KM-SX微机消谐装置使用说明书
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KM-SX微机消谐装置使用说明书
文本预览
KM-SX 微机消谐装置
使
用
说
明
书
上海凯民电力技术有限公司
安徽凯民电力技术有限公司一、概述
电力系统中许多元件是属于电感性的或电容性的，如电力变压器、互感器、
发电机、消弧线圈为电感元件，补偿用的并或串联电容器组、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，
这些元件组成复杂的LC 震荡回路，在一定的能源作用下，特定参数配合的回路
就会出现谐振现象。
下列几种激发条件可以造成铁磁谐振：
a. 电压互感器的突然投入；
b. 线路发生单相接地；
c. 系统运行方式的突然改变或电气设备的投切；
d. 系统负荷发生较大的波动；
e. 电网频率的波动；
f. 负荷的不平衡变化等。
在我国6—35KV 配电网内，发生电压互感器引起的谐振过电压情况甚为频
繁，但在某些切换操作如断路器合闸或接地故障消失后，由于三相互感器在扰
动后电感饱和程度不一样而形成对地电阻不平衡，它与线路对地电容形成谐振
回路，可能激发起铁磁谐振过电压。电压互感器铁心饱和引起的铁磁最常见和
造成事故最多的一种内部过电压。在实际运行设备中，由于中性点不接地电网
中设备绝缘低，单相接地故障相对频繁，一般说来，单相接地故障是铁磁谐振
最常见的一种激发方式。
在电力系统中，由于电压互感器的非线性电感与线路对地电容的匹配而引
起铁磁谐振过电压，直接威胁电力系统的运行，严重时会引起电压互感器（PT）
的爆炸，造成事故。电压互感器的铁磁谐振必须由工频电源供给能量才能维持
下去，如果能够抑制或消耗这部分能量，铁磁谐振就可以抑制或消除。通常解
决的办法是在开口三角绕组中并一个电阻，从理论上讲对频率越低的铁磁谐振应取的阻值越小，但太小的电阻并在 PT 开口三角上会影响其正常运行，严重时
会造成 PT 烧毁。因为铁磁谐振的频率往往不是单一的，所以这种方法就难于消
除所有的谐振。
针对上述情况，国内一些厂家先后研制了一些分频消谐装置。这些装置的
原理均是采用模拟选频的原理，功能单一，只对单一频率的谐振有效。由于电
网中谐振往往是多种频率同时存在，所以适应性较差，模拟电路实现的选频与
微机相比其选频效果也差，有时电网的过渡过程等也会造成误动。
KM-SX微机消谐装置利用80196单片机快速、准确的数据处理能力实现傅立
叶分析，其选频准确。通过对PT开口三角电压的采集，对电网谐振时的种种频
率成分能快速分析，可准确地辨出：单相接地、电网谐振。如果是谐振，计算
机发出指令使消谐电路投入，消耗电源供给谐振的能量，抑制铁磁谐振过电压，
实现快速消谐，较完善地解决了电力系统中电网的消谐问题。并能存储记录单
相接地、谐振时的各次谐波的谐波幅值，可广泛适用于发电厂、变电站及钢铁、
煤炭、石油化工等大型厂矿企业的电力系统。
二、消谐装置功能及特点
1、 消谐功能
循环检测 PT 开口三角的电压，当发生电压升高时，首先判断是单相接地，
还是电网谐振。如果是谐振，计算机发出指令使消谐电路投入，实现快速消谐。
2、 故障报警功能
当系统发生单相接地或谐振、装置故障时产生报警信号。所有继电器输出
接点均可接报警输出。
3 、显示功能
显示实时时钟，装置运行状态，接地或谐振故障的谐振频率、幅值，故障
开始时间等。
4 、设置功能通过汉字菜单提示用户可以设置或修改实时时钟，通信方式。
5 、通信功能
装置具有完善的通信功能，RS-232，485 通信接口和通信速率可选。
6、故障追忆功能
按时间顺序可追忆共八次接地、谐振过电压故障
7、本装置具有智能化特点，无须设置谐振频率、谐振启动幅值，可自动消除各
种频率谐振。
三、主要技术指标
1、适用范围：3 至 66KV 系统。
2、消谐路数：最大 2 路。出厂默认为一路消谐，订购时须注明几路消谐。
3、工作电源：DC 220V±10%。
4、环境温度：-10°C 至 +50°C。
5、大气压力：80～110Kpa
6、空气相对湿度：90%（25℃）、50%（40℃）
7、使用地点不能有爆炸危险的介质，周围介质中不能含有腐蚀和破坏绝缘的导
电介质或气体，不允许环境充满蒸汽及含有较严重霉菌存在。安装地点应具防
御风、雨、沙和防尘设施。
8、适用谐振频率：1/3 分频、1/2 分频、工频、二倍频、三倍频、四倍频谐振。
9、继电器输出触点容量：≤5A／DC220V
10、通信方式：RS232、485。（可选）出厂默认为 RS485 接口。
