專(zhuān)利名稱(chēng)：消弧裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電網(wǎng)中的消弧技術(shù)，特別是一種消弧裝置。
技術(shù)背景中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)主要包括中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈 接地系統(tǒng)。各中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)，如煤礦、化工、建材以及大中城市的 供電電網(wǎng)普遍采用電纜線(xiàn)路供電，且電纜總長(zhǎng)度一般均較長(zhǎng)，單相接地電容 電流比較大，當(dāng)單相接地電容電流超過(guò)一定范圍時(shí)，易發(fā)生單相弧光接地， 且自然熄弧非常困難，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生間歇性電弧過(guò)電壓，同時(shí)，電弧的存在易 導(dǎo)致由單相接地發(fā)展為電路相間短路故障，威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。此外，為 保證電網(wǎng)安全運(yùn)行， 一般要采取措施限制單相接地電容電流在規(guī)定的電流范圍內(nèi)，如《煤礦安全規(guī)程》2004年11月版中規(guī)定礦井高壓電網(wǎng)中的單相接 地電容電流不超過(guò)20安培，以避免接地電容電流過(guò)大威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。 特別是對(duì)于采用小電流接地方式運(yùn)行的6 66KV配電網(wǎng)，隨著電網(wǎng)的擴(kuò)大以 及電纜線(xiàn)路的增加，單相接地電容電流過(guò)大，易發(fā)生單相弧光接地，且電弧 的自然熄滅將變得非常困難，因此，如何快速?gòu)氐椎南珉娀?duì)電網(wǎng)的安全 運(yùn)行有著十分重要的意義。目前的消弧裝置一般采用消弧線(xiàn)圈，主要有手動(dòng)調(diào)諧消弧線(xiàn)圈和自動(dòng)調(diào) 諧消弧線(xiàn)圈。其中，手動(dòng)調(diào)諧消弧線(xiàn)圏為老式消弧方式，因不能精確地跟蹤 電網(wǎng)中電容電流的變化，實(shí)時(shí)性4交差，其應(yīng)用受到限制；自動(dòng)調(diào)諧消弧線(xiàn)圏 一般分為預(yù)調(diào)式和隨調(diào)式，通過(guò)三相電網(wǎng)不對(duì)稱(chēng)故障產(chǎn)生的中性點(diǎn)電壓判斷 單相接地故障，并根據(jù)電容電流變化對(duì)消弧線(xiàn)圈進(jìn)行調(diào)節(jié)，減少單相接地電容電流，以達(dá)到熄弧需要，可有效解決手動(dòng)調(diào)諧消弧線(xiàn)圏存在的實(shí)時(shí)性較差 的問(wèn)題。但是，由于消弧線(xiàn)圈本身的特點(diǎn)，在很多情況下僅采用消弧線(xiàn)圈并不能 徹底的熄滅電弧，且僅利用消弧線(xiàn)圈進(jìn)行熄滅電弧的時(shí)間較長(zhǎng)，而電弧的存 在又會(huì)給供電電網(wǎng)系統(tǒng)帶來(lái)較大的危害，現(xiàn)有的消弧裝置已無(wú)法滿(mǎn)足煤礦等 電弧危害巨大的工礦企業(yè)供電電網(wǎng)系統(tǒng)的熄弧需要。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種消弧裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中僅采用消弧 線(xiàn)圈而不能徹底、快速熄滅電弧的缺陷，可快速有效的消除單相接地故障和 單相弧光接地故障，減少單相接地電容電流，保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種消弧裝置，包括消弧線(xiàn)圏裝置、故障相接地裝置以及控制器；所述消弧線(xiàn)圈裝置包括消弧線(xiàn)圏、電流互感器 和電壓互感器，所述電流互感器的一端與用于引出電網(wǎng)中性點(diǎn)的接地變壓器 連接，所述電流互感器的另一端與所述消弧線(xiàn)圏的一端連接，所述消弧線(xiàn)圏 的另一端接地，所述電壓互感器與所述接地變壓器連接；所述控制器分別與 所述電流互感器和電壓互感器連接，用于采集所述電流互感器和電壓互感器 測(cè)量得到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，并根據(jù)所述電流信號(hào)和電壓信號(hào)以及所述 電網(wǎng)中各相線(xiàn)路的對(duì)地電壓，控制所述消弧線(xiàn)圈和/或故障相接地裝置進(jìn)行熄 滅電弧。