斷線故障，則裝置面板上顯示故障相別和斷線信號，并輸出無源接點信號。若為單相接地故障，則裝置面板上顯示故障相別和接地類型信號，同時向故障相真空接觸器發(fā)生合閘命令，并輸出無源接點信號。
PT開口三角電壓由低電平變成高電平時，小電流選線模塊立即對各線條的零序電流進行數(shù)據(jù)采集，若無單相接地故障，則恢復正常；若發(fā)生單相接地故障，則在故障相真空接觸器合閘并熄滅電弧后再次對線路零序電流進行數(shù)據(jù)采集。根據(jù)故障線路在接地電弧熄滅前后突變量最大的原理，選出故障線路并在面板上顯示故障線號，同時輸出無源接點信號。
裝置的選型
裝置的設計要求
※ 裝置的額定電壓與系統(tǒng)的運行電壓相符。
※ 裝置的額定電流不小于被保護系統(tǒng)的最大對地電容電流。
※ 裝置的設計符號
裝置的結構、外形和安裝尺寸
6～10KV柜體的參考尺寸：1000×1500×2200（mm）（寬×深×高）或800×1500×2200（mm）也可根據(jù)用戶要求，協(xié)商后特殊生產。
35KV柜體的參數(shù)尺寸：1818×2500×3000（mm）（寬×深×高）
使用環(huán)境條件
※ 環(huán)境溫度 戶內型－15℃～＋60℃特殊可做到－30℃～＋60℃戶外型－40℃～＋60℃。
※ 海拔高度≤1000m,特殊情況可達4000m
※ 使用環(huán)境不得有粉塵、煤氣、煙氣等具有爆炸性的混合物。
安裝、調試、維護
本本公司負責根據(jù)用戶的要求進行圖紙設計及參數(shù)選擇，設備組裝調試完畢后，由專業(yè)檢測人員檢測合格后方能出廠。如用戶需要，本公司可負責現(xiàn)場安裝指導及調試服務，用戶提供必要的配合與協(xié)助；
設備正常工作時不需要維護和檢修，只在裝置動作后，檢查熔斷器撞桿是否彈出。用戶在遵守保管及使用規(guī)則的情況下，從安裝使用之日起12個月，或從發(fā)貨之日起18個月期限內，產品由于質量原因而發(fā)生損壞和不能正常工作，本公司無償為用戶更換或維修。
本公司對設備實行終生維修并長期以優(yōu)惠的價格提供備品備件。
訂貨須知
※ 用戶應提供相關的系統(tǒng)額定電壓、系統(tǒng)最大單相接地電容電流，作為YKA-XG設計依據(jù)。
※ 柜體的尺寸，由我公司工程師進行設計并經用戶簽字確認后，方能最終確定。
※ 用戶應明確裝置的功能（包括基本功能和可選功能），如有特殊要求應在訂貨時提出。
※ 需要其他額外附件或備件，應在訂貨時注明所需的各種名稱、規(guī)格及數(shù)量。