11、通信速率：4800 或 9600bit/s。（可选）出厂默认为 9600bit/s。
四、工作原理
本装置采用 80196 作为核心控制芯片，对 PT 开口电压进行循环检测，在正
常情况下，本装置的大功率消谐元件处于阻断状态，对系统无任何影响。当 PT
产生开口电压时，本装置对 PT 开口电压进行数据采集，通过数据测量、滤波、放大等数字信号处理技术，判断出当前的故障状态，如果是某种频率的铁磁谐
振，CPU 启动消谐电路，使铁磁谐振在强大的阻尼下迅速消失，同时装置给出报
警、显示，并自动存储相关数据。如果是接地或其它原因的过电压，装置给出
报警、显示，并自动存储相关数据。若故障现象消失、排除，本机返回工作状
态，否则故障信息会一直在液晶显示屏上显示。
五、 硬件结构
装置总体结构如图 1 所示：主要由显示键盘 CPU 主板、消谐采集板、电源
板等组成。
各板的功能如下：
1、主板：
为本机的核心部分，完成液晶显示、键盘扫描、数据采集、数据处理、消
谐控制及与其它设备的通信。
2、消谐采集板：
采集部分：主要部件为 A/D 转换器，可将 PT 开口三角的电压信号进行放大
滤波并转换成数字信号送入计算机。
其中消谐部分：主要部件为大容量可控硅及附属触发控制电路，正常时可控
硅处于阻断状态，对系统无任何影响，当系统发生谐振时该板接收 CPU 的命令，
可控硅快速导通，将 PT 开口三角瞬间短路，这时系统的铁磁谐振在这一强阻尼
下快速消失，而后可控硅又恢复阻断状态。
3、电源板：
提供整机电源。六、软件流程
使
用
说
明
书
上海凯民电力技术有限公司
安徽凯民电力技术有限公司一、概述
电力系统中许多元件是属于电感性的或电容性的，如电力变压器、互感器、
发电机、消弧线圈为电感元件，补偿用的并或串联电容器组、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，
这些元件组成复杂的LC 震荡回路，在一定的能源作用下，特定参数配合的回路
就会出现谐振现象。
下列几种激发条件可以造成铁磁谐振：
a. 电压互感器的突然投入；
b. 线路发生单相接地；
c. 系统运行方式的突然改变或电气设备的投切；
d. 系统负荷发生较大的波动；
e. 电网频率的波动；
f. 负荷的不平衡变化等。
在我国6—35KV 配电网内，发生电压互感器引起的谐振过电压情况甚为频
繁，但在某些切换操作如断路器合闸或接地故障消失后，由于三相互感器在扰
动后电感饱和程度不一样而形成对地电阻不平衡，它与线路对地电容形成谐振
回路，可能激发起铁磁谐振过电压。电压互感器铁心饱和引起的铁磁最常见和
造成事故最多的一种内部过电压。在实际运行设备中，由于中性点不接地电网
中设备绝缘低，单相接地故障相对频繁，一般说来，单相接地故障是铁磁谐振
最常见的一种激发方式。
在电力系统中，由于电压互感器的非线性电感与线路对地电容的匹配而引
起铁磁谐振过电压，直接威胁电力系统的运行，严重时会引起电压互感器（PT）
的爆炸，造成事故。电压互感器的铁磁谐振必须由工频电源供给能量才能维持
下去，如果能够抑制或消耗这部分能量，铁磁谐振就可以抑制或消除。通常解
决的办法是在开口三角绕组中并一个电阻，从理论上讲对频率越低的铁磁谐振应取的阻值越小，但太小的电阻并在 PT 开口三角上会影响其正常运行，严重时
会造成 PT 烧毁。因为铁磁谐振的频率往往不是单一的，所以这种方法就难于消
除所有的谐振。
针对上述情况，国内一些厂家先后研制了一些分频消谐装置。这些装置的
原理均是采用模拟选频的原理，功能单一，只对单一频率的谐振有效。由于电
网中谐振往往是多种频率同时存在，所以适应性较差，模拟电路实现的选频与
微机相比其选频效果也差，有时电网的过渡过程等也会造成误动。
KM-SX微机消谐装置利用80196单片机快速、准确的数据处理能力实现傅立
叶分析，其选频准确。通过对PT开口三角电压的采集，对电网谐振时的种种频
率成分能快速分析，可准确地辨出：单相接地、电网谐振。如果是谐振，计算
机发出指令使消谐电路投入，消耗电源供给谐振的能量，抑制铁磁谐振过电压，
实现快速消谐，较完善地解决了电力系统中电网的消谐问题。并能存储记录单
相接地、谐振时的各次谐波的谐波幅值，可广泛适用于发电厂、变电站及钢铁、
煤炭、石油化工等大型厂矿企业的电力系统。
二、消谐装置功能及特点
1、 消谐功能
循环检测 PT 开口三角的电压，当发生电压升高时，首先判断是单相接地，
还是电网谐振。如果是谐振，计算机发出指令使消谐电路投入，实现快速消谐。
2、 故障报警功能
当系统发生单相接地或谐振、装置故障时产生报警信号。所有继电器输出