其中，所述消弧線(xiàn)圈為并聯(lián)電抗器組。所述并聯(lián)電抗器組包括并聯(lián)連接 的多個(gè)電抗器，各電抗器均串接有高壓接觸器，且各高壓接觸器與用于控制 各高壓接觸器開(kāi)斷的所述控制器連接。所述并聯(lián)電抗器組包括第一電抗器、 第二電抗器、第三電抗器和第四電抗器，所述第一電抗器、第二電抗器、第 三電抗器和第四電抗器分別串接有第一高壓接觸器、第二高壓接觸器、第三 高壓接觸器和第四高壓接觸器；第一電抗器的電感為L(zhǎng)1，第二電抗器的電感為L(zhǎng)2,第三電抗器的電感為L(zhǎng)3，第四電抗器的電感為L(zhǎng)4，且L1: L2: L3: L4為8: 4: 2: 1。各電抗器均連接有電壓保護(hù)裝置。所述故障相接地裝置包括高壓真空接觸器，所述高壓真空接觸器的一端 分別與電網(wǎng)的各相線(xiàn)路連接，所述高壓真空接觸器的另一端接地，所述高壓 真空接觸器還與用于控制所述高壓真空接觸器開(kāi)斷的所述控制器連接。所述 高壓真空接觸器包括第一選相開(kāi)關(guān)、第二選相開(kāi)關(guān)和第三選相開(kāi)關(guān)，所述第 一選相開(kāi)關(guān)與電網(wǎng)的A相線(xiàn)路連接，所述第二選相開(kāi)關(guān)與電網(wǎng)的B相線(xiàn)路連 接，所述第三選相開(kāi)關(guān)與電網(wǎng)的C相線(xiàn)路連接；所述第一選相開(kāi)關(guān)、第二選 相開(kāi)關(guān)和第三選相開(kāi)關(guān)分別與用于控制各選相開(kāi)關(guān)開(kāi)斷的所述控制器連接。 所述高壓真空接觸器與電網(wǎng)的各相線(xiàn)之間還連接有出線(xiàn)斷路器。所述控制器包括采集處理模塊和用于根據(jù)所述采集處理模塊的處理結(jié)果 控制所述消弧線(xiàn)圈裝置和/或故障相接地裝置進(jìn)行熄滅電弧的控制模塊； 所述采集處理模塊包括用于采集所述電流互感器和電壓互感器測(cè)得的電流信號(hào)和電壓信號(hào)的采 集單元「用于對(duì)所述采集單元采集得到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行分析，獲得中 性點(diǎn)電壓的運(yùn)算單元；用于根據(jù)所述運(yùn)算單元計(jì)算得到的中性點(diǎn)電壓，判斷電網(wǎng)是否出現(xiàn)單相 接地故障的判斷單元。此外，所述接地變壓器從變電站的母線(xiàn)引出所述中性點(diǎn)，所述控制器還 與從所述變電站的母線(xiàn)輸出的各用戶(hù)輸電線(xiàn)上的用戶(hù)電流互感器和用戶(hù)電壓 互感器連接，采集所述用戶(hù)電流互感器和用戶(hù)電壓互感器測(cè)量得到用戶(hù)電流 信號(hào)和用戶(hù)電壓信號(hào)，并根據(jù)所述用戶(hù)電流信號(hào)和用戶(hù)電壓信號(hào)判斷出發(fā)生 單相接地故障的用戶(hù)輸電線(xiàn)。本實(shí)用新型提供了 一種消弧裝置，該消弧裝置通過(guò)將消弧線(xiàn)圈和故障相 接地裝置配合使用來(lái)進(jìn)行消弧，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)單相弧光接地故障時(shí)，將消弧線(xiàn)圏和故障相接地裝置一起投入進(jìn)行消弧，通過(guò)故障相接地裝置實(shí)現(xiàn)了快速熄 滅電弧的效果，同時(shí)，通過(guò)消弧線(xiàn)圈又達(dá)到了有效補(bǔ)償單相接地電容電流的 目的，有效消除了單相弧光接地故障，降低了因單相弧光接地以及單相接地 電容電流過(guò)大而對(duì)電網(wǎng)供電系統(tǒng)的危害性，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠 性。


