專利名稱：主從微調(diào)電抗式消弧線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明用于3～66kV的中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，電力系統(tǒng)規(guī)模的擴大，系統(tǒng)中線路長度的增加及電力電纜線路的增多、加長，使電網(wǎng)的對地電容電流大幅度上升，電容電流值越來越大，許多6~10kV電力系統(tǒng)的電容電流已達50A，66kV電力系統(tǒng)的電容電流則更大。當(dāng)中性點不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，故障點電弧可能不能有效熄弧，電弧即使能夠自動熄滅，也必須經(jīng)過較長的時間，這樣可能使故障擴大形成斷線故障或永久性接地故障，更嚴重的是發(fā)展為相間短路的嚴重事故；越來越多的瞬時單相接地故障不能自動消除，間歇性弧光接地過電壓頻繁出現(xiàn)，對系統(tǒng)中的弱絕緣設(shè)備構(gòu)成威脅，易發(fā)生系統(tǒng)電纜放炮、開關(guān)絕緣子爆炸等事故，嚴重威脅著系統(tǒng)的安全運行。消弧線圈的安裝能夠確保快速可靠熄弧，因而規(guī)程規(guī)定，電網(wǎng)單相接地故障的接地電流超過一定值時，就要安裝消弧線圈以促使接地電弧自動快速熄滅，防止故障進一步擴大，保證電力系統(tǒng)的安全、可靠運行。因此，在系統(tǒng)中安裝能快速準確消弧的消弧線圈大幅度降低單相接地故障時的接地電容電流，確保能夠瞬間熄弧。
由于中性點不接地運行方式較中性點直接接地方式的供電可靠性高，所以66kV及以下電力系統(tǒng)一直以中性點不接地運行方式為主(包括中性點經(jīng)消弧線圈接地方式)。按規(guī)程規(guī)定，當(dāng)電容電流大于一定值時，需采用經(jīng)消弧線圈接地，這是符合我國國情的。中性點不接地系統(tǒng)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后仍能維持供電的優(yōu)點非常顯著。3~66kV電網(wǎng)經(jīng)消弧線圈接地是減小故障點電流、抑制弧光過電壓的一種有效措施。
目前國內(nèi)使用最多的是自動調(diào)匝式消弧線圈，但由于存在各檔位電感值相差過大，響應(yīng)速度慢，不能運行在全補償點等缺點，消弧效果較差。其后國內(nèi)先后開發(fā)出多種消弧線圈，意在提高其調(diào)諧精度，提高響應(yīng)速度，主要有氣隙可調(diào)式、偏磁可調(diào)式、磁閥式、電感連續(xù)可調(diào)式、二次側(cè)調(diào)容式等。這些消弧線圈雖然在某些方面作了改進提高，但同時也并存著一定的問題，如容量上的局限，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、有諧波和成本較高的問題，致使消弧線圈的熄弧能力依然有限。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有消弧線圈的不足，我們發(fā)明了主從微調(diào)電抗式消弧線圈以自動調(diào)匝式消弧線圈為主體，串聯(lián)輔以電子開關(guān)投切的微調(diào)線圈組成的從消弧線圈。本消弧線圈既可實現(xiàn)消弧線圈的預(yù)調(diào)(粗調(diào))功能；又可實現(xiàn)消弧線圈的隨調(diào)(細調(diào))功能。保證當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，能夠自動快速達到或接近全補償點可靠熄弧，并且熄弧后從消弧線圈能快速退出。
技術(shù)方案以我國電力系統(tǒng)普遍應(yīng)用的自動調(diào)匝式消弧線圈為主體，串聯(lián)輔以電子開關(guān)投切的微調(diào)線圈，做到既可根據(jù)系統(tǒng)運行方式大范圍粗調(diào)節(jié)預(yù)調(diào)到系統(tǒng)要求過補償點，實現(xiàn)消弧線圈的預(yù)調(diào)功能；又可根據(jù)故障時的實際接地電流值小范圍細調(diào)補償精度，快速自動達到或接近全補償點，實現(xiàn)消弧線圈的隨調(diào)功能；既利用電子開關(guān)的快速響應(yīng)特性，提高經(jīng)消弧線圈接地的自動化水平，又保證零電流投切不對系統(tǒng)造成諧波污染；同時，微調(diào)線圈各檔位的電感值采用二進制組合，n個檔位微調(diào)線圈可構(gòu)成2n個補償值，做到既滿足調(diào)節(jié)方便靈活的要求，又不使設(shè)備結(jié)構(gòu)、控制過于復(fù)雜。微調(diào)消弧線圈電感值的調(diào)節(jié)范圍滿足由主體消弧線圈的過補償點達到或接近全補償點。
消弧線圈的控制調(diào)節(jié)通過自動在線檢測電網(wǎng)的運行狀態(tài)獲取電網(wǎng)參數(shù)，實時跟蹤計算線路的對地電容和電網(wǎng)的脫諧度，實現(xiàn)快速滅弧。
