用于智能變電站的消弧線圈成套裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用于智能變電站的消弧線圈成套裝置，包括消弧線圈以及用于調節(jié)消弧線圈進行補償的調節(jié)控制器，消弧線圈包括一次繞組和二次繞組，二次繞組包括控制繞組和濾波繞組，一次繞組的第一端連接電網的中性點和電子式電壓互感器，一次繞組的第二端通過電子式電流互感器接地，二次繞組設置有濾波器組和兩個晶閘管、兩個晶閘管反向并聯(lián)后與控制繞組的兩端連接，濾波器組接入濾波繞組的兩端，調節(jié)控制器的兩個輸入端分別連接電子式電壓互感器和電子式電流互感器，調節(jié)控制器的控制端連接兩個晶閘管，調節(jié)控制器的輸出端通過光纖以太網接口與外界連接。本實用新型既能符合智能變電站的要求，又能實現補償電流連續(xù)無級可調，可以快速消弧。
【專利說明】用于智能變電站的消弧線圈成套裝置

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電氣自動化【技術領域】，尤其是涉及一種用于智能變電站的消弧線 圈成套裝置。

【背景技術】
[0002] 智能電網是科學技術和社會經濟發(fā)展的必然選擇，將使人們的生活更便捷、更低 碳、更經濟。智能變電站是智能電網的重要組成部分，其相關技術將成為未來變電站自動化 技術發(fā)展的方向。
[0003] 消弧線圈是智能變電站的重要設備之一，根據智能電網的標準，系統(tǒng)電容電流超 過10A時應裝設消弧線圈，以抑制單相接地時產生的弧光過電壓，避免單相故障發(fā)展成相 間短路，引起開關跳閘。目前傳統(tǒng)的消弧線圈主要有調匝式和調容式兩種，它們都采用分檔 調節(jié)方式，不能實現精確補償，并且傳統(tǒng)的消弧線圈采用的是電磁式互感器，沒有統(tǒng)一的通 信標準，通信接口多為RS485串口，不符合智能變電站的要求。
[0004] 此外，為了防止系統(tǒng)在正常情況下產生諧振，消弧線圈都要附加阻尼電阻以增大 系統(tǒng)阻尼率，在系統(tǒng)故障時要利用真空接觸器短接阻尼電阻，由于增加了電阻箱、真空接觸 器等元件，系統(tǒng)變得很復雜，控制維護難，也不符合智能變電站的要求。 實用新型內容
[0005] 本實用新型的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種用于智能變電站的 消弧線圈成套裝置，既能夠符合智能變電站的要求，又能實現補償電流連續(xù)無級可調。
[0006] 為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是提供一種用于智能變電站 的消弧線圈成套裝置，包括消弧線圈以及用于調節(jié)消弧線圈進行補償的調節(jié)控制器，所述 消弧線圈包括一次繞組和二次繞組，所述二次繞組包括控制繞組和濾波繞組，所述一次繞 組的第一端連接電網的中性點和電子式電壓互感器，所述一次繞組的第二端通過電子式電 流互感器接地，所述二次繞組設置有濾波器組和兩個晶閘管、所述兩個晶閘管反向并聯(lián)后 與所述控制繞組的兩端連接，所述濾波器組接入所述濾波繞組的兩端，所述調節(jié)控制器的 兩個輸入端分別連接所述電子式電壓互感器和所述電子式電流互感器，所述調節(jié)控制器的 控制端連接所述兩個晶閘管，所述調節(jié)控制器的輸出端通過光纖以太網接口與外界連接。
[0007] 其中，所述消弧線圈成套裝置還包括Z型接地變壓器，所述Z型接地變壓器連接電 網的母線形成中性點，所述Z型接地變壓器連接所述消弧線圈的一次繞組。