圖1為本實(shí)用新型消弧裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型消弧裝置實(shí)施例中消弧線(xiàn)圏的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型消弧裝置實(shí)施例中控制器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本實(shí)用新型消弧裝置實(shí)施例的工作流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 圖1為本實(shí)用新型消弧裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該消弧裝置包括消弧 線(xiàn)圈裝置1、故障相接地裝置2以及控制器3;消弧線(xiàn)圏裝置1包括消弧線(xiàn)圏 11、電流互感器12和電壓互感器13，其中，電流互感器12的一端與用于引 出電網(wǎng)中性點(diǎn)的接地變壓器4連接，電流互感器12的另一端與消弧線(xiàn)圏11 的一端連接，消弧線(xiàn)圈11的另一端接地，電壓互感器13與接地變壓器4連 接；控制器3分別與電流互感器12和電壓互感器13連接，該控制器3用于 采集電流互感器12和電壓互感器13測(cè)量得到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，才艮據(jù) 采集到的該電流信號(hào)和電壓信號(hào)以及電網(wǎng)各相線(xiàn)路的對(duì)地電壓，控制消弧線(xiàn) 圏11和/或故障相接地裝置2進(jìn)行熄滅電弧。具體地，本實(shí)施例中，電網(wǎng)三 相線(xiàn)路中的各相線(xiàn)路均設(shè)置有用于測(cè)量各相線(xiàn)路的對(duì)地電壓的相線(xiàn)電壓互感 器，控制器3可通過(guò)各相線(xiàn)路上的相線(xiàn)電壓互感器采集各相線(xiàn)路的對(duì)地電壓。 具體地，電流互感器12和電壓互感器13可將實(shí)時(shí)測(cè)量得到的電流信和電壓信號(hào)傳送至控制器3，控制器3可對(duì)接收到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn) 行分析處理，計(jì)算得到消弧裝置的對(duì)地電容，獲得中性點(diǎn)電壓，并根據(jù)中性 A電壓變化情況判斷電網(wǎng)線(xiàn)路中是否出現(xiàn)單相接地故障，并根據(jù)中性點(diǎn)電壓 判斷單相接地故障的故障屬性，根據(jù)各相線(xiàn)路的對(duì)地電壓判斷單相接地故障 的故障相別；同時(shí)，控制器3還可根據(jù)上述分析得到的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)消弧線(xiàn)圈 11和故障相接地裝置2進(jìn)行控制，對(duì)電網(wǎng)的單相接地故障進(jìn)行處理。
實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)施例中的接地變壓器4可以為Z型接地變壓器，用于 從A型接線(xiàn)或Y型接線(xiàn)的三相電網(wǎng)中引出中性點(diǎn)，以便消弧線(xiàn)圏ll與中性點(diǎn)
性，以便控制器3有效地對(duì)電網(wǎng)故障進(jìn)行相應(yīng)處理。在電流互感器12與接地 變壓器4引出的中性點(diǎn)之間可連接一隔離開(kāi)關(guān)，以保證在對(duì)消弧裝置進(jìn)行人 為操作時(shí)的安全性。
圖2為本實(shí)用新型消弧裝置實(shí)施例中消弧線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新 型技術(shù)方案中的消弧線(xiàn)圏11可為并聯(lián)電抗器組，且并聯(lián)電抗器組可包括并聯(lián) 連接的多個(gè)電抗器，各電抗器均串接有高壓接觸器，且各高壓接觸器與用于 控制各高壓接觸器開(kāi)斷的控制器連接。具體地，如圖2所示，并聯(lián)電抗器組 構(gòu)成的消弧線(xiàn)圈11可包括第一電抗器111、第二電抗器112、第三電抗器113 和第四電抗器114,第一電抗器lll、第二電抗器112、第三電抗器113和第 四電抗器114分別串接有第一高壓接觸器201、第二高壓接觸器202、第三高 壓接觸器203和第四高壓接觸器204，第一電抗器111的電感為L(zhǎng)l，第二電 抗器112的電感為L(zhǎng)2,第三電抗器113的電感為L(zhǎng)3，第四電抗器114的電感 為L(zhǎng)4，且L1: L2: L3: L4為8: 4: 2: 1，且第一高壓接觸器201、第二高 壓接觸器202、第三高壓接觸器203和第四高壓接觸器204分別與控制器連 接?？梢钥闯?，消弧線(xiàn)圈11采用8421并聯(lián)電抗器組合的結(jié)構(gòu)，當(dāng)與電抗器 對(duì)應(yīng)的高壓接觸器關(guān)閉時(shí)，相應(yīng)的電抗器就會(huì)^1入到電網(wǎng)中，當(dāng)與電抗器對(duì) 應(yīng)的高壓接觸器打開(kāi)時(shí)，相應(yīng)的電抗器就會(huì)退出電網(wǎng)，由此，通過(guò)控制器控制各高壓接觸器的閉合和打開(kāi)，使得消弧線(xiàn)圏可具有0000 - 1111之間變化的 16個(gè)檔位，可適合多種補(bǔ)償電流的需要。