專利名稱:一種單相接地過電壓轉(zhuǎn)移限制裝置制造方法
【專利摘要】一種單相接地過電壓轉(zhuǎn)移限制裝置，涉及電力輸配電系統(tǒng)過電壓保護(hù)領(lǐng)域。它包含由多功能微機(jī)控制器、單相高壓真空開關(guān)及高能限壓滅弧裝置組成，單相高壓真空開關(guān)為三只，三只單相高壓真空開關(guān)的常開觸點呈星型連接，其中三個端頭分別接于系統(tǒng)三相母線之上，另外一端接在高能限壓滅弧裝置；高能限壓滅弧裝置主要由線性電阻和非線性電阻及高速可控開關(guān)組成。本實用新型所述的綜合裝置能夠有效的抑制3～35kv中性點非直接接地電網(wǎng)單相間歇電弧接地及諧振引起的過電壓，能夠確保分支線路單相接地時準(zhǔn)確選線，可廣泛用于3～35kv變電站和發(fā)電廠的高壓廠用系統(tǒng)，原裝有消弧線圈的系統(tǒng)同樣可用。
【專利說明】
一種單相接地過電壓轉(zhuǎn)移限制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實用新型涉及電力輸配電系統(tǒng)過電壓限制，特別涉及電力輸配電系統(tǒng)弧光接地過電壓限制及接地選線的領(lǐng)域，具體為一種單相接地過電壓轉(zhuǎn)移限制裝置。

【背景技術(shù)】
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[0002]電力輸配電系統(tǒng)，尤其是中高壓輸配電電力系統(tǒng)(3-35KV)大都采用中性點非有效接地系統(tǒng)。在中性點非有效接地系統(tǒng)中，除雷電過電壓外，由單相接地電弧引起的過電壓最為頻繁，并且這類過電壓有較高的幅值和較長的持續(xù)時間，如果該類過電壓不能進(jìn)行有效的限制，將會對這類電網(wǎng)中的供用電設(shè)備產(chǎn)生積累性損傷，并且可能在外絕緣薄弱點造成對地發(fā)生擊穿或相間閃絡(luò)，從而引發(fā)短路事故等。
[0003]目前，限制弧光接地過電壓的主要措施仍是電網(wǎng)中性點經(jīng)消弧線圈接地。但消弧線圈并不能消除間歇性電弧接地過電壓，也不能限制過電壓的幅值，甚至在某些情況下，因消弧線圈的存在，電弧重燃可能在恢復(fù)電壓最大這一最不利時刻才發(fā)生，使弧光接地過電壓升高。消弧線圈不能補(bǔ)償接地電流中的高頻分量和有功分量，高頻性的間歇電弧接地仍然存在；在有功分量大于一定值時，故障點接地電弧同樣不能自熄。消弧線圈對限制諧振引起的過電壓不起任何作用，而且在斷線或高壓側(cè)出現(xiàn)零序電壓和零序電流時極有可能引發(fā)鐵磁諧振。實際運(yùn)行經(jīng)驗也證明，在中性點經(jīng)消弧線圈接地的3?35kv配電網(wǎng)中，因電弧過電壓引發(fā)的事故時有發(fā)生。
[0004]專利號為99229228.x的中國專利公開了一種“三相電力電網(wǎng)非直接接地系統(tǒng)過電壓限制器”。其采取了將間歇性電弧接地轉(zhuǎn)變?yōu)槟妇€金屬性直接接地的消弧措施，但該過電壓限制器在母線接地和斷開的瞬間造成對系統(tǒng)的沖擊，特別是斷開接地母線瞬間產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓，使在絕緣水平下降由過電壓沖擊引起的單相間歇電弧接地仍然可能再次發(fā)生，而且在接地斷開后，健全相對地電容上多余的存儲電荷將通過互感器的繞組放電，造成繞組的瞬間磁飽和，仍會激發(fā)鐵磁諧振。
[0005]目前國夕卜(國內(nèi)也有少數(shù)地區(qū)開始采用)對此類電網(wǎng)采取中性點經(jīng)小電阻接地來抑制這種過電壓，但這種系統(tǒng)在發(fā)生單相接地時，不論單相接地故障是瞬間的、還是永久性的，都直接將故障接地線路切除，而電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗表明，單相接地故障絕大多數(shù)是瞬間的，特別是架空線路構(gòu)成的電網(wǎng)，這樣必然造成停電事故的急劇增多，明顯降低了供電可靠性。
