本發(fā)明的技術(shù)方案涉及接地電網(wǎng)發(fā)生諧振時(shí)的脫諧度的自動測量，具體地說是諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置。
背景技術(shù)：
：調(diào)諧的含義為調(diào)節(jié)消弧線圈的脫諧度v表征偏離諧振狀態(tài)的程度，可以用來描述消弧線圈的補(bǔ)償程度。脫諧度數(shù)值的選取應(yīng)適當(dāng)，一方面，脫諧度的減小不僅能減小單相接地弧道中的殘流，還可以加快恢復(fù)電壓的上升速度，從而可知，脫諧度越小越好；但另一方面，脫諧度的減小會使消弧線圈分接頭數(shù)量增多，增加設(shè)備的復(fù)雜程度，還會使有載調(diào)節(jié)開關(guān)頻繁動作，降低設(shè)備運(yùn)行的可靠性在我國中壓配電網(wǎng)中廣為采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。近年來出現(xiàn)了一些自動跟蹤補(bǔ)償裝置，又無一例外地以中性點(diǎn)位移電壓作為啟動信號?，F(xiàn)有技術(shù)中，調(diào)節(jié)消弧線圈的脫諧度的測試也都采用間接測量法，致使測量精度低，測試過程繁復(fù)，抗干擾能力有限。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置，對接地電網(wǎng)發(fā)生諧振時(shí)的脫諧度進(jìn)行在線直接測量，測試速度快，測量結(jié)果準(zhǔn)確，控制精度高，具有較好的實(shí)時(shí)性，保障了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置，由Z型接地變壓器、調(diào)匝式消弧線圈、微機(jī)控制裝置、接地阻尼電阻和短接控制設(shè)備組成，Z型接地變壓器的中性點(diǎn)通過開關(guān)與調(diào)匝式消弧線圈一端相連，調(diào)匝式消弧線圈另一端與接地阻尼電阻一端連接，接地阻尼電阻另一端接地，接地阻尼電阻還與另外一個開關(guān)并聯(lián)，微機(jī)控制裝置與短接控制設(shè)備連接，微機(jī)控制裝置還與調(diào)匝式消弧線圈的遠(yuǎn)地端連接，短接控制設(shè)備又與接地阻尼電阻并聯(lián)的開關(guān)相連。上述諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置，所述的Z型接地變壓器每相鐵芯上的繞組分為上、下相等匝數(shù)的兩部分，接成曲折形連接，其他在結(jié)構(gòu)與普通三相芯式電力變壓器相同。上述諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置，通過Z型接地變壓器的并入三相電網(wǎng)中構(gòu)成自動調(diào)諧接地補(bǔ)償系統(tǒng)。上述諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置，所述調(diào)匝式消弧線圈的技術(shù)參數(shù)由被測電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)所決定，這是本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員所熟知的。上述諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置，所涉及到的設(shè)備，元器件及其連接方法均是本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員熟知的，是可以通過商購或其他公知的途徑獲得的。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置的工作原理是：電網(wǎng)主變側(cè)為星型連接或三角形連接，當(dāng)為星型連接時(shí)，調(diào)匝式消弧線圈可直接安裝在電網(wǎng)中性點(diǎn)上；當(dāng)電網(wǎng)主變側(cè)為三角形連接時(shí)，則經(jīng)過Z型接地變壓器引出電網(wǎng)中性點(diǎn)。