此外，實(shí)際應(yīng)用中，各電抗器還可 連接有電壓保護(hù)裝置，具體地，可在每個(gè)電抗器上并聯(lián)一電壓保護(hù)裝置，避 免電抗器的損壞。由于本實(shí)用新型技術(shù)方案中未使用被廣泛應(yīng)用的調(diào)匝式消 弧線(xiàn)圈中使用的有載分接開(kāi)關(guān)，使得消弧線(xiàn)圏的設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)單，且不需要加 阻尼電阻，其具有調(diào)節(jié)速度快，在對(duì)消弧線(xiàn)圏調(diào)節(jié)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生諧波，提 高了電網(wǎng)運(yùn)行的平穩(wěn)性。
實(shí)際應(yīng)用中，故障相接地裝置包括高H真空接觸器，高壓真空接觸器的 一端分別與電網(wǎng)的各相線(xiàn)路連接，高壓真空接觸器的另一端接地，高壓真空 接觸器還與用于控制高壓真空接觸器開(kāi)斷的控制器連接。具體地，高壓真空 接觸器可包括第一選相開(kāi)關(guān)、第二選相開(kāi)關(guān)和第三選相開(kāi)關(guān)，第一選相開(kāi)關(guān) 與電網(wǎng)的A相線(xiàn)路連接，第二選相開(kāi)關(guān)與電網(wǎng)的B相線(xiàn)路連接，第三選相開(kāi) 關(guān)與電網(wǎng)的C相線(xiàn)路連接；第一選相開(kāi)關(guān)、第二選相開(kāi)關(guān)和第三選相開(kāi)關(guān)分 別與用于控制各選相開(kāi)關(guān)開(kāi)斷的控制器連接。高壓真空接觸器可在控制器的 控制下實(shí)現(xiàn)第一選相開(kāi)關(guān)和/或第二選相開(kāi)關(guān)和/或第三選相開(kāi)關(guān)的打開(kāi)和關(guān) 閉，當(dāng)?shù)谝贿x相開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，則與第一選相開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的A相就會(huì)通過(guò)直接接 地，實(shí)現(xiàn)單相金屬性接地，這樣，就可在A(yíng)相電纜線(xiàn)出現(xiàn)單相弧光接地時(shí)將 不穩(wěn)定的弧光接地轉(zhuǎn)移為金屬性接地，可快速地熄滅電弧，消除A相弧光接 地故障，同樣地，若B相電纜線(xiàn)或C相電纜線(xiàn)出現(xiàn)單相弧光接地時(shí)同樣可以 通過(guò)將第二選相開(kāi)關(guān)或第三選相開(kāi)關(guān)關(guān)閉，消除單相弧光接地故障。
由于本實(shí)用新型技術(shù)方案采用高壓真空接觸器，因此，可有效地實(shí)現(xiàn)對(duì) 各選相開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制，且高壓真空接觸器具有較好的滅弧效果，提高滅弧 的效果和快速性。實(shí)際應(yīng)用中，在高壓真空接觸器與電網(wǎng)的各相線(xiàn)路之間還 連接有出線(xiàn)斷路器，該出線(xiàn)斷路器可用來(lái)防止因控制器誤判或誤控制而引起 相間短路接地等更為嚴(yán)重的故障，以更進(jìn)一步地保證電網(wǎng)以及消弧裝置的安 全性和可靠性。圖3為本實(shí)用新型消弧裝置實(shí)施例中控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。具體地，本 實(shí)施例中的控制器可包括采集處理模塊31以及控制模塊32。其中，采集處 理模塊31用于采集電流互感器和電壓互感器測(cè)量得到的電流信號(hào)及電壓信 號(hào)，并通過(guò)對(duì)采集到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行分析處理，計(jì)算得到系統(tǒng)的 對(duì)地電容，獲得中性點(diǎn)電壓，同時(shí)，采集處理模塊31還可采集電網(wǎng)各相線(xiàn)路 的對(duì)地電壓，并可根據(jù)中性點(diǎn)電壓以及各相線(xiàn)路的對(duì)地電壓判斷電網(wǎng)線(xiàn)路是 否出現(xiàn)單相接地故障，并在出現(xiàn)單相接地故障時(shí)確定故障相別以及故障屬性。
