專利名稱：自動跟蹤補償滅弧及選線成套裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種自動跟蹤補償滅弧及選線成套裝置。
背景技術(shù)：
在3～66kV的配電網(wǎng)系統(tǒng)中，經(jīng)消弧線圈接地方式以其獨特的優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。消弧線圈從原理上劃分，有調(diào)匝式、調(diào)容式、相控式、調(diào)直流磁偏式和磁閥式等，從控制方式上劃分，有預(yù)調(diào)式和隨調(diào)式等。
系統(tǒng)單相接地故障時一般分為金屬性接地和非金屬性接地，如果接地點阻抗為零時成為金屬性接地，其他稱為非金屬性接地。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時消弧線圈提供感性電流，補償流過接地點的容性電流，補償后剩余的電流可能是感性的(過補償)，也可能是容性的(欠補償)。在實際的使用過程中，不能做到消弧線圈補償電流和系統(tǒng)電容電流剛好相等，所以故障點總會有一定的電流流過。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)枮?00410052620.6，名稱為組合式自動跟蹤消弧線圈及選線裝置，該專利自述為“包括Z型接地變壓器B，帶二次繞組的調(diào)匝式消弧線圈L1，零序電流互感器CT、單相電壓互感器PT、避雷器MOA、隔離刀閘開關(guān)G、各出線零序電流互感器CT1-CT48、控制器XHK，其特征在于，還包括補償電抗器，可控硅K1，阻尼電阻和可控硅K2，......?！碑?dāng)發(fā)生單相接地故障時消弧線圈提供感性電流，補償流過接地點的容性電流，但總會有少量的殘余電流(感性或容性)流過接地點。根據(jù)統(tǒng)計，在單相接地故障時大多數(shù)是非金屬性接地，有電流流過接地點，可能產(chǎn)生弧光，在某些具有易燃易爆氣體的環(huán)境下，可能造成嚴(yán)重的后果。造成這種現(xiàn)象的原因是故障點在現(xiàn)場，沒有發(fā)生轉(zhuǎn)移。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自動跟蹤補償滅弧及選線成套裝置，使其在補償電容電流的同時，消滅流過接地故障點的電流，大大增強了安全性。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括消弧線圈、中性點電流互感器、中性點電壓互感器、避雷器、隔離刀閘開關(guān)、真空接觸器、三相電壓互感器、零序電流互感器以及微機測控裝置MHK-II。連接關(guān)系為配電網(wǎng)系統(tǒng)的中性點經(jīng)隔離刀閘開關(guān)連接到單相電壓互感器和消弧線圈的A端，消弧線圈的X端穿過中性點電流互感器接地，中性點同時與避雷器相連，三相母線在通過一個隔離刀閘以后分別與真空接觸器一端相連，真空接觸器另一端接大地。三相電壓互感器與微機測控裝置MHK-II的電壓采樣端相連，各條出線的零序電流互感器分別和MHK-II微機測控裝置的選線采樣端相連。
所述微機測控裝置MHK-II，以PC104工控機為內(nèi)核，通過采樣系統(tǒng)的中點電壓、中點電流、系統(tǒng)三相電壓、各路零序電流互感器的信號，對系統(tǒng)進行實時控制，可以實時計算系統(tǒng)的電容電流；當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，進行選線操作和控制真空接觸器閉合實現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移。
當(dāng)配電網(wǎng)系統(tǒng)沒有中性點時，本發(fā)明還包括Z型接地變壓器，用來產(chǎn)生中性點，Z型接地變壓器連接到母線，其中性點經(jīng)隔離刀閘開關(guān)連接到單相電壓互感器和消弧線圈的A端。
所述消弧線圈，采取調(diào)匝式結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，提供感性電流，補償系統(tǒng)的容性電流。
所述三個真空接觸器，均為永磁結(jié)構(gòu)，具有動作時間快(動作時間小于20毫秒)的優(yōu)點，一旦系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，可以迅速控制故障相真空接觸器閉合，實現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移的功能。
所述單相隔離開關(guān)，用于投切消弧線圈，在檢修時實現(xiàn)電氣隔離。
所述三相隔離開關(guān)，用于投切滅弧部分回路，在檢修時實現(xiàn)電氣隔離。
所述避雷器，用來吸收雷擊等過電壓。
所述單相電壓互感器，將中性點電壓信號送入自動跟蹤補償滅弧及選線裝置，供裝置采用使用。
所述三相電壓互感器用于采樣三相母線電壓，用于判斷接地故障相別。
所述零序電流互感器，提供1～48路線路零序電流的信號，供裝置進行采樣后判斷具體接地故障線路。