[0006]中性點非直接接地系統(tǒng)存在的另一個問題，就是接地保護(hù)選擇性差?，F(xiàn)行的小電流選線裝置都是采用比較零序電流的幅值和相位的方法進(jìn)行選線，但是采用這兩種方法進(jìn)行接地選線的裝置，在零序電流較小時及系統(tǒng)發(fā)生弧光接地時，根本不能準(zhǔn)確的選出故障線路，另外隨著專利號為99229228.x的一種消弧裝置的大量使用，原先系統(tǒng)的接地故障點會在該裝置的消弧過程中被轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)的母線上，所以在裝設(shè)了專利號為99229228.X的消弧裝置的電力系統(tǒng)中，現(xiàn)在所有的小電流接地選線裝置都不能準(zhǔn)確選線。實用新型內(nèi)容:
[0007]本實用新型的目的是提供一種單相接地過電壓轉(zhuǎn)移限制裝置，它使3-35KV中性點非直接接地電網(wǎng)，在各種運(yùn)行方式下，均能有效的限制單相間歇性電弧接地過電壓，對系統(tǒng)發(fā)生的任何接地接地故障，無論系統(tǒng)電容電流的大小，均能正確的選線。
[0008]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本實用新型是采用以下技術(shù)方案:它包含多功能微機(jī)控制器1，單相可控高壓真空開關(guān)4及高能限壓滅弧裝置5，所述的多功能微機(jī)控制器I的輸出端分別接入單相可控高壓真空開關(guān)4及高能限壓滅弧裝置5上，所述的單相高壓真空開關(guān)4由三只常開觸點ZKa、ZKb、ZKc組成，三只常開觸點ZKa、ZKb、ZKc呈星型連接，其中三個端頭分別通過快速熔斷器3接于系統(tǒng)三相母線之上，另外單相高壓真空開關(guān)4 一端接在高能限壓滅弧裝置5上，所述的高能限壓滅弧裝置5由高能氧化鋅線性電阻RVl和高能氧化鋅非線性電阻RV2及一臺高壓可控快速開關(guān)CK組成，其中高壓可控快速開關(guān)CK并聯(lián)在高能氧化鋅非線性電阻RV2兩端，高能氧化鋅非線性電阻RV2與高能氧化鋅線性電阻RVl串聯(lián)；它還包含通過高壓熔斷器2連接于三相母線與控制器輸入端之間的電壓互感器TV，電壓互感器TV的二次邊帶有輔助繞組，并將輔助繞組連接成開口三角繞組，開口三角繞組連接到多功能微機(jī)控制器I的信號輸入端。
[0009]所述的電壓互感器TV由三臺單相電壓互感器構(gòu)成，三只單相電壓互感器的一次和二次邊均采用星型連接，將二次邊的三相輔助繞組三角形連接但不閉合而形成開口三角繞組；所述的三相母線還接入有高壓隔離開關(guān)QS、組合式過電壓保護(hù)器6。
[0010]本實用新型工作原理:工作時，由電壓互感器TV提供動作信號，完成對系統(tǒng)的實時監(jiān)控。多功能微機(jī)控制器I在相應(yīng)軟件支持下，根據(jù)電壓互感器提供的三相電壓及零序電壓瞬時值的變化進(jìn)行判斷，并根據(jù)判斷的結(jié)果，發(fā)出相應(yīng)的指令，令三只高壓真空開關(guān)及并聯(lián)在高能氧化鋅非線性電阻RV2兩端的高壓可控快速開關(guān)CK動作。若是由于真空開關(guān)操作引起的操作過電壓，單片機(jī)控制器不會發(fā)出任何指令；在發(fā)生間歇電弧接地過電壓時，通過閉合故障相的高壓真空開關(guān)的常開觸點ZKa或ZKb或ZKc，使故障相接入高能限壓滅弧裝置，泄放接地引起的電磁能量，限制接地相的恢復(fù)電壓，故障點因恢復(fù)電壓被限制得較低，電弧不能重燃而消弧。在發(fā)生穩(wěn)定性電弧接地過電壓時，通過閉合故障相的高壓真空開關(guān)的常開觸點ZKa或ZKb或ZKc及并聯(lián)在高能氧化鋅非線性電阻兩端得高壓可控快速開關(guān)CK,使故障相轉(zhuǎn)變成的阻性接地，從而限制接地相的電壓，消除弧光接地故障；在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，多功能控制器通過比較消弧裝置動作前后，所有線路的零序電流大小，準(zhǔn)確判斷出系統(tǒng)的故障點所在，解決了現(xiàn)在傳統(tǒng)小電流選線裝置無法與消弧裝置配合的技術(shù)難題，能夠準(zhǔn)確選出系統(tǒng)的故障線路。