實(shí)際應(yīng)用中，如圖3所示，采集處理模塊31可包括采集單元311、運(yùn)算 單元312以及判斷單元313。其中，采集單元311用于采集電流互感器和電 壓互感器測(cè)得的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，并將采集到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)傳 送給運(yùn)算單元312;運(yùn)算單元312用于對(duì)釆集單元311采集得到的電流信號(hào) 和電壓信號(hào)進(jìn)行分析，并通過(guò)E。法計(jì)算出系統(tǒng)的對(duì)地電容，獲得中性點(diǎn)電壓； 判斷單元313可用于接收運(yùn)算單元312計(jì)算得到的中性點(diǎn)電壓，判斷電網(wǎng)是 否出現(xiàn)單相接地故障，此外，采集單元311還可采集電網(wǎng)三相線(xiàn)路中各相線(xiàn) 路的對(duì)地電壓，若確定電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，判斷單元313還可確定出 單相接地故障的故障相別，具體地，可通過(guò)比較三相線(xiàn)路中各相線(xiàn)路的對(duì)地 電壓的相位及有效值的大小，其中滯后于最大相的一相便是接地相，由此判 斷出接地相別，且判斷單元313還可根據(jù)采集到的中性點(diǎn)電壓判斷單相接 地故障的故障屬性是單相金屬性接地故障、單相經(jīng)電阻接地故障或單相弧 光接地故障，具體地，可將中性點(diǎn)電壓值與預(yù)先設(shè)定的故障啟動(dòng)值比較， 判斷出故障屬性，如，當(dāng)中性點(diǎn)電壓值高于故障判斷的啟動(dòng)值，有效值小 于相電壓有效值且諧波含量較大時(shí)，就認(rèn)為發(fā)生了單相孤光接地，由此可 判斷出單相接地故障的故障屬性。
當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，控制模塊32可根據(jù)采集處理模塊31的處理結(jié) 果，對(duì)消弧線(xiàn)圈和故障相接地裝置進(jìn)行控制，控制其投切，進(jìn)行消弧。具體 地，當(dāng)控制器中的采集處理模塊31檢測(cè)到電網(wǎng)出現(xiàn)單相金屬性接地故障后，可通過(guò)控制模塊32對(duì)消弧線(xiàn)圈進(jìn)行控制，使其按照預(yù)先計(jì)算好的目標(biāo)檔位投 入，減小單相接地電容電流，此時(shí)故障相接地裝置無(wú)動(dòng)作；若4企測(cè)到電網(wǎng)出 現(xiàn)單相弧光接地故障后，控制模塊32可對(duì)故障相接地裝置進(jìn)行控制，將電網(wǎng) 線(xiàn)路中出現(xiàn)的單相弧光接地故障轉(zhuǎn)化為金屬性接地，快速熄滅電弧，消除單 相弧光接地故障，同時(shí)，控制模塊32還可控制消弧線(xiàn)圏按照預(yù)先計(jì)算好的目 標(biāo)檔位投入，減小單相接地電容電流，與故障相接地裝置共同配合來(lái)消除電 弧，實(shí)現(xiàn)快速有效地熄滅電弧，其中以上所述的預(yù)先計(jì)算好的目標(biāo)檔位為控 制模塊32根據(jù)中性點(diǎn)的電壓確定的消弧線(xiàn)圏需要投入的檔位，即確定消弧線(xiàn) 圈上的高壓接觸器的關(guān)閉狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)消弧線(xiàn)圈相應(yīng)檔位的投入。
圖4為本實(shí)用新型消弧裝置實(shí)施例的工作流程示意圖。如圖4所示，當(dāng) 消弧裝置與電網(wǎng)連接后，其工作流程包括以下步驟
步驟IO、對(duì)消弧裝置進(jìn)行初始化處理；
步驟20、由控制器從電流互感器和電壓互感器實(shí)時(shí)獲取電流信號(hào)和電壓 信號(hào)，并對(duì)獲得的電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算，獲得消弧裝置的對(duì)地 電容，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中性點(diǎn)電壓；
步驟30、判斷中性點(diǎn)電壓是否上升，即電網(wǎng)系統(tǒng)的零序電壓是否升高， 是則說(shuō)明電網(wǎng)出現(xiàn)單相金屬性接地故障、單相經(jīng)電阻接地故障或單相弧光接 地故障，執(zhí)行步驟40，若中性點(diǎn)電壓沒(méi)有上升，則繼續(xù)執(zhí)行步驟20;
