消弧及过电压保护装置控制器
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安徽凯民电力技术有限公司
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一、概述
在我国3~35KV供电系统中，大部分为中性点不接地系统，这种系统在发生单相接地时，电网仍可带故障运行，这就大大降低了运行成本，提高了供电系统的可靠性，但这种供电方式在单相接地时容易产生弧光接地从而可能引发相间短路，给供电设备造成了极大的危害。

以前的解决办法是在中性点加装消弧线圈补偿电容电流来抑制故障点弧光发生的机率。

很显然，这种方法的目的是为了消除弧光，但由于消弧线圈的自身的诸多特点，很难对电容电流进行有效补偿，特别是高频分量部分对供电设备造成的危害无法克服。

安徽鸿宇电气技术有限公司在研究各种消弧线圈的基础上，提出全新的概念，研制出了智能快速消弧过电压保护装置，该装置在系统出现弧光接地时，通过可以分相控制的真空接触器，使故障相接地，达到彻底消除弧光的目的。

消弧及过电压保护装置控制器，是针对智能快速消弧过电压保护装置研制的一种智能型控制器。

该控制器通过P T互感器检测出故障相，然后发出控制信号命令故障相的接地真空接触器闭合，使弧光接地变成金属性接地。

一、功能及特点
1、本控制器结构紧凑，技术先进。

控制器的核心采用Mic roc hip
公司生产的PIC单片机和一些外围器件构成信号采集、数据
处理系统。

2、根据信号采集、数据处理结果，发出相应的信号。

PT断线、
金属性接地，只报警而不接地；当系统出现弧光接地时，微
机综合控制器作出判断同时发出动作信号，让接触器动作，
使系统对应相转变为金属性接地。

3、可以查询最近18次的历史故障记录。

4、控制器具有485通讯口，上位机可以通过此接口对微机综合
控制器进行访问，微机综合控制器给出应答信号，告诉计算
机此刻消弧及过电压保护装置的运行状态。

上位机也可以对
微综合控制器发出指令。

二、原理
微机综合控制器是基于PT提供的的电压信号而设计的产品。

其原理框图见图一：
图一
它是根据线路发生故障时，中性点对地绝缘的供电系统会出现零序电压，将零序电压作为启动信号开始计算，然后再根据发生故障时每相电压的情况进行逻辑分析计算，判定接地故障发生的相别及接地属性,再根据判定结果做出相应处理。

四、面板介绍
微机控制器的面板是人机交换信息的窗口，由显示器、指示灯、按钮组成，见图二
图二
1、显示器:由一个液晶显示屏够成。

显示屏上的“投运”表示
刀闸处于合闸状态，当刀闸拉开时，显示屏上显示“停运”。

“04-05-12-10-21”表示当前的工作时间，顺序依次为年、月、
日、时、分。

当单片机发出信号时,我们可以通过显示器来获
得装置的状态信息。

如A相发生弧光接地液晶显示屏显示为：
图三
2、指示灯：面板上指示灯由十个发光二极管构成。

单片机控
制器上电工作时，“运行”指示灯会间隔性地闪亮，如果控制器自身有问题，指示灯将不会亮，显示屏也将无显示，这时装置不可以投运。

“A、B、C相动作”三个灯分别指示接地相别,当发生弧光接地时，对应相动作灯亮。

“报警”灯为警报信号灯，当被保护系统发生故障时发出警报信号。

当发生熔丝熔断时，“熔丝熔断”指示灯亮。

当发生金属性接地时，“金属接地”指示灯亮，此时“A、B、C相动作”灯不亮。

当发生PT断线时，“PT断线”灯亮。

“数据接收”和“数据发送”指示灯为通迅信号灯，其工作时不停地闪动。

3、面板上有四个按键，分别为“复归”、“调整”、“确认”、“功
能”，在投运前，它们用来调试装置，检验装置能否可靠动作；装置投入运行后，若动作了，用来查询和重新启动装置。

四个按键的具体用途见下图所示:
图四
五、信息检测
1、检测刀闸信息。

刀闸合上时，通过手柄上的小拉杆拉动辅助开关，使辅助
开关上的常开节点闭合，检测到节点闭合后，显示屏上将
显示“投运”。

在这种情况下，再去做接触器的传动调试时，
接触器不再动作，因为此时刀闸信号已将调试的动作信号
软件屏蔽了，这样就防止在投运后的误操作使接触器动作
而导致接地。

2、检测熔断器熔断报警信号。

当熔断器熔断时，它的一端会弹出一个撞棒，撞击微动开
关，控制器检测到熔断信号后会发出报警信号，并显示相
应的故障相。

检测时用手拉动微动开关，控制器就显示相
应的故障相
如A相熔断，显示：
图五
如B相熔断，显示：
图六
如C相熔断，显示：
图七
3、检测高压真空接触器能否正确动作。

在刀闸断开前提下检测接触器能否动作，这时可以通过控制器面板上的几个按键来检测，
步骤如下:
图八
六、控制器自检与系统设置
当我们给控制器上电它可以自检，假如控制器自身有问题，“运行”指示灯将不会亮,显示屏也将无显示，这时装置不可以投运。

若控制器的显示屏上只显示停运（刀闸分开）和时间，表示刀闸处于分开状态，这时可以投运。

在时间设置功能下，可对系统时间进行设置。

设置步骤如下：
图九
调整后的时间显示顺序先是年、月、日，然后是时、分。

当系统发生熔丝熔断、PT断线、金属接地、弧光接地时，控制器会记录发生故障的性质及发生的时间。

查询步骤如:
图十
七、运行
1、通过检测，如一切正常，则装置可投入运行。

当系统出现
弧光接地时，单片机综合控制器作出判断同时发出动作信
号，让接触器动作，使系统对应相转变为金属性接地。

此时，控制器面板上显示接地相，如果A相接地则控制器
面板上显示:
图十一
同时发出报警信号。

系统发生金属性接地，控制器将只给中
央控制室发出报警信号，而不会使接触器动作。

面板上显示
发生金属接地相别。

如果A相接地则控制器面板上显示：
图十二
同样，系统发生断线时，控制器也将只给中央控制室发出报
警信号，而不会使接触器动作。

面板上显示断线相别。

如果A相断线，则控制器显示
图十三
发生熔断器熔断，则控制器显示如检测时所示。

八、使用环境
1、海拔高度：4000米以下
2、工作环境温度：0℃~70℃
3、空气相对湿度：90%（25℃）、50%（40℃）
4、使用地点不得有腐蚀性气体、蒸汽、导电尘
不得有爆炸性气体和破坏绝缘性气体。

5、安装地点具有防风，防雨、防尘设施。

十、控制器的后面板示意图
控制器的后面板其位置与作用如图十五所示。

端子B提供三对常开、常闭无源触点，端子C为熔断器及刀闸状态输入端，端子D为PT信号输入端，端子E是通讯口（为232（或485）通讯口），计算机可以通过此接口对消弧及过电压保护装置进行访问，单片机综合控制器将给出应答信号，告诉计算机此刻消弧及过电压保护装置的运行状态,端子F为装置的电源输入端。

图十四
(图十五仅供参考，以工程设计图纸为准。

)
十一、控制器外形尺寸
控制器采用19英寸4U插箱具体尺寸见下图
：
图十五。