[0011]所述的多功能控制器的作用，是以電壓互感器采集的系統(tǒng)電壓作為輸入信號，相應(yīng)地控制各高壓真空開關(guān)動作，來達(dá)到過電壓限制和接地選線的目的。實現(xiàn)該功能的控制器的結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知且容易實現(xiàn)的。如可采用單片機(jī)構(gòu)成，也可以使用各種邏輯電路來實現(xiàn)。
[0012]本實用新型具有以下有益效果:能夠有效的抑制3?35kv中性點非直接接地電網(wǎng)單相間歇電弧接地引起的過電壓，能夠確保分支線路單相接地時準(zhǔn)確選線，其消弧和選線的機(jī)理與電網(wǎng)電容電流的大小無關(guān)，因而不受電網(wǎng)運(yùn)行方式的改變和電網(wǎng)擴(kuò)大的影響，大網(wǎng)小網(wǎng)均可使用，整個裝置可組成一臺高壓柜，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，安裝、調(diào)試方便，價格低廉，使用安全，可廣泛用于3?35kv變電站和發(fā)電廠的高壓廠用系統(tǒng)，原裝有消弧線圈的系統(tǒng)同樣可用。

【附圖說明】

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[0013]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實施方式】
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[0014]參看圖1，本【具體實施方式】采用以下技術(shù)方案:它包含中性點非有效接地系統(tǒng)弧光過電壓限制及小電流接地選線綜合裝置，包含多功能控制器I控制的單相高壓真空開關(guān)4和一臺由微機(jī)控制器控制的高能限壓滅弧裝置5，單相高壓真空開關(guān)4為三只，三只單相高壓真空開關(guān)的常開觸點呈星型連接，其中三個端頭分別接于系統(tǒng)三相母線之上，另外一端接在高能限壓滅弧裝置5上端頭；高能限壓滅弧裝置5由高能氧化鋅線性電阻RVl和高能氧化鋅非線性電阻RV2及一臺高壓可控快速開關(guān)CK組成，其中高壓可控快速開關(guān)CK并聯(lián)高能氧化鋅非線性電阻RV2兩端，所述高能非線性電阻RV2為高能氧化鋅材料組成的大功率電阻。在電網(wǎng)發(fā)生間隙電弧接地過電壓時，故障相真空接觸器立即將高能限壓滅弧裝置5投入到故障相上，利用高能氧化鋅線性電阻RVl和高能氧化鋅非線性電阻RV2共同組成的限壓滅弧電路，對故障相的過電壓進(jìn)行限制，消除系統(tǒng)弧光接地過電壓；在發(fā)生穩(wěn)定的電弧接地時，微機(jī)控制器I發(fā)出指令快速閉合故障相的高壓真空開關(guān)4及高能限壓滅弧裝置5中的高壓可控快速開關(guān)，高能限壓滅弧裝置5中的高能氧化鋅非線性電阻RV2被高壓可控快速開關(guān)CK短接，被使故障相直接接入高能氧化鋅線性電阻RV1，把故障相變成穩(wěn)定的阻性接地，利用高能氧化鋅線性電阻RVl優(yōu)良的溫度特性及吸能特性，限制故障相的電壓，消除系統(tǒng)的過電壓；在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，多功能微機(jī)控制器通過比較消弧裝置動作前后，所有線路的零序電流大小，準(zhǔn)確判斷出系統(tǒng)的故障點所在，解決了現(xiàn)在傳統(tǒng)小電流選線裝置無法與消弧裝置配合的技術(shù)難題，能夠準(zhǔn)確選出系統(tǒng)的故障線路。