步驟40、控制器根據(jù)電壓互感器的電壓信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，判斷故障屬 性，同時(shí)，根據(jù)電網(wǎng)各相線(xiàn)路的對(duì)地電壓判斷出故障相相別；
步驟50、控制器才艮據(jù)采集得到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，通過(guò)計(jì)算分析得 到中性點(diǎn)電壓，并根據(jù)中性點(diǎn)電壓判斷電網(wǎng)是否出現(xiàn)單相弧光接地故障，若 是，則執(zhí)行步驟60,否則電網(wǎng)出現(xiàn)單相金屬性接地故障或單相經(jīng)電阻接地故 障，執(zhí)行步驟70;
步驟60、根據(jù)控制器的計(jì)算結(jié)果，控制器控制故障相接地裝置的投切， 并按照預(yù)先計(jì)算好的目標(biāo)檔位投入消弧線(xiàn)圏，實(shí)現(xiàn)快速消弧，結(jié)束；
ii步驟70、根據(jù)控制器的計(jì)算結(jié)果，控制消弧線(xiàn)圈按照預(yù)先計(jì)算好的目標(biāo)檔位投入，進(jìn)4于消弧，結(jié)束。
實(shí)際應(yīng)用中，該消弧裝置通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中性點(diǎn)電壓的大小，判斷中性點(diǎn)電壓，即系統(tǒng)的零序電壓是否上升，若中性點(diǎn)電壓上升，則說(shuō)明電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障，此時(shí)，可根據(jù)該中性點(diǎn)電壓判斷故障相別及屬性。若電網(wǎng)的單相接地故障為單相金屬性接地故障或單相經(jīng)電阻接地故障，則將消弧線(xiàn)圈按
照預(yù)先計(jì)算好的目標(biāo)檔位投入，進(jìn)行有效的消??；若為單相弧光接地故障，
則對(duì)故障相接地裝置進(jìn)行控制，將與故障相接地裝置中與故障相相連的選相開(kāi)關(guān)閉合，實(shí)現(xiàn)故障相的快速接地，將單相弧光接地轉(zhuǎn)化為金屬性接地，同時(shí)，還可將消弧線(xiàn)圏按照預(yù)先計(jì)算好的目標(biāo)檔位投入，進(jìn)行電流補(bǔ)償，避免出現(xiàn)單相接地電流過(guò)大，恢復(fù)線(xiàn)路的絕緣性能，使得整個(gè)電網(wǎng)恢復(fù)到正常的運(yùn)行狀態(tài)。可以看出，通過(guò)將消弧線(xiàn)圈和故障相接地裝置結(jié)合起來(lái)進(jìn)行消弧處理，提高了熄滅電孤的可靠性，減少了接地電容電流，使得弧光接地故障可得到較好的處理，提高了電網(wǎng)的安全性和電網(wǎng)的供電質(zhì)量。
本實(shí)用新型實(shí)施例上述技術(shù)方案中，通過(guò)將消弧線(xiàn)圏和故障相接地裝置配合使用進(jìn)行消弧，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)單相弧光接地時(shí)，將消弧線(xiàn)圈和故障相接地裝置一起投入進(jìn)行消弧，通過(guò)故障相接地裝置實(shí)現(xiàn)了快速熄滅電弧的效果，同時(shí)，通過(guò)消弧線(xiàn)圏又達(dá)到了有效補(bǔ)償單相接地電容電流的目的，有效消除了單相弧光接地故障，降低了各種單相接地故障對(duì)電網(wǎng)供電系統(tǒng)的危害，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。
此外，本實(shí)用新型技術(shù)方案可應(yīng)用于變電站中。由于變電站的母線(xiàn)輸出端連接有多個(gè)不同用戶(hù)的輸電線(xiàn)路，而每個(gè)用戶(hù)的輸電線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障必然會(huì)影響整個(gè)變電站的正常運(yùn)行，因此，本實(shí)用新型消弧裝置可應(yīng)用于