主從式消弧線圈由微調(diào)線圈，電力電子器件構(gòu)成的電子開關(guān)，控制電路等構(gòu)成，以實現(xiàn)單相接地故障時的隨調(diào)功能。圖1為主從式消弧線圈結(jié)構(gòu)圖?？刂齐娐酚尚盘柌杉?、故障判斷、分析計算、驅(qū)動保護電路等組成。
有益效果主從式消弧線圈方法的主消弧線圈調(diào)節(jié)范圍可以做的很寬，適應(yīng)于電網(wǎng)的各種運行方式，具有較寬的使用范圍。從消弧線圈的隨調(diào)則使消弧線圈具有精細的調(diào)節(jié)特性，加之電子開關(guān)采用零電流投切技術(shù)，既做到了快速消弧，又無諧波污染。而且這種方案中應(yīng)用的都是成熟的技術(shù)，可靠性高，損耗和噪聲小，消弧性能更加優(yōu)異。
又由于電子開關(guān)并聯(lián)在壓降較低的從消弧線圈各段，所以可采用工作電壓較低的電子開關(guān)元件，因此又大大降低了采用電力電子器件的開發(fā)成本。
主從式消弧線圈在華北電力大學(xué)(北京)的10kV物理模擬實驗室進行了試驗，試驗結(jié)果表明主從式消弧線圈是一種非常有效的消弧線圈，達到了預(yù)期的要求。在單相接地故障發(fā)生以后，可以迅速調(diào)節(jié)補償電感控制補償電流，可靠熄滅電??；既繼承了傳統(tǒng)消弧線圈的優(yōu)點，充分發(fā)揮消弧線圈的作用，又具有故障時靈活、快速的控制調(diào)節(jié)性能。


圖1 是消弧線圈結(jié)構(gòu)原理2 控制流程1中 Lz主消弧線圈Lc從消弧線圈F1……Fm主消弧線圈分接頭L、2×L、……2n-1×L微調(diào)消弧線圈單元K1、K2、K3……Kn電子開關(guān)具體實施方式
見圖2，消弧線圈自動在線檢測電網(wǎng)的運行狀態(tài)獲取電網(wǎng)參數(shù)，實時跟蹤計算線路的對地電容和電網(wǎng)的脫諧度，根據(jù)電網(wǎng)對地電容電流，調(diào)節(jié)(Lz)主消弧線圈(F1……Fm)分接頭，預(yù)調(diào)到某個分接頭Fx，達到系統(tǒng)要求的過補償點，實現(xiàn)消弧線圈的預(yù)調(diào)功能。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，根據(jù)實際接地電流值，選擇2n個組合中的一種，控制電路通過控制(K1、K2、K3……Kn)電子開關(guān)的動作，一次性快速細調(diào)(L、2×L、……2n-1×L)各微調(diào)消弧線圈單元，以調(diào)節(jié)補償精度迅速達到或接近全補償，實現(xiàn)消弧線圈的隨調(diào)功能；電弧熄滅后，快速退出從消弧線圈，防止諧振對系統(tǒng)造成危害，主消弧線圈則繼續(xù)運行。
權(quán)利要求
1.一種接地消弧線圈，線圈由帶抽頭的(Lz)主線圈與(Lc)從消弧線圈兩部分組成，其特征是從消弧線圈部分采用(L、2×L、……2n-1×L)n個電抗串聯(lián)方式，利用(K1、K2、K3……Kn)n個電子開關(guān)進行控制，實現(xiàn)2n個組合電抗值。細調(diào)部分可以連接到主消弧線圈的(F1……Fm)分接頭中的任意一個。
2.根據(jù)權(quán)利1要求的消弧線圈，從消弧線圈采用電力電子器件組成的電子開關(guān)控制，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，能夠自動快速達到或接近全補償點可靠熄弧，并且熄弧后從消弧線圈能快速退出。
全文摘要
本發(fā)明是電力系統(tǒng)中電網(wǎng)單相接地的自動消弧裝置，由對地電容電流檢測電路、消弧電抗器及調(diào)節(jié)控制電路、驅(qū)動保護電路等構(gòu)成的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)定期對中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的對地電容電流值進行檢測，自動調(diào)整主弧線圈分接頭位置，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，自動調(diào)節(jié)控制從消弧線圈的組合狀態(tài)，使系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時的電容電流得到全補償，而且響應(yīng)速度快，精度高，安全可靠，設(shè)備投資少。本發(fā)明用于3－66kV的中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。
文檔編號H02H9/00GK1508933SQ0215677
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月18日
發(fā)明者楊以涵, 譚偉璞, 連鴻波, 李文鋒, 曲軼龍 申請人:楊以涵, 譚偉璞, 連鴻波