本發(fā)明涉及電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種消弧消諧裝置用消弧機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)在電網(wǎng)的發(fā)展，架空線路逐步被固體絕緣的電纜線路所取代是一種必然趨勢(shì)。由于固體絕緣擊穿的積累效應(yīng)，其內(nèi)部過(guò)電壓，特別是電網(wǎng)發(fā)生單相間歇性弧光接地時(shí)產(chǎn)生的弧光接地過(guò)電壓及由此激發(fā)的鐵磁諧振過(guò)電壓，己成為這類電網(wǎng)安全運(yùn)行的一大威脅，其中以單相弧光接地過(guò)電壓最為嚴(yán)重。弧光接地過(guò)電壓會(huì)使電壓互感器發(fā)生飽和，激發(fā)鐵磁諧振，導(dǎo)致電壓互感器嚴(yán)重過(guò)載，造成熔斷器熔斷或互感器燒毀。消弧消諧裝置又名(微機(jī)消弧消諧選線及過(guò)電壓保護(hù)裝置)，是電力行業(yè)中用于3-35KV中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地或中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地的電力系統(tǒng)中，能對(duì)系統(tǒng)中的各類過(guò)電壓加以限制，有效地提高了系統(tǒng)運(yùn)行安全性及供電可靠性。消弧消諧裝置一般包括柜體、微機(jī)控制器(核心裝置，包含微機(jī)消諧裝置，小電流選線等功能)、高壓互感器中的PT、過(guò)電壓保護(hù)器、熔斷器、隔離開關(guān)、零序互感器等等。

現(xiàn)有的消弧裝置主要采用自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈和消弧及過(guò)電壓保護(hù)裝置；自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈在電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，提供感抗，補(bǔ)償接地電容電流，以限制接地故障電流的破壞作用，使得接地電弧容易熄滅，在在電弧熄滅后，降低故障相恢復(fù)電壓的上升速度及其幅值，避免電弧重燃。但是現(xiàn)有的消弧線圈設(shè)置的自動(dòng)調(diào)諧裝置在電網(wǎng)的工頻下工作，自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈無(wú)法補(bǔ)償電網(wǎng)電容電流中的高頻分量，而且消弧線圈無(wú)功補(bǔ)償裝置，不能補(bǔ)償接地電流中的有功分量，這些都會(huì)直接影響自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈對(duì)接地電流的補(bǔ)償，也會(huì)對(duì)自動(dòng)調(diào)消弧線圈的熄弧產(chǎn)生不良影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種消弧消諧裝置用消弧機(jī)構(gòu)，能夠迅速消除弧光接地故障，同時(shí)又可以使接地電流減小到安全水平。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種消弧消諧裝置用消弧機(jī)構(gòu)，包括可調(diào)諧消弧線圈單元、故障相快速接地單元以及控制單元；所述可調(diào)諧消弧線圈單元與三相母線連接；所述故障相快速接地單元與三相母線連接，與所述可調(diào)諧消弧線圈單元在同一組連接線上并聯(lián)；所述控制單元與所述可調(diào)諧消弧線圈單元和故障相快速接地單元連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)三相電壓、零序電壓以及中性點(diǎn)電壓、消弧線圈電流信號(hào)，進(jìn)行分析計(jì)算，判斷故障相以及類型，并跟蹤測(cè)量系統(tǒng)的對(duì)地電容；發(fā)生故障時(shí)，控制相應(yīng)單元?jiǎng)幼?，完成?bào)警及與上位機(jī)通信等工作。

進(jìn)一步的，所述可調(diào)諧消弧線圈單元通過(guò)Z型接線變壓器從三相母線引出一個(gè)中性點(diǎn)之后與三相母線連接。Z型接地變壓器具有在系統(tǒng)平衡時(shí)增大系統(tǒng)不平衡電壓的功能，解決了由于系統(tǒng)不平衡電壓太小而不能準(zhǔn)確測(cè)量電容電流的問(wèn)題。