[0008] 其中，所述消弧線圈成套裝置還包括單相隔離開關，所述單相隔離開關接入在所 述Z型接地變壓器和所述消弧線圈的一次繞組之間。
[0009] 其中，所述消弧線圈成套裝置集成安裝于玻纖殼體內，并且在所述玻纖殼體上至 少部分露出所述單相隔離開關。
[0010] 其中，所述調節(jié)控制器包括通過所述兩個輸入端對所述電子式電壓互感器和所述 電子式電流互感器進行信號采樣的傳感器、與所述傳感器連接并對采樣信號進行調理的調 理器、以及與所述調理器連接并對調理信號進行分析的處理器，所述處理器由進行模數轉 換、數據處理和發(fā)出控制命令的至少一片ARM芯片組成，所述處理器連接用于對控制命令 進行光電隔離的隔離器，經光電隔離后的控制命令通過所述控制端調節(jié)所述兩個晶閘管的 導通角變化，所述處理器通過所述輸出端使經過處理的數據發(fā)出至外界。
[0011] 其中，所述導通角變化范圍為〇?180度。
[0012] 其中，所述處理器還連接顯示屏或鍵盤。
[0013] 其中，所述處理器還經過隔離器連接開關輸出模塊。
[0014] 其中，所述消弧線圈的一次繞組的第一端還同時連接避雷器。
[0015] 其中，所述Z型接地變壓器通過三相開關柜連接電網的母線。
[0016] 綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：本實用新型的 用于智能變電站的消弧線圈成套裝置中，消弧線圈連接電網的中性點，電子式電壓互感器 也連接中性點，電子式電流互感器連接消弧線圈一次繞組并接地，調節(jié)控制器兩個輸入端 連接電子式電壓互感器和電子式電流互感器，調節(jié)控制器控制端連接兩個反向并聯(lián)的晶閘 管，兩個晶閘管與消弧線圈的控制繞組連接，消弧線圈的濾波繞組的兩端接入濾波器組，調 節(jié)控制器輸出端通過光纖以太網接口與外界連接，通過上述方式，調節(jié)控制器可以收集電 網運行有段的電壓/電流狀態(tài)，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時能夠對兩個晶閘管進行連續(xù)無 級調節(jié)，實現補償電流連續(xù)無級可調，并且由于電壓/電流互感器均采用電子式和調節(jié)控 制器采用光纖以太網接口輸出，完全符合智能變電站的要求，本實用新型電路結構簡單，可 以快速消弧，可靠性高，安裝維護方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是本實用新型用于智能變電站的消弧線圈成套裝置一實施例的電路結構示 意圖。
[0018] 圖2是圖1中消弧線圈成套裝置的調節(jié)控制器的等效結構示意圖。
[0019] 圖中標記：1，消弧線圈；2,調節(jié)控制器；3,電子式電壓互感器；4,電子式電流互感 器；5,濾波器組；6、7,晶閘管；8, Z型接地變壓器；9,單相隔離開關；10,避雷器；11，三相開 關柜。

【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0021] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0022] 如圖1所示，是本實用新型用于智能變電站的消弧線圈成套裝置一實施例的電路 結構示意圖。