本發(fā)明的工作過程和工作原理是在配電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行時，首先完成系統(tǒng)電容電流的計算；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生非金屬單相接地故障時，消弧線圈自動進行補償工作，微機測控裝置MHK-II通過測量三相母線的電壓，可以判斷系統(tǒng)哪一相發(fā)生接地，然后控制相應(yīng)的真空接觸器閉合，將故障相母線和大地直接短接，由于在母線處接地的阻抗為零，而故障接地點的阻抗不為零，原先流過接地點的電流會轉(zhuǎn)移到母線處，所以原先的接地點沒有電流流過，達到滅弧的目的，同時通過消弧線圈補償流過母線接地處的電容電流，不會在對真空接觸器造成大的損壞。本發(fā)明還具有在故障轉(zhuǎn)移之前的選線功能。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明克服了傳統(tǒng)小電流接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時，線路上的故障點會有電流流過的缺點，通過將相應(yīng)故障相的母線直接接地，讓故障電流流過母線真空接觸器，不再流過接地點，實現(xiàn)故障點滅弧的目的。并且通過消弧線圈來補償故障電容電流，減少流過真空接觸器中的電流。當(dāng)發(fā)生單相金屬接地時，流過接地點的電流不會產(chǎn)生弧光，閉合真空接觸器也能對故障接地點起到分流的目的。
在電網(wǎng)中據(jù)統(tǒng)計70％左右的故障是單相接地故障，同時70％以上是非金屬性接地，在系統(tǒng)中加入消弧線圈以后，一旦發(fā)生單性接地故障，按照國標(biāo)規(guī)定系統(tǒng)可以繼續(xù)運行2小時，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，但是接地點會有電流流過；在本發(fā)明中，通過在變電站將相應(yīng)母線直接接地，可以將生產(chǎn)區(qū)域的故障點轉(zhuǎn)移到變電站，消除了故障點可能產(chǎn)生弧光火花的因素，達到了滅弧的目的，提高了生產(chǎn)的安全系數(shù)。


圖1為本發(fā)明電路連接圖具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
如圖1所示，本實施例包括消弧線圈1LP、中性點電流互感器1TA、單相電壓互感器1TV、避雷器1F、隔離刀閘開關(guān)1QS、三相隔離刀閘QS1、三個真空接觸器KA、KB、KC，三相電壓互感器TV1，各零序電流互感器CT1-CT48以及微機測控裝置MHK-II。連接關(guān)系為配電網(wǎng)系統(tǒng)的中性點經(jīng)隔離刀閘開關(guān)1QS連接到單相電壓互感器1TV和消弧線圈1LP的A端，消弧線圈1LP的X端穿過中性點電流互感器1TA接地，中性點同時與避雷器1F相連，真空接觸器KA、KB、KC一端經(jīng)過隔離刀閘QS1后接三相母線，另一端接大地，三相電壓互感器TV1分別和三相母線每一相相連，另一端和微機測控裝置MHK-II的控制端相連，各條出線與零序電流互感器CT1-CT48分別和微機測控裝置MHK-II的采樣端相連。
所述消弧線圈1LP，采取調(diào)匝式結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，提供感性電流，補償系統(tǒng)的容性電流。
所述三個真空接觸器KA、KB、KC，均為永磁結(jié)構(gòu)，具有動作時間快(動作時間小于20毫秒)的優(yōu)點，一旦系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，可以迅速控制故障相真空接觸器閉合，實現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移的功能。
所述微機測控裝置MHK-II，以PC104工控機為內(nèi)核，通過采樣系統(tǒng)的中點電壓、中點電流、系統(tǒng)三相電壓、CT1-CT48路零序電流互感器的信號，對系統(tǒng)進行實時控制，可以實時計算系統(tǒng)的電容電流；當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，進行選線操作和控制真空接觸器閉合實現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移。
所述單相隔離開關(guān)1QS，用于投切消弧線圈1LP，在檢修時實現(xiàn)電氣隔離。
所述三相隔離開關(guān)QS1，用于投切滅弧部分回路，在檢修時實現(xiàn)電氣隔離。
所述避雷器1F，用來吸收雷擊等過電壓。
所述單相電壓互感器1TV，將中性點電壓信號送入自動跟蹤補償滅弧及選線裝置，供裝置采樣使用。
所述三相電壓互感器TV1用于采樣三相母線電壓，判斷接地故障相別。
所述零序電流互感器CT1～CT48，提供1～48路線路零序電流的信號，供裝置進行采樣后判斷具體接地故障線路。
當(dāng)配電網(wǎng)系統(tǒng)沒有中性點時，本實施例還包括Z型接地變壓器1TM，用來產(chǎn)生中性點，Z型接地變壓器1TM連接到母線，其中性點經(jīng)隔離刀閘開關(guān)1QS連接到單相電壓互感器1TV和消弧線圈1LP的A端。