變電站中，消弧裝置與母線(xiàn)連接，并通過(guò)接地變壓器從母線(xiàn)中的A相、B相和C相線(xiàn)引出母線(xiàn)的中性點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)變電站輸電線(xiàn)路中的接地故障進(jìn)行消弧處理，消弧裝置中的控制器可通過(guò)實(shí)時(shí)釆集電流互感器和電壓互感器測(cè)量得到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，實(shí)時(shí)檢測(cè)母線(xiàn)的中性點(diǎn)電壓，判斷故障屬性，同時(shí)根據(jù)母線(xiàn)各相線(xiàn)路的對(duì)地電壓判斷出故障相相別，根據(jù)故障屬性以及故障相相別控制消弧線(xiàn)圏和故障相接地裝置的投切，以進(jìn)行有效地消弧。
實(shí)際應(yīng)用中，控制器還與從變電站的母線(xiàn)輸出的各用戶(hù)輸電線(xiàn)上的用戶(hù)電流互感器和用戶(hù)電壓互感器連接，用于采集用戶(hù)電流互感器和用戶(hù)電壓互感器測(cè)量得到的用戶(hù)電流信號(hào)和用戶(hù)電壓信號(hào)，并根據(jù)該用戶(hù)電流信號(hào)和用戶(hù)電壓信號(hào)判斷出發(fā)生單相接地故障的用戶(hù)輸電線(xiàn)。具體地，控制器可根據(jù)采集到的各用戶(hù)輸電線(xiàn)路上的用戶(hù)電流信號(hào)和用戶(hù)電壓信號(hào)，通過(guò)暫態(tài)小波法、暫態(tài)能量法或首半波等暫態(tài)選線(xiàn)方法及粗糙集理論確認(rèn)出現(xiàn)單相接地故障的用戶(hù)輸電線(xiàn)，選出故障線(xiàn)路，以便快速有效地確定出故障線(xiàn)路并進(jìn)行快速有效地處理。
實(shí)際應(yīng)用中，控制器可通過(guò)連接一顯示裝置來(lái)顯示各用戶(hù)輸電線(xiàn)的故障狀態(tài)，當(dāng)確認(rèn)某一用戶(hù)輸電線(xiàn)出現(xiàn)故障時(shí)可在該顯示裝置上將其顯示為故障狀態(tài)，以便相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，消除故障。此外，控制器還可連接有一報(bào)警裝置，用于在電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)發(fā)出報(bào)警，該報(bào)警裝置可分別安裝在每個(gè)用戶(hù)輸電線(xiàn)路上，以便通知相關(guān)人員出現(xiàn)單相接地故障的相應(yīng)的用戶(hù)輸電線(xiàn)路，使得相關(guān)人員可對(duì)出現(xiàn)故障的用戶(hù)輸電線(xiàn)路進(jìn)行及時(shí)處理，以快速有效地消除單相接地故障。
最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1、一種消弧裝置，其特征在于，包括消弧線(xiàn)圈裝置、故障相接地裝置以及控制器；所述消弧線(xiàn)圈裝置包括消弧線(xiàn)圈、電流互感器和電壓互感器，所述電流互感器的一端與用于引出電網(wǎng)中性點(diǎn)的接地變壓器連接，所述電流互感器的另一端與所述消弧線(xiàn)圈的一端連接，所述消弧線(xiàn)圈的另一端接地，所述電壓互感器與所述接地變壓器連接；所述控制器分別與所述電流互感器和電壓互感器連接，用于采集所述電流互感器和電壓互感器測(cè)量得到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，根據(jù)所述電流信號(hào)和電壓信號(hào)以及所述電網(wǎng)中各相線(xiàn)路的對(duì)地電壓，控制所述消弧線(xiàn)圈和/或故障相接地裝置進(jìn)行熄滅電弧。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消弧裝置，其特征在于，所述消弧線(xiàn)圈為并聯(lián) 電抗器組。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的消弧裝置，其特征在于，所述并聯(lián)電抗器組包 括并聯(lián)連接的多個(gè)電抗器，各電抗器均串接有高壓接觸器，且各高壓接觸器 與用于控制各高壓接觸器開(kāi)斷的所述控制器連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的消弧裝置，其特征在于，所述并聯(lián)電抗器組包 括第一電抗器、第二電抗器、第三電抗器和第四電抗器，所述第一電抗器、 第二電抗器、第三電抗器和第四電抗器分別串接有第一高壓接觸器、第二高 壓接觸器、第三高壓接觸器和第四高壓接觸器；第一電抗器的電感為L(zhǎng)l,第 二電抗器的電感為L(zhǎng)2，第三電抗器的電感為L(zhǎng)3，第四電抗器的電感為L(zhǎng)4，且 Ll: L2: L3: L4為8: 4: 2: 1。