調(diào)匝式消弧線圈的功能是根據(jù)電網(wǎng)電容電流的變化提供相應(yīng)的補(bǔ)償電流，微機(jī)控制裝置用于電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)在線測量脫諧度并對調(diào)匝式消弧線圈進(jìn)行調(diào)感，接地阻尼電阻則在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)起遏制中性點(diǎn)位移電壓過高的作用，短接控制設(shè)備用于在電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)將接地阻尼電阻短接，以免影響消弧線圈的正常工作。用發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置進(jìn)行測量接地電網(wǎng)發(fā)生諧振時(shí)的脫諧度的具體過程見下面的實(shí)施例3。本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置的顯著進(jìn)步是：本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置可對零序電壓即電網(wǎng)中性點(diǎn)位移電壓及電流信號進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，并發(fā)送一系列頻率不同的方波信號，對諧振接地電網(wǎng)進(jìn)行頻率掃描，從而確定電網(wǎng)的自振頻率，計(jì)算出當(dāng)前脫諧度值，控制補(bǔ)償裝置的及時(shí)跟蹤調(diào)諧，使電網(wǎng)始終運(yùn)行在設(shè)定的脫諧度范圍之內(nèi)，對接地電網(wǎng)發(fā)生諧振時(shí)的脫諧度予以直接測量，測試速度快，測量結(jié)果準(zhǔn)確，控制精度高，具有較好的實(shí)時(shí)性，保障了電網(wǎng)的安全運(yùn)行；又微機(jī)控制裝置的功能是在線測試接地電網(wǎng)發(fā)生諧振的脫諧度，監(jiān)控電網(wǎng)中性點(diǎn)位移電壓，自動跟蹤運(yùn)行方式的變化，調(diào)整消弧線圈的電感量，并對各種異常狀態(tài)進(jìn)行判斷，以實(shí)現(xiàn)單相接地故障時(shí)的最佳補(bǔ)償。附圖說明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置接入電網(wǎng)主變側(cè)為角形(Δ)接線的電力系統(tǒng)時(shí)的示意圖。圖3是本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置中對諧振接地電網(wǎng)脫諧度進(jìn)行測試時(shí)的PT低壓側(cè)等值電路圖。圖4是本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置中的微機(jī)控制裝置結(jié)構(gòu)圖。圖5是本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置中的諧振頻率測量電路圖。圖中，1.Z型接地變壓器，2.短接控制設(shè)備，3.微機(jī)測控裝置，4.調(diào)匝式消弧線圈，5.接地阻尼電阻，開關(guān)K1，開關(guān)K2。具體實(shí)施方式圖1所示實(shí)施例表明，本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置，由Z型接地變壓器1、短接控制設(shè)備2、微機(jī)控制裝置3、調(diào)匝式消弧線圈4、接地阻尼電阻5和開關(guān)K1和開關(guān)K2組成，Z型接地變壓器1的中性點(diǎn)0通過開關(guān)K1與調(diào)匝式消弧線圈4一端相連，調(diào)匝式消弧線圈4另一端與接地阻尼電阻5一端連接，接地阻尼電阻5另一端接地，接地阻尼電阻5還與一個開關(guān)K2并聯(lián)，微機(jī)控制裝置3與短接控制設(shè)備2連接，微機(jī)控制裝置3還與調(diào)匝式消弧線圈4的遠(yuǎn)地端連接，短接控制設(shè)備2又與接地阻尼電阻5并聯(lián)的開關(guān)K2相連。其中，微機(jī)控制裝置3與調(diào)匝式消弧線圈4的遠(yuǎn)地端連接，是指通過微機(jī)控制裝置3中的單片機(jī)與調(diào)匝式消弧線圈4的遠(yuǎn)地端連接；短接控制設(shè)備2是用于短接接地阻尼電阻5的短接控制設(shè)備2。圖2(a)所示實(shí)施例表明，本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置按本