[0015]像現(xiàn)有的弧光過電壓限制器一樣，本實用新型所述的綜合裝置也包含連接于三相母線與控制器輸入端之間的電壓互感器TV，用于采集系統(tǒng)的電壓信號作為控制器的輸入信號，而實現(xiàn)對系統(tǒng)的實時監(jiān)控。電壓互感器的二次邊帶有輔助繞組，并將輔助繞組連接成開口三角繞組，開口三角繞組連接到控制器的信號輸入端，主要用來完成對系統(tǒng)電壓的監(jiān)測；在系統(tǒng)發(fā)生諧振故障時，通過控制器輸出節(jié)點，瞬間短接電壓互感器的開口三角繞組，破壞系統(tǒng)的諧振參數(shù)，消除諧振。
[0016]所述的多功能控制器的作用，是以電壓互感器采集的系統(tǒng)電壓作為輸入信號，相應(yīng)地控制各高壓真空開關(guān)動作，來達(dá)到過電壓限制和接地選線的目的。實現(xiàn)該功能的控制器的結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知且容易實現(xiàn)的。如可采用單片機(jī)構(gòu)成，也可以使用各種邏輯電路來實現(xiàn)。
[0017]本實用新型所述的綜合裝置能夠有效的抑制3?35kv中性點非直接接地電網(wǎng)單相間歇電弧接地引起的過電壓，能夠確保分支線路單相接地時準(zhǔn)確選線，其消弧和選線的機(jī)理與電網(wǎng)電容電流的大小無關(guān)，因而不受電網(wǎng)運(yùn)行方式的改變和電網(wǎng)擴(kuò)大的影響，大網(wǎng)小網(wǎng)均可使用，整個裝置可組成一臺高壓柜，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，安裝、調(diào)試方便，價格低廉，使用安全，可廣泛用于3?35kv變電站和發(fā)電廠的高壓廠用系統(tǒng)，原裝有消弧線圈的系統(tǒng)同樣可用。
【權(quán)利要求】
1.一種單相接地過電壓轉(zhuǎn)移限制裝置，其特征在于它包含多功能微機(jī)控制器(1)，單相可控高壓真空開關(guān)(4)及高能限壓滅弧裝置(5)，所述的多功能微機(jī)控制器(I)的輸出端分別接入單相可控高壓真空開關(guān)(4)及高能限壓滅弧裝置(5)上，所述的單相高壓真空開關(guān)(4)由三只常開觸點ZKa、ZKb、ZKc組成，三只常開觸點ZKa、ZKb、ZKc呈星型連接，其中三個端頭分別通過快速熔斷器(3)接于系統(tǒng)三相母線之上，另外單相高壓真空開關(guān)(4)一端接在高能限壓滅弧裝置(5)上，所述的高能限壓滅弧裝置(5)由高能氧化鋅線性電阻(RVl)和高能氧化鋅非線性電阻(RV2)及一臺高壓可控快速開關(guān)(CK)組成，其中高壓可控快速開關(guān)(CK)并聯(lián)在高能氧化鋅非線性電阻(RV2)兩端，高能氧化鋅非線性電阻(RV2)與高能氧化鋅線性電阻(RVl)串聯(lián)；它還包含通過高壓熔斷器(2)連接于三相母線與控制器輸入端之間的電壓互感器(TV)，電壓互感器(TV)的二次邊帶有輔助繞組，并將輔助繞組連接成開口三角繞組，開口三角繞組連接到多功能微機(jī)控制器(I)的信號輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相接地過電壓轉(zhuǎn)移限制裝置，其特征在于所述的所述的電壓互感器(TV)由三臺單相電壓互感器構(gòu)成，三只單相電壓互感器的一次和二次邊均采用星型連接，將二次邊的三相輔助繞組三角形連接但不閉合而形成開口三角繞組；所述的三相母線還接入有高壓隔離開關(guān)(QS)、組合式過電壓保護(hù)器(6)。
【文檔編號】G01R31-08GK204304424SQ201420375189
【發(fā)明者】趙劍平, 孟麗萍, 王秋萍, 李冬冬, 劉健冬, 姜伯星 [申請人]秦皇島龍鼎電氣有限公司