本實施例實施過程在配電網(wǎng)系統(tǒng)正常工作時，裝置完成自動跟蹤計算，并對消弧線圈采取合適的控制，假設(shè)此時系統(tǒng)電容電流為55A，此時消弧線圈提供的感性電流為59A；當(dāng)A相發(fā)生非金屬性單相接地故障時，消弧線圈1LP立刻對故障接地點提供感性補償電流，此時流過接地點的殘流為4A；微機測控裝置MHK-II迅速啟動選線流程，對1～48路出線零序電流進行采樣計算，找出故障線路；然后微機測控裝置MHK-II控制真空接觸器KA閉合，將A相母線和大地直接短接，由于在母線處接地的阻抗為零，原先流過接地點的4A電流轉(zhuǎn)移到母線處，原先的接地點沒有電流流過，不會產(chǎn)生弧光，同時消弧線圈1LP提供的補償電流也改為流過母線接地處。
權(quán)利要求
1.一種自動跟蹤補償滅弧及選線成套裝置，包括消弧線圈1LP、單相電壓互感器1TV、避雷器1F、隔離刀閘開關(guān)1QS、QS1、三相電壓互感器TV1，各零序電流互感器CT1-CT48以及微機測控裝置，其特征在于，還包括中性點電流互感器1TA、三個真空接觸器KA、KB、KC，配電網(wǎng)系統(tǒng)的中性點經(jīng)隔離刀閘開關(guān)1QS連接到單相電壓互感器1TV和消弧線圈1LP的A端，消弧線圈1LP的X端穿過中性點電流互感器1TA接地，中性點同時與避雷器1F相連，三相母線經(jīng)過三相隔離刀閘QS1后每一相分別經(jīng)過真空接觸器KA、KB、KC接地，真空接觸器KA、KB、KC由微機測控裝置控制，三相電壓互感器TV1分別和三相母線每一相相連，另一端和微機測控裝置的控制端相連，各條出線與零序電流互感器CT1-CT48分別和微機測控裝置的采樣端相連；所述微機測控裝置，采用PC104工控機，通過采樣系統(tǒng)的中點電壓、中點電流、系統(tǒng)三相電壓、CT1-CT48路零序電流互感器的信號，對系統(tǒng)進行實時控制，實時計算系統(tǒng)的電容電流；當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，進行選線操作和控制真空接觸器閉合實現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動跟蹤補償滅弧及選線成套裝置，其特征是，所述消弧線圈1LP，為調(diào)匝式結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，提供感性電流，補償系統(tǒng)的容性電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動跟蹤補償滅弧及選線成套裝置，其特征是，所述三個真空接觸器KA、KB、KC，均為永磁結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動跟蹤補償滅弧及選線成套裝置，其特征是，所述單相隔離開關(guān)1QS，用于投切消弧線圈1LP，在檢修時實現(xiàn)電氣隔離。三極隔離開關(guān)QS1，用于投切滅弧回路，在檢修時實現(xiàn)電氣隔離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動跟蹤補償滅弧及選線成套裝置，其特征是，所述單相電壓互感器1TV，將中性點電壓信號送入自動跟蹤補償滅弧及選線裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動跟蹤補償滅弧及選線成套裝置，其特征是，所述三相電壓互感器TV1采樣三相母線電壓，用于判斷接地故障相別。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動跟蹤補償滅弧及選線成套裝置，其特征是，所述零序電流互感器CT1～CT48，提供1～48路線路零序電流的信號，供裝置進行采樣后判斷具體接地故障線路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動跟蹤補償滅弧及選線成套裝置，其特征是，當(dāng)配電網(wǎng)系統(tǒng)沒有中性點時，還包括Z型接地變壓器1TM，Z型接地變壓器1TM用來產(chǎn)生中性點，Z型接地變壓器1TM連接到母線，其中性點經(jīng)隔離刀閘開關(guān)1QS連接到單相電壓互感器1TV和消弧線圈1LP的A端。
全文摘要
一種電力系統(tǒng)配電網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的自動跟蹤補償滅弧及選線成套裝置，其中配電網(wǎng)系統(tǒng)的中性點經(jīng)隔離刀閘開關(guān)連接到單相電壓互感器和消弧線圈的A端，消弧線圈的X端穿過中性點電流互感器接地，中性點同時與避雷器相連，三相母線在經(jīng)過三相隔離開關(guān)以后，分別與真空接觸器一端相連，真空接觸器另一端接大地，三相電壓互感器與微機測控裝置MHK－II的電壓采樣端相連，各條出線的零序電流互感器分別和微機測控裝置MHK－II的選線采樣端相連。本發(fā)明在補償電容電流的同時，消滅流過接地故障點的電流，大大增強了安全性。
文檔編號H02H9/00GK101075739SQ20071004229
公開日2007年11月21日 申請日期2007年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月21日
發(fā)明者王建忠, 倪浩宏, 姚瑞清 申請人:思源電氣股份有限公司