技術(shù)領(lǐng)域：
熟知的連接方式連入電網(wǎng)主變側(cè)為角形(Δ)接線的電力系統(tǒng)的接入方法是，Z型接地變壓器1按本
技術(shù)領(lǐng)域：
熟知的方式接于電網(wǎng)主變側(cè)為角形(Δ)接線的電力系統(tǒng)的A相、B相和C相，以引出電網(wǎng)中性點(diǎn)，調(diào)匝式消弧線圈4通過開關(guān)K1安裝在電網(wǎng)中性點(diǎn)上；調(diào)匝式消弧線圈4的功能是根據(jù)電網(wǎng)電容電流的變化提供相應(yīng)的補(bǔ)償電流；微機(jī)控制裝置3用于電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)在線測量脫諧度并對調(diào)匝式消弧線圈4進(jìn)行調(diào)感；接地阻尼電阻5則在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)起遏制中性點(diǎn)位移電壓過高的作用；短接控制設(shè)備2用于在電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)將接地阻尼電阻5短接，以免影響調(diào)匝式消弧線圈4的正常工作。當(dāng)電網(wǎng)主變側(cè)為星型連接時(shí)，調(diào)匝式消弧線圈4可直接安裝在電網(wǎng)中性點(diǎn)上。圖2(b)所示實(shí)施例表明，本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置按本
技術(shù)領(lǐng)域：
熟知的連接方式連入電網(wǎng)主變側(cè)星形(Y)接線的電力系統(tǒng)的接入方法是，諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置中調(diào)匝式消弧線圈4通過開關(guān)K1安裝在電網(wǎng)中性點(diǎn)上，此時(shí)Z型接地變壓器1可去掉，不經(jīng)過Z型接地變壓器1引出電網(wǎng)中性點(diǎn)；微機(jī)控制裝置3用于電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)在線測量脫諧度并對調(diào)匝式消弧線圈4進(jìn)行調(diào)感；接地阻尼電阻5則在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)起遏制中性點(diǎn)位移電壓過高的作用；短接控制設(shè)備2用于在電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)將接地阻尼電阻5短接，以免影響調(diào)匝式消弧線圈4的正常工作。圖3所示實(shí)施例表明，本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置中對接地電網(wǎng)發(fā)生諧振時(shí)的脫諧度進(jìn)行測試時(shí)的PT低壓側(cè)等值電路圖的連接方式為：微機(jī)控制裝置的掃頻信號源電壓的正極端與電阻R、取樣電阻RQ串聯(lián)，取樣電阻RQ遠(yuǎn)離微機(jī)控制裝置的掃頻信號源電壓的一段與MN端的電路并聯(lián)；微機(jī)控制裝置的掃頻信號源電壓的負(fù)極端與MN兩端中的N端、C′的一端和的一段相連；MN兩端的電路中L′和R′為消弧線圈電感L、電阻R折算至PT低壓側(cè)的值，電路結(jié)構(gòu)為L′與R′并聯(lián)；MN兩端的電路再與C′、相并聯(lián)，C′、分別為三相導(dǎo)線對地總分布電容C和故障發(fā)生時(shí)電網(wǎng)中性點(diǎn)位移電壓折算至PT低壓側(cè)的值。圖4所示實(shí)施例表明，本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置中的微機(jī)控制裝置結(jié)構(gòu)圖；微機(jī)控制裝置接于消弧線圈的低壓側(cè)，消弧線圈的低壓側(cè)與微機(jī)控制裝置中的信號輸入電路相連，信號輸入電路與相位分析單元相連，相位分析電路與脫諧度計(jì)算單元相連，最后脫諧度計(jì)算單元與輸出單元相連，由此完成了脫諧度的在線監(jiān)測、計(jì)算以及顯示。