消弧線圈成套裝置包括消弧線圈1以及用于調節(jié)消弧線圈1進行補償的調節(jié) 控制器2,消弧線圈1包括一次繞組和二次繞組，二次繞組包括控制繞組和濾波繞組，一次 繞組的第一端連接電網的中性點和電子式電壓互感器3, 一次繞組的第二端通過電子式電 流互感器4接地，二次繞組設置有濾波器組5和兩個晶閘管6、7、兩個晶閘管6、7反向并聯(lián) 后與控制繞組的兩端連接，濾波器組5接入濾波繞組的兩端，調節(jié)控制器2的兩個輸入端分 別連接電子式電壓互感器3和電子式電流互感器4,調節(jié)控制器2的控制端連接兩個晶閘管 6、7,調節(jié)控制器2的輸出端通過光纖以太網接口與外界連接。在本實施例中，由于兩個晶 閘管6、7反向并聯(lián)，比起現有技術中單個具有雙向性的晶閘管，承受過電流和過電壓的能 力更強，使用壽命更長，并且可以兩只晶閘管維護和更換成本更低。濾波器組可以濾除兩只 晶閘管運行過程中產生的高次諧波，降低電網電壓波形畸變，減輕電網干擾。
[0023] 可選地，消弧線圈成套裝置還包括Z型接地變壓器8和單相隔離開關9, Z型接地 變壓器8連接電網的母線形成中性點，Z型接地變壓器8連接消弧線圈1的一次繞組。單 相隔離開關9接入在Z型接地變壓器8和消弧線圈1的一次繞組之間。單相隔離開關9可 用于使消弧線圈1接入電網或與電網斷開。優(yōu)選地，消弧線圈成套裝置集成安裝于玻纖殼 體（圖未不）內，并且在玻纖殼體上至少部分露出單相隔尚開關9。單相隔尚開關9露出玻 纖殼體，可以讓維護人員可以目視確認斷電，保證施工安全。由于采用玻纖殼體集成安裝， 可以使得消弧線圈成套裝置布局緊湊合理，占地小，外形美觀，安裝維護方便。
[0024] 可選地，消弧線圈1的一次繞組的第一端還同時連接避雷器10, Z型接地變壓器8 通過三相開關柜11連接電網的母線。三相開關柜11用于使消弧線圈成套裝置接入或與電 網斷開。
[0025] 本實用新型中的消弧線圈的一次繞組接入電網的中性點，消弧線圈的控制繞組與 兩個反響并聯(lián)的晶閘管連接，一次繞組的兩端分別接入有電子式電壓互感器和電子式電流 互感器，調節(jié)控制器通過電子式電壓互感器和電子式電流互感器來獲取電網運行狀態(tài)，以 在發(fā)生單相接地故障時，能夠調節(jié)兩個晶閘管的導通角在0到180度之間變化，使兩只晶閘 管的等效阻抗在零到無窮大之間連續(xù)變化，輸出的補償電流就可在零到額定值之間連續(xù)無 級調節(jié)，同時濾波繞組消除晶閘管導通時產生的諧波，使消弧線圈輸出電流保持為工頻電 流。并且由于采用電子式電壓互感器和電子式電流互感器，調節(jié)控制器的輸出端又通過光 纖以太網接口與外界連接，比如通過光纖以太網把消弧線圈的實時數據與歷史記錄上傳到 變電站控制室主機，從而能夠符合智能變電站的要求，特別是滿足IEC 61850《變電站網絡 與通信協(xié)議》標準。
[0026] 如圖2所示，是圖1中消弧線圈成套裝置的調節(jié)控制器的等效結構示意圖。調節(jié) 控制器2包括通過兩個輸入端對電子式電壓互感器3和電子式電流互感器4進行信號采 樣的傳感器、與傳感器連接并對采樣信號進行調理的調理器、以及與調理器連接并對調理 信號進行分析的處理器，處理器由進行模數轉換、數據處理和發(fā)出控制命令的至少一片ARM 芯片組成，處理器連接用于對控制命令進行光電隔離的隔離器，經光電隔離后的控制命令 通過控制端調節(jié)兩個晶閘管6、7的導通角變化，處理器通過輸出端使經過處理的數據發(fā)出 至外界。其中，導通角變化范圍為〇?180度。調理器調理信號包括去除雜波、改變信號幅 值等操作。處理器在進行信號分析時，包括對調理信號進行模數轉換、計算系統(tǒng)發(fā)生單相接 地故障時的電容電流。處理器可以通過算法使得系統(tǒng)容抗和消弧線圈感抗相差很大，既能 避免消弧線圈與系統(tǒng)產生諧振，又能快速準確地測量出系統(tǒng)的電容電流。