進(jìn)一步的，所述故障相快速接地單元包括可分相控制的高壓真空接觸器(FU)和高壓限流器熔斷器(FUR)。當(dāng)發(fā)生單相弧光接地時(shí)，控制器發(fā)出指令，使對(duì)應(yīng)相的接觸器閉合；當(dāng)大事單相金屬性接地時(shí)，接觸器無(wú)動(dòng)作。FUR用來(lái)防止因控制單元誤判而引起的相間短路。

進(jìn)一步的，所述控制單元包括控制器、信號(hào)采集電路、信號(hào)調(diào)理電路以及繼電器驅(qū)動(dòng)模塊；所述信號(hào)采集電路從所述可調(diào)諧消弧線圈單元、所述故障相快速接地單元以及三相母線實(shí)時(shí)采集三相電壓、零序電壓以及中性點(diǎn)電壓、消弧線圈電流信號(hào)；所述信號(hào)調(diào)理電路用于將所采集的信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制器能夠處理的0-5V范圍內(nèi)的電壓信號(hào)；所述繼電器驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)控制器的指令完成動(dòng)作。

進(jìn)一步的，所述控制單元還包括通信模塊，用于將所采集的信號(hào)以及動(dòng)作指令實(shí)時(shí)發(fā)送到上位機(jī)。

進(jìn)一步的，所述控制單元還包括鍵盤與顯示電路和故障報(bào)警電路；所述鍵盤與顯示電路用于參數(shù)設(shè)置和參數(shù)實(shí)時(shí)顯示，所述故障報(bào)警電路用于發(fā)出聲光報(bào)警。

進(jìn)一步，所述信號(hào)調(diào)理電路包括同相求和運(yùn)算環(huán)節(jié)、RC濾波環(huán)節(jié)以及限幅環(huán)節(jié)。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)采集電纜包括電壓互感器(電流互感器)和變阻器，將現(xiàn)場(chǎng)的PT(CT)二次側(cè)的電壓(電流)信號(hào)轉(zhuǎn)化和降幅處理。

進(jìn)一步地，所述繼電器驅(qū)動(dòng)模塊包括光耦合和三極管，所述控制器通過(guò)光耦合和三極管驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明采用了故障相快速接地單元與自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈結(jié)合，使得故障相快速接地可靠熄滅電弧，并通過(guò)投入消弧線圈減小接地電路，這樣能夠迅速消除弧光接地故障，同時(shí)又可以使接地電流減小到安全水平。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的消弧消諧裝置用消弧機(jī)構(gòu)電路圖；

圖2為本發(fā)明的控制單元連接框圖；

圖3為本發(fā)明的繼電器驅(qū)動(dòng)電路圖；

其中，10-三相母線，20-調(diào)諧消弧線圈單元，30-故障相快速接地單元，40-Z型接地變壓器，50-控制單元。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。在此需要說(shuō)明的是，對(duì)于這些實(shí)施方式的說(shuō)明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

如圖1所示，一種消弧消諧裝置用消弧機(jī)構(gòu)，包括可調(diào)諧消弧線圈單元20、故障相快速接地單元30以及控制單元；所述可調(diào)諧消弧線圈單元20與三相母線10連接；所述故障相快速接地單元30與三相母線連接，與所述可調(diào)諧消弧線圈單元20在同一組連接線上并聯(lián)；所述控制單元與所述可調(diào)諧消弧線圈單元20和故障相快速接地單元30連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)三相電壓、零序電壓以及中性點(diǎn)電壓、消弧線圈電流信號(hào)，進(jìn)行分析計(jì)算，判斷故障相以及類型，并跟蹤測(cè)量系統(tǒng)的對(duì)地電容；發(fā)生故障時(shí)，控制相應(yīng)單元?jiǎng)幼?，完成?bào)警及與上位機(jī)通信等工作。