圖5所示實(shí)施例表明，本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置中的諧振頻率測量電路圖；諧振頻率測量電路工作過程為：自動調(diào)諧接地補(bǔ)償裝置開始工作后，掃頻信號源在微機(jī)控制裝置及相關(guān)電源電路的配合下發(fā)出一系列幅值恒定為300V、頻率為30～80Hz自動改變的方波信號，對圖3中M、N點(diǎn)右側(cè)的電路進(jìn)行頻率掃描，同時(shí)又將取樣電阻RQ上的電壓和M、N兩點(diǎn)間的電壓取回微機(jī)控制裝置。實(shí)施例1用本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置進(jìn)行接地電網(wǎng)發(fā)生諧振時(shí)的脫諧度自動測量的方法如下。圖3為對諧振接地電網(wǎng)脫諧度進(jìn)行測試時(shí)的PT低壓側(cè)等值電路圖，圖中C′、L′、r′、分別為三相導(dǎo)線對地總分布電容C、消弧線圈電感L、接地阻尼電阻RZ以及故障發(fā)生時(shí)電網(wǎng)中性點(diǎn)位移電壓折算至PT低壓側(cè)的值；為微機(jī)控制裝置3控制的掃頻信號源電壓；RQ為取樣電阻，其數(shù)值為1Ω/5W，RZ為限流電阻，其數(shù)值為300Ω/300W。接地阻尼電阻的參數(shù)可由下式計(jì)算得出：RZ=13ωC00.0225ρ2-1]]>上式中3C0表示電網(wǎng)三相對地電容，ρ表示電網(wǎng)不對稱度；微機(jī)控制裝置包括單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器、相位比較電路、計(jì)數(shù)器、鍵盤顯示、輸入輸出設(shè)備、通信接口、復(fù)位電路和斷電存儲器；短接控制設(shè)備的接地阻尼電阻短接控制回路為交流220V真空接觸器控制驅(qū)動回路，選一只額定電壓≥相電壓的真空接觸器，包括電壓繼電器、中間繼電器各一塊，由中性點(diǎn)電壓或母線PT開口三角電壓啟動，啟動電壓整定為30V附近。諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置工作時(shí)，掃頻信號源在微機(jī)控制裝置及相關(guān)電源電路的配合下發(fā)出一系列幅值恒定為300V、頻率為30～80Hz自動改變的方波信號，對圖3中M、N點(diǎn)右側(cè)的電路進(jìn)行頻率掃描，同時(shí)又將取樣電阻RQ上的電壓和M、N兩點(diǎn)間的電壓取回微機(jī)裝置。方波信號中主要是基波即與方波同頻率的正弦電壓在工作。的相位與電路中的電流的相位完全一致，這是因?yàn)镽Q純電阻元件，故其電壓和電流同相。當(dāng)方波信號掃至某一頻率f0時(shí)，微機(jī)控制裝置分析出與相位差為零，證明圖3中M、N點(diǎn)右側(cè)電路發(fā)生了并聯(lián)諧振，f0即為被測諧振接地電網(wǎng)的自振頻率，被測諧振接地電網(wǎng)脫諧度可由式：算出。用本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置對兩路電網(wǎng)電壓等級均為10kV的配電網(wǎng)的發(fā)生諧振時(shí)的脫諧度進(jìn)行了測試，所用調(diào)匝式消弧線圈4型號相同，其技術(shù)參數(shù)如表1所列。表1調(diào)匝式消弧線圈技術(shù)參數(shù)類型容量(KVA)ILmax/ILmin擋數(shù)脫諧度變化量調(diào)匝式消弧線圈40050A/25A152.5％上述兩路電網(wǎng)的脫諧度的測試結(jié)果列于表2中。表2兩路電網(wǎng)的測試數(shù)據(jù)在測試工作完成后，再運(yùn)用其它復(fù)雜的方法對兩路電網(wǎng)的各參數(shù)重新進(jìn)行了測試，提供的數(shù)據(jù)列于表3中。表3兩路電網(wǎng)的其它方法的測試數(shù)據(jù)比較兩表數(shù)據(jù)，測試結(jié)果基本一致。這表明用本發(fā)明諧振接地電網(wǎng)自動調(diào)諧補(bǔ)償裝置對接地電網(wǎng)發(fā)生諧振時(shí)的脫諧度的測試結(jié)果不但具有較高的準(zhǔn)確性，還具有對接地電網(wǎng)發(fā)生諧振時(shí)的脫諧度予以在線直接測量，保障了電網(wǎng)的安全運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前第1頁1 2 3