接点均可接报警输出。
3 、显示功能
显示实时时钟，装置运行状态，接地或谐振故障的谐振频率、幅值，故障
开始时间等。
4 、设置功能通过汉字菜单提示用户可以设置或修改实时时钟，通信方式。
5 、通信功能
装置具有完善的通信功能，RS-232，485 通信接口和通信速率可选。
6、故障追忆功能
按时间顺序可追忆共八次接地、谐振过电压故障
7、本装置具有智能化特点，无须设置谐振频率、谐振启动幅值，可自动消除各
种频率谐振。
三、主要技术指标
1、适用范围：3 至 66KV 系统。
2、消谐路数：最大 2 路。出厂默认为一路消谐，订购时须注明几路消谐。
3、工作电源：DC 220V±10%。
4、环境温度：-10°C 至 +50°C。
5、大气压力：80～110Kpa
6、空气相对湿度：90%（25℃）、50%（40℃）
7、使用地点不能有爆炸危险的介质，周围介质中不能含有腐蚀和破坏绝缘的导
电介质或气体，不允许环境充满蒸汽及含有较严重霉菌存在。安装地点应具防
御风、雨、沙和防尘设施。
8、适用谐振频率：1/3 分频、1/2 分频、工频、二倍频、三倍频、四倍频谐振。
9、继电器输出触点容量：≤5A／DC220V
10、通信方式：RS232、485。（可选）出厂默认为 RS485 接口。
11、通信速率：4800 或 9600bit/s。（可选）出厂默认为 9600bit/s。
四、工作原理
本装置采用 80196 作为核心控制芯片，对 PT 开口电压进行循环检测，在正
常情况下，本装置的大功率消谐元件处于阻断状态，对系统无任何影响。当 PT
产生开口电压时，本装置对 PT 开口电压进行数据采集，通过数据测量、滤波、放大等数字信号处理技术，判断出当前的故障状态，如果是某种频率的铁磁谐
振，CPU 启动消谐电路，使铁磁谐振在强大的阻尼下迅速消失，同时装置给出报
警、显示，并自动存储相关数据。如果是接地或其它原因的过电压，装置给出
报警、显示，并自动存储相关数据。若故障现象消失、排除，本机返回工作状
态，否则故障信息会一直在液晶显示屏上显示。
五、 硬件结构
装置总体结构如图 1 所示：主要由显示键盘 CPU 主板、消谐采集板、电源
板等组成。
各板的功能如下：
1、主板：
为本机的核心部分，完成液晶显示、键盘扫描、数据采集、数据处理、消
谐控制及与其它设备的通信。
2、消谐采集板：
采集部分：主要部件为 A/D 转换器，可将 PT 开口三角的电压信号进行放大
滤波并转换成数字信号送入计算机。
其中消谐部分：主要部件为大容量可控硅及附属触发控制电路，正常时可控
硅处于阻断状态，对系统无任何影响，当系统发生谐振时该板接收 CPU 的命令，
可控硅快速导通，将 PT 开口三角瞬间短路，这时系统的铁磁谐振在这一强阻尼
下快速消失，而后可控硅又恢复阻断状态。
3、电源板：
提供整机电源。六、软件流程
AIGC"KM-SX型微机消谐装置是一种采用先进的计算机控制技术设计而成的电力系统电压谐波治理设备。该装置主要用于抑制电网中由于电弧性高压开关（如真空接触器、SF6断路器等）在分闸或合闸操作过程中产生的浪涌电压和谐波电流，通过对电网电压的实时监测和分析，自动检测并消除电压暂态过电压，从而保护电力设备免受电压冲击损害，提高电力系统的供电质量。
使用说明书主要包括以下几个部分：
1. **产品介绍**：对KM-SX微机消谐装置的基本功能、结构特点、主要技术参数以及适用范围进行详细说明。
2. **安装与接线图**：提供装置的正确安装位置、电源接入方式、与其他电力设备的连接示意图及相关的电气符号说明。
3. **操作与启动**：详细介绍如何对装置进行开机、设置参数（如采样频率、滤波算法等）、运行模式选择等步骤。
4. **功能模块说明**：阐述装置内部的各个功能模块（如电压采集、谐波检测、消谐处理、报警联动等）的工作原理和使用方法。
5. **故障诊断与排除**：列出可能遇到的问题及其解决方案，包括常见故障代码解释、故障排查流程等。
6. **维护与保养**：指导用户进行定期的设备检查、清洁保养、性能校验等内容，以确保装置长期稳定运行。
7. **安全注意事项与警示**：强调在使用过程中的安全事项，如避免带电操作、防止短路、雷击等潜在危险。
8. **附录与参考文献**：提供相关技术标准、行业规范、产品合格证等相关资料，并给出技术支持联系方式及服务承诺等信息。
请按照上述内容指南阅读并遵循使用说明书中的具体步骤和要求，合理、安全地操作和维护KM-SX微机消谐装置。"
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