其中，可調(diào)諧消弧線圈單元20是8421型并聯(lián)電抗器組合式消弧線圈，采用電抗器組并聯(lián)結(jié)構(gòu)，電抗器L1、L2、L3、L4的容量分配為1:2:4:8，由四個(gè)高壓接觸器K1、K2、K3、K4分別控制電抗器投入或者退出，B1、B2、B3、B4為避雷器。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)接觸器處于斷開狀態(tài)，電抗器退出系統(tǒng)，發(fā)生單相接地時(shí)根據(jù)電容電流的計(jì)算投入電抗器，達(dá)到全補(bǔ)償熄弧。

其中，所述可調(diào)諧消弧線圈單元20通過(guò)Z型接線變壓器40從三相母線10引出一個(gè)中性點(diǎn)之后與三相母線連接。Z型接地變壓器40具有在系統(tǒng)平衡時(shí)增大系統(tǒng)不平衡電壓的功能，解決了由于系統(tǒng)不平衡電壓太小而不能準(zhǔn)確測(cè)量電容電流的問(wèn)題。

其中，所述故障相快速接地單元30包括可分相控制的高壓真空接觸器FU和高壓限流器熔斷器FUR。當(dāng)發(fā)生單相弧光接地時(shí)，控制器發(fā)出指令，使對(duì)應(yīng)相的接觸器閉合；當(dāng)大事單相金屬性接地時(shí)，接觸器無(wú)動(dòng)作。FUR用來(lái)防止因控制單元誤判而引起的相間短路。

如圖2所示，所述控制單元包括控制器、信號(hào)采集電路、信號(hào)調(diào)理電路以及繼電器驅(qū)動(dòng)模塊；所述信號(hào)采集電路從所述可調(diào)諧消弧線圈單元20、所述故障相快速接地單元30以及三相母線實(shí)時(shí)采集三相電壓、零序電壓以及中性點(diǎn)電壓、消弧線圈電流信號(hào)；所述信號(hào)調(diào)理電路用于將所采集的信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制器能夠處理的0-5V范圍內(nèi)的電壓信號(hào)；所述繼電器驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)控制器的指令完成動(dòng)作。

其中，所述控制單元還包括通信模塊，用于將所采集的信號(hào)以及動(dòng)作指令實(shí)時(shí)發(fā)送到上位機(jī)。

其中，所述控制單元還包括鍵盤與顯示電路和故障報(bào)警電路；所述鍵盤與顯示電路用于參數(shù)設(shè)置和參數(shù)實(shí)時(shí)顯示，所述故障報(bào)警電路用于發(fā)出聲光報(bào)警。

其中，所述信號(hào)調(diào)理電路包括同相求和運(yùn)算環(huán)節(jié)、RC濾波環(huán)節(jié)以及限幅環(huán)節(jié)。

其中，所述信號(hào)采集電纜包括電壓互感器(電流互感器)和變阻器，將現(xiàn)場(chǎng)的PT(CT)二次側(cè)的電壓(電流)信號(hào)轉(zhuǎn)化和降幅處理。

其中，所述繼電器驅(qū)動(dòng)模塊包括光耦合和三極管，所述控制器通過(guò)光耦合和三極管驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作。如圖3所示，8路繼電器驅(qū)動(dòng)電路，分別驅(qū)動(dòng)故障相高壓真空接觸器JZ、并聯(lián)電抗器組中接觸器K和零序電壓繼電器工作。

本消弧角鋼實(shí)時(shí)采集電網(wǎng)參數(shù)，監(jiān)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。在發(fā)生單相弧光接地時(shí)，將故障相快速接地，此時(shí)故障相相對(duì)電壓將為0，工頻電弧以及高頻電弧都會(huì)立即熄滅；同時(shí)配合使用調(diào)諧消弧線圈，補(bǔ)償系統(tǒng)工頻接地電流，從而消除單相弧光接地故障時(shí)將故障相接地帶來(lái)的不安全因素。

以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明原理和精神的情況下，對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。