[0027] 可選地，處理器還連接顯示屏或鍵盤，以及經過隔離器連接開關輸出模塊。開關輸 出模塊可用于對電網發(fā)出指令。例如發(fā)生單相接地故障時，發(fā)出高電平，指示電網進行相應 操作。
[0028] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種用于智能變電站的消弧線圈成套裝置，包括消弧線圈（1)以及用于調節(jié)消弧線 圈（1)進行補償的調節(jié)控制器（2)，其特征在于，所述消弧線圈（1)包括一次繞組和二次繞 組，所述二次繞組包括控制繞組和濾波繞組，所述一次繞組的第一端連接電網的中性點和 電子式電壓互感器（3)，所述一次繞組的第二端通過電子式電流互感器（4)接地，所述二次 繞組設置有濾波器組（5)和兩個晶閘管（6、7)、所述兩個晶閘管（6、7)反向并聯(lián)后與所述控 制繞組的兩端連接，所述濾波器組（5)接入所述濾波繞組的兩端，所述調節(jié)控制器（2)的兩 個輸入端分別連接所述電子式電壓互感器（3)和所述電子式電流互感器（4)，所述調節(jié)控 制器（2)的控制端連接所述兩個晶閘管（6、7)，所述調節(jié)控制器（2)的輸出端通過光纖以太 網接口與外界連接。
2. 根據權利要求1所述的消弧線圈成套裝置，其特征在于，所述消弧線圈成套裝置還 包括Z型接地變壓器（8)，所述Z型接地變壓器（8)連接電網的母線形成中性點，所述Z型 接地變壓器（8)連接所述消弧線圈（1)的一次繞組。
3. 根據權利要求2所述的消弧線圈成套裝置，其特征在于，所述消弧線圈成套裝置還 包括單相隔離開關（9)，所述單相隔離開關（9)接入在所述Z型接地變壓器（8)和所述消弧 線圈（1)的一次繞組之間。
4. 根據權利要求3所述的消弧線圈成套裝置，其特征在于，所述消弧線圈成套裝置集 成安裝于玻纖殼體內，并且在所述玻纖殼體上至少部分露出所述單相隔離開關（9 )。
5. 根據權利要求1至4任一項所述的消弧線圈成套裝置，其特征在于，所述調節(jié)控制器 (2)包括通過所述兩個輸入端對所述電子式電壓互感器（3)和所述電子式電流互感器（4) 進行信號采樣的傳感器、與所述傳感器連接并對采樣信號進行調理的調理器、以及與所述 調理器連接并對調理信號進行分析的處理器，所述處理器由進行模數轉換、數據處理和發(fā) 出控制命令的至少一片ARM芯片組成，所述處理器連接用于對控制命令進行光電隔離的隔 離器，經光電隔離后的控制命令通過所述控制端調節(jié)所述兩個晶閘管（6、7)的導通角變化， 所述處理器通過所述輸出端使經過處理的數據發(fā)出至外界。
6. 根據權利要求5所述的消弧線圈成套裝置，其特征在于，所述導通角變化范圍為0? 180 度。
7. 根據權利要求5所述的消弧線圈成套裝置，其特征在于，所述處理器還連接顯示屏 或鍵盤。
8. 根據權利要求5所述的消弧線圈成套裝置，其特征在于，所述處理器還經過隔離器 連接開關輸出模塊。
9. 根據權利要求1至4任一項所述的消弧線圈成套裝置，其特征在于，所述消弧線圈 (1)的一次繞組的第一端還同時連接避雷器（10)。
10. 根據權利要求2所述的消弧線圈成套裝置，其特征在于，所述Z型接地變壓器（8) 通過三相開關柜（11)連接電網的母線。
【文檔編號】H02H9/08GK203850831SQ201420196175
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權日:2014年4月22日
【發(fā)明者】黎軍華, 閻天圣, 胡天祥, 吳曉林 申請人:樂山一拉得電網自動化有限公司