ZDXH消弧消諧及過(guò)壓保護(hù)裝置適用于3-35KV中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，主要用來(lái)限制系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生的各種相地及相間過(guò)電壓（如：大氣過(guò)電壓、單相間歇性弧光接地過(guò)電壓、鐵磁諧振過(guò)電壓等），特別是消除了單相間歇性弧光接地過(guò)電壓，有效地保護(hù)電氣設(shè)備不受過(guò)電壓的危害，提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和供電的可靠性。
我國(guó)現(xiàn)行的3-35KV電力系統(tǒng)大多采用中性點(diǎn)非直接接地方式，為了提高供電的可靠性，電力規(guī)程中規(guī)定此類(lèi)系統(tǒng)在發(fā)生單相接地時(shí)仍可繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)，而單相接地一般有兩種形式：第一種為金屬性單相接地，其非故障相電壓升高√3倍；第二種是單相間歇性弧光性接地，其過(guò)電壓幅值可高達(dá)正常運(yùn)行相電壓的3.5倍。然而運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)這類(lèi)電網(wǎng)發(fā)展到一定規(guī)模時(shí)，內(nèi)部過(guò)電壓，特別是電網(wǎng)發(fā)生單相間歇性弧光接地時(shí)產(chǎn)生的弧光接地過(guò)電壓及特殊條件下產(chǎn)生的鐵磁諧振過(guò)電壓已成為這類(lèi)電網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行的一大威脅，其中以單相弧光接地過(guò)電壓較為嚴(yán)重。
目前國(guó)外（國(guó)內(nèi)有少數(shù)地區(qū)開(kāi)始使用）對(duì)此類(lèi)電網(wǎng)采取中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的設(shè)計(jì)及運(yùn)行方式，但這種系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)利用人為增加短路電流使斷路器速斷動(dòng)作，直接將故障接地線路切除的方法，不能分辨出是金屬性接地或弧光接地，擴(kuò)大了故障點(diǎn)的電流燒熾。并且在斷路器固有動(dòng)作時(shí)間內(nèi)的過(guò)電壓無(wú)法有效限制。造成長(zhǎng)時(shí)間、大面積的停電，從發(fā)展方面來(lái)講，是很不經(jīng)濟(jì)的。
規(guī)程規(guī)定，當(dāng)中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，允許繼續(xù)運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)，如經(jīng)上級(jí)有關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)，還可以延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間。但規(guī)程對(duì)于“單相接地故障”概念未做明確界定。如果單相接地故障為金屬性直接接地，則故障相的對(duì)地電壓降為零，其余兩健全相的對(duì)地電壓升高至線電壓，前面已指出，這類(lèi)電網(wǎng)中的電氣設(shè)備在正常情況下都應(yīng)能承受這種過(guò)壓而不損壞。但是，如果單相接地故障為弧光接地，則其過(guò)電壓的較高值可達(dá)3.5倍正常運(yùn)行相電壓的峰值，這樣高的過(guò)電壓如果數(shù)小時(shí)作用于電網(wǎng)，勢(shì)必造成電氣設(shè)備內(nèi)絕緣的積累性損傷，特別是在健全相的外絕緣薄弱點(diǎn)造成對(duì)地?fù)舸┻M(jìn)而引發(fā)成相間短路的重大事故。
隨著我國(guó)對(duì)城市及農(nóng)村電網(wǎng)大規(guī)模的技術(shù)改造，城市IOKV配電網(wǎng)必將向電纜化發(fā)展，城鄉(xiāng)結(jié)合部及農(nóng)村35KV,IOKV電網(wǎng)是進(jìn)一步擴(kuò)大，為了解決這類(lèi)電網(wǎng)弧光接地產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間過(guò)電壓的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)普遍采用消弧線圈補(bǔ)償或自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償式的消弧線圈接地方式，沒(méi)有超出中性點(diǎn)加裝消弧線圈的范疇。由于電網(wǎng)運(yùn)行方式的多樣化及弧光接地點(diǎn)的隨機(jī)性，消弧線圈要對(duì)電容電流進(jìn)行有效補(bǔ)償確有難度，且用正弦波的電感電流去抵消非正弦波的電弧電流時(shí)，高頻分量部分無(wú)法抵消。同時(shí)，消弧線圈結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行可靠性差，投資大。
隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)的發(fā)展以及生產(chǎn)、生活對(duì)供電可靠性要求越來(lái)越高，每次絕緣事故造成的危害及波及面勢(shì)必增加，消弧消諧及過(guò)電壓保護(hù)裝置就是針對(duì)這種情況而研制開(kāi)發(fā)的。它是利用目前已成熟的過(guò)電壓保護(hù)裝置ZDXH微機(jī)控制技術(shù)及相應(yīng)的接地?cái)嗦菲鞯冉M成一套自動(dòng)系統(tǒng)，將非直接接地電網(wǎng)相對(duì)地及相與相之間的過(guò)電壓（無(wú)論何種類(lèi)型的過(guò)電壓）限制到略大于正常運(yùn)行線電壓的水平，使這類(lèi)電網(wǎng)既保持了原非直接接地系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，又將各種類(lèi)型的過(guò)電壓限制到盡可能低的水平，徹底解決各種過(guò)壓對(duì)設(shè)備及運(yùn)行安全的威脅，提高這類(lèi)電網(wǎng)供電的可靠性。
一、裝置的主要組成及其功能
本裝置的原理如圖所示，其主要以下五部分組成：
1．大能容ZnO非線性元件組成的過(guò)電壓保護(hù)器ZDB
ZDB是一種特殊的高能容的氧化鋅過(guò)電壓保護(hù)器，與一般的氧化鋅避雷器（(MOA）結(jié)構(gòu)不同，主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：
a.ZDB過(guò)電壓保護(hù)器采用大能容Zn0非線性電阻和十字放電間隙相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，使兩者互為保護(hù)，放電間隙使Zn。非線性電阻的荷電率為零，Zn0非線性電阻不會(huì)老化；Zn0非線性電阻又使放電間隙動(dòng)作后無(wú)截波，無(wú)續(xù)流，放電間隙不再承擔(dān)滅弧任務(wù)，使用壽命長(zhǎng)。
b.ZDB過(guò)電壓保護(hù)器的電壓沖擊系數(shù)為1，各種電壓波形下放電電壓值相等，不受過(guò)電壓波形的影響。過(guò)電壓保護(hù)值準(zhǔn)確，保護(hù)性能優(yōu)良。
c.ZDB過(guò)電壓保護(hù)器可將相間過(guò)電壓大大降低。與常規(guī)避雷器相比，相間過(guò)電壓降低了60-70%，保護(hù)的可靠性大為提高。
ZDB過(guò)電壓保護(hù)器是本裝置中限制各類(lèi)過(guò)電壓的第一器件，在接觸器JZ末動(dòng)作之前將電壓限制在安全范圍之下。
2．可分相控制的接地高壓真空接觸器JZ(A,B,c,)
這是一個(gè)特殊的真空交流接觸器，其三相分體，各相一端分別接至母線，另一端直接接地正常運(yùn)行時(shí)JZ均處于斷開(kāi)狀態(tài)當(dāng)有弧光接地時(shí)JZ受ZK控制而動(dòng)作閉合，各相之間閉鎖，當(dāng)其中任一相閉合使該相母線接地后，其他兩相中的任何一相絕對(duì)不會(huì)動(dòng)作閉合。JZ的作用是，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生弧光接地過(guò)電壓時(shí)，使其由不穩(wěn)定的過(guò)電壓很高的弧光接地轉(zhuǎn)變成該相穩(wěn)定的金屬性直接接地，從而保護(hù)了設(shè)備，使其不受損害。
3．消弧消諧單片機(jī)綜合控制器CEP
消弧消諧單片機(jī)控制裝置CEP，是本技術(shù)的核心部件。
它根據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換器PT提供UaoUboUcoU△的信號(hào)來(lái)判定接地故障發(fā)生的相別及接地屬性，按照預(yù)先設(shè)定的程序控制高壓真空接觸器JZ動(dòng)作并迅速消除諧振。
4．高壓限流熔斷器
高壓限流熔斷器是整個(gè)裝置的后備保護(hù)器件。
具有以下特殊功能：
a.開(kāi)斷容量大，可達(dá)63KA;
b.開(kāi)斷迅速，開(kāi)斷時(shí)間小于0.3mS;
c．限流效果好，可使故障電流小于短路電流的20%.