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的消弧裝置，其特征在于，各電抗器均連接有電 壓保護(hù)裝置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消弧裝置，其特征在于，所述故障相接地裝置 包括高壓真空接觸器，所述高壓真空接觸器的一端分別與電網(wǎng)的各相線(xiàn)路連 接，所述高壓真空接觸器的另一端接地，所述高壓真空接觸器還與用于控制 所述高壓真空接觸器開(kāi)斷的所述控制器連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的消弧裝置，其特征在于，所述高壓真空接觸器 包括第一選相開(kāi)關(guān)、第二選相開(kāi)關(guān)和第三選相開(kāi)關(guān)，所述第一選相開(kāi)關(guān)與電 網(wǎng)的A相線(xiàn)路連接，所述第二選相開(kāi)關(guān)與電網(wǎng)的B相線(xiàn)路連接，所述第三選 相開(kāi)關(guān)與電網(wǎng)的C相線(xiàn)路連接；所述第一選相開(kāi)關(guān)、第二選相開(kāi)關(guān)和第三選 相開(kāi)關(guān)分別與用于控制各選相開(kāi)關(guān)開(kāi)斷的所述控制器連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的消弧裝置，其特征在于，所述高壓真空接觸器 與電網(wǎng)的各相線(xiàn)之間還連接有出線(xiàn)斷路器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1~8任一所述的消弧裝置，其特征在于，所述控制器 包括采集處理模塊和用于根據(jù)所述采集處理模塊的處理結(jié)果控制所述消弧線(xiàn) 圈裝置和/或故障相接地裝置進(jìn)行熄滅電弧的控制模塊；所述采集處理模塊包括用于采集所述電流互感器和電壓互感器測(cè)得的電流信號(hào)和電壓信號(hào)的采 集單元；用于對(duì)所述采集單元釆集得到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行分析，獲得中 性點(diǎn)電壓的運(yùn)算單元；用于根據(jù)所述運(yùn)算單元計(jì)算得到的中性點(diǎn)電壓，判斷電網(wǎng)是否出現(xiàn)單相 接地故障的判斷單元。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1 8任一所述的消弧裝置，其特征在于，所述接地變 壓器從變電站的母線(xiàn)引出所述中性點(diǎn)，所述控制器還與從所述變電站的母線(xiàn) 輸出的各用戶(hù)輸電線(xiàn)上的用戶(hù)電流互感器和用戶(hù)電壓互感器連接，采集所述 用戶(hù)電流互感器和用戶(hù)電壓互感器測(cè)量得到用戶(hù)電流信號(hào)和用戶(hù)電壓信號(hào)， 并根據(jù)所述用戶(hù)電流信號(hào)和用戶(hù)電壓信號(hào)判斷出發(fā)生單相接地故障的用戶(hù)輸 電線(xiàn)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種消弧裝置。包括消弧線(xiàn)圈裝置、故障相接地裝置以及控制器；消弧線(xiàn)圈裝置包括消弧線(xiàn)圈、電流互感器和電壓互感器，電流互感器的一端與用于引出電網(wǎng)中性點(diǎn)的接地變壓器連接，電流互感器的另一端與消弧線(xiàn)圈的一端連接，消弧線(xiàn)圈的另一端接地，電壓互感器與接地變壓器連接；控制器分別與電流互感器和電壓互感器連接，用于采集電流互感器和電壓互感器測(cè)量得到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，根據(jù)電流信號(hào)和電壓信號(hào)以及電網(wǎng)中各相線(xiàn)路的對(duì)地電壓，控制消弧線(xiàn)圈和/或故障相接地裝置進(jìn)行熄滅電弧。本實(shí)用新型消弧裝置可快速?gòu)氐椎南龁蜗嗷」饨拥毓收?，降低了單相接地電容電流，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和安全性。
文檔編號(hào)H02H9/08GK201430438SQ20092010686
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者喻希樂(lè), 硯 李, 李巖松, 勇 王, 王積登, 王米林, 蔡志偉, 鄭 齊 申請(qǐng)人:淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司;北京丹華昊博電力科技有限公司