5．帶有信號(hào)轉(zhuǎn)換的電壓互感器（PT)
信號(hào)轉(zhuǎn)換器可將高壓的三相電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成可供ZK處理的三相電壓信號(hào)及中性點(diǎn)信號(hào)。
二、裝置的基本原理
本裝置的原理見(jiàn)下圖
當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，信號(hào)轉(zhuǎn)換器PT產(chǎn)生的中性點(diǎn)信號(hào)U△將由低電平變成高電平，ZK接到U△變化的高電平信號(hào)后啟動(dòng)中斷，ZK對(duì)Uao,Ubo,Uc。三相信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，判斷相別接地屬性，根據(jù)接地屬性ZK作出如下處理：
1．如果接地故障是穩(wěn)定的金屬性直接接地，則ZK僅發(fā)出故障相別的指示信號(hào)。ZK與微機(jī)選線保護(hù)聯(lián)絡(luò)，由微機(jī)選線保護(hù)處理解決。（本公司生產(chǎn)的微機(jī)選線保護(hù)配有相應(yīng)的通迅接口或繼電器接口。）
2．如果接地保障是不穩(wěn)定的間歇性弧光接地，則判定接地的相別，同時(shí)發(fā)出指令使JZ中對(duì)應(yīng)的一相接地。這時(shí)，系統(tǒng)由不穩(wěn)定的弧光接地轉(zhuǎn)變成該相穩(wěn)定的金屬性直接接地，故障相的對(duì)地電壓降為零，原接地故障點(diǎn)的弧光消失，其他兩相的對(duì)地電壓升高至線電壓。這種狀態(tài)是現(xiàn)行規(guī)程所允許的。
3.JZ之一動(dòng)作接地之后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間ZK令接地的JZ斷開(kāi)一次，若JZ斷開(kāi)后再無(wú)弧光接地故障現(xiàn)象，說(shuō)明這一接地故障是暫時(shí)性的，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，ZK退回原始狀態(tài)。若JZ斷開(kāi)后再次出現(xiàn)弧光接地故障，則ZK認(rèn)定這一故障為永久性的弧光接地，此時(shí)再次指令相應(yīng)的JZ閉合，ZK將按照預(yù)先設(shè)定的程序發(fā)出警告信號(hào)，告知值班人員故障發(fā)生的相別。ZK與微機(jī)選線保護(hù)聯(lián)絡(luò)，選線保護(hù)進(jìn)行選線處理。在JZ斷開(kāi)接地點(diǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)的短暫的過(guò)電壓，由ZDB進(jìn)行限制。
4.JZ第二次（連續(xù)的同一相）閉合接地后不再分開(kāi)，只有當(dāng)故障線路自動(dòng)或者人工切除后，由中控室或當(dāng)?shù)亟oZK發(fā)送復(fù)位指令，ZK收到復(fù)位指令后，讓JZ斷開(kāi)，系統(tǒng)恢復(fù)正常。
本裝置還加裝了高壓限流熔斷器，以防止誤操作或相位信號(hào)錯(cuò)誤起的相間短路
三、裝置的優(yōu)點(diǎn)
當(dāng)不接地系統(tǒng)加裝本裝置后：
1．各類(lèi)相對(duì)地及相與相之間的過(guò)電壓均被限制到較低的電壓水平，原來(lái)由此引發(fā)的絕緣事故將大為減少；
2．原作用時(shí)間較長(zhǎng)、對(duì)系統(tǒng)設(shè)備及運(yùn)行安全威脅較大的弧光接地過(guò)電壓，其作用在母線上的電壓值將被限制，同時(shí)隨著故障相母線的直接接地而消失；
3．原本可能引發(fā)的鐵磁諧振過(guò)電壓，由于母線過(guò)電壓被限制在較低的水平而不再發(fā)
生；
4．原來(lái)設(shè)計(jì)規(guī)范要求應(yīng)裝設(shè)消弧線圈的系統(tǒng)，可以不再裝設(shè)，而且其限制過(guò)電壓的功能將比裝設(shè)消弧線圈更好、更完善；
5．由裝置的工作原理可知，其限制過(guò)電壓的機(jī)理與電網(wǎng)對(duì)地電容電流的大小無(wú)關(guān)，因而其保護(hù)性能不隨電網(wǎng)運(yùn)行方式的改變而變化，大網(wǎng)小網(wǎng)均能使用，電網(wǎng)的擴(kuò)大也無(wú)影響；
6．裝置設(shè)備體積小，安裝、調(diào)試方便，既適用于變電站，同樣適用于發(fā)電廠的高壓廠用電系統(tǒng)；既適用于新建電站，也適用于老電站的改造；
7．價(jià)格低廉，相對(duì)消弧線圈系統(tǒng)而言，性能價(jià)格比高。
四、裝置的型號(hào)及參數(shù)
1、裝置型號(hào)：ZDXH
2、額定電壓：361035KV
3、額定電流：10162031.55063100A
