用於電網的消弧消諧選線綜合裝置的製作方法
2023-06-06 14:59:26
專利名稱：用於電網的消弧消諧選線綜合裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電器裝置，具體涉及一種消弧消諧選線綜合裝置，用在 6 66kV中性點不接地運行方式的電網系統中。
背景技術：
中性點不接地系統，單相接地時可短時間帶故障運行，供電可靠性較高。隨 著規模的擴大和電纜出線的增多，系統對地電容電流也相應增加，單相接地後流 經故障點的電流較大，弧光不易熄滅，由此產生的弧光過電壓和諧振過電壓可達 正常值的3.5倍以上，對電網系統的危害很大。統計資料顯示，弧光接地故障約 佔電網系統全部故障的60%以上。現有技術為消除弧光，電網系統配置了消弧線 圈，以感性電流補償容性電流來熄弧。在實際運行中，消弧線圈既發揮了作用， 也暴露出問題。如不能限制間歇性弧光過電壓，不能消除高頻性間歇弧光接地(不 能補償高頻電流)，計算複雜，殘流大了容易重燃，小電流接地選線準確率較低 等。
另外也有不少廠家生產消弧櫃，功能單一而且存在致命的缺陷不使用反相 選線技術，這種的消弧櫃在實際使用過程中不但起不了保護作用而且還會增加故 障。通常消弧櫃是在分段母線上使用，同一電壓等級上分段母線有數條，那麼消 弧櫃就有數臺，這樣的電網系統一旦出現故障，所有的消弧櫃都會檢測到故障， 都會依次循環動作。
發明內容
為了解決消弧櫃不能確定弧光發生的所在線路及消弧線圈不能限制間歇性 弧光過電壓，不能消除高頻性間歇弧光接地，本實用新型的目的在於提出一種消 弧消諧選線綜合裝置，集三項功能於一體，廣泛適用於中性點不接地電網系統中。
本實用新型為實現其目的所採取的技術方案用於電網的消弧消諧選線綜合 裝置，包括高能限壓器、真空接觸器、限流熔斷器、控制器和電壓互感器，所述 控制器分別與真空接觸器和電壓互感器相聯接，高能限壓器Rv和真空接觸器KD並聯後接地；電壓互感器與高壓熔斷器串聯，經高壓隔離開關接電網系統母 線；電壓互感器的接地線與一次消諧器串聯後接地；真空接觸器KA-KC與高能 限流熔斷器串聯，經高壓隔離開關接電網系統母線。 所述電壓互感器開口 二角還串聯二次消諧器。
所述控制器包括主測、主控模塊、選線模塊和運算模塊，所述選線模塊與選 線單元聯接；所述運算模塊分別與真空接觸器、LCD屏顯示界面、消弧、消諧 控制器聯接；
所述主測、主控模塊根據電壓互感器檢測到的Ua， Ub， Uc， Ud電壓變化， 判斷出各種故障並根據故障信息向運算模塊匯總信息；
所述選線模塊根據選線單元的零序電流變化選出故障迴路，同時把各種故 障信息向運算模塊發送，並存儲各種故障信息；
所述運算模塊根據主測、主控模塊和選線模塊發送過來的信息進行運算處 理，選出故障迴路，實現段內故障閉鎖,使本段母線迴路沒有故障則消弧消諧選 線綜合裝置不動作，並發出指令控制真空接觸器KA、 KB、 KC、 KD正確動作； 同時把故障信息發送到LCD屏顯示界面顯示，並同時通過485接口發送到電網 主站。
本實用新型的控制器通過"群體比幅比相"選出故障迴路，並同電壓互感器 (簡稱TV)的電壓變化來控制裝置可靠動作，而不是只要檢測到TV的電壓變 化就驅動裝置動作，這樣就避免了在同一電位的多臺裝置都動作現象(多臺裝置 同時動作會使電網系統出現人為故障，和無法排除故障)。實現"段內故障閉鎖"， 僅僅是哪一段出現接地故障就動作那一段的消弧消諧選線綜合裝置，具體工作原 理如下
本實用新型消弧原理
裝置投運後，控制器實時檢測著TV的電壓。當線路出現弧光接地時，各相 電壓和零序電壓會不同程度地大幅升高，並同時檢測各饋線的零序電流，選出故 障迴路(如果沒有故障迴路則說明故障迴路在同電位的另外一段母線上)，控制 器迅速判別並延時15-30毫秒指令故障相的真空接觸器合閘。如15-30毫秒內電 壓恢復正常，說明電壓升高是瞬間弧光閃絡所致，裝置不動作，以避免不必要的 電壓波動。如15-30毫秒電壓不恢復正常，裝置動作，將高能限壓器投入。高能 限壓器設計的能容為線路總電容電流的300%,能很快吸收接地電弧的激勵能量， 減少系統震蕩。限壓器設計的開通電壓為相電壓的50%，能有效限制弧道的恢復
4電壓，使電弧電流過零熄滅後不易重燃。此時故障相近似於金屬接地(經低阻接 地)，控制器檢測後，指令和限壓器並聯的真空接觸器KD合閘，將限壓器短接， 故障相變為金屬接地，電壓為零，弧光徹底熄滅。金屬接地期間，弧道絕緣可以 恢復，限壓器可以散熱。數秒鐘後，KD分閘，將限壓器再次投入，最後故障相 接觸器分閘，電網系統恢復正常。再次投入限壓器是分兩步恢復故障相電壓，即 先恢復50%，再全部恢復，這樣做，可有效防止恢復電壓衝擊時弧道重燃。 本實用新型的消諧原理
當電網系統產生諧振時，配備的一次消諧器可阻止諧振，洩放諧振能量。同 時，在電壓較低的一相瞬間投入高能限壓器(簡稱Rv)，降低三相對地電壓，使 電壓互感器自動進入線性區域。限壓器的投入，改變了零序迴路的震蕩參數，使 諧振條件不復存在。二次方面，諧振接觸器合閘，讓大功率消諧電阻投入到TV 開口三角，以吸收諧振能量。這樣，無論出現的是工頻諧振，還是高頻或分頻諧 振，均能迅速消除。
本實用新型的選線原理
選線採用"群體比幅比相"的方法。裝置投運後，各路饋線的零序電流信號 即進入計算系統。出現故障時，饋線的電流會發生明顯變化。控制器首先對各饋 線電流作同時的一次性比較(不是傳統產品的先後比較)，線路的遠近其電流量 會有差異，比較後取出較大的三條(投入限壓器，會使故障迴路的零序電流量發 生突變，為電流幅值的比較提供了可靠的前提)。然後再進行相位比較，故障回 路的電流方向和非故障迴路相反。根據這樣相位比較，再結合群體電流比幅的選 線原則，選線的準確率和速度遠高於同類產品。
本實用新型的有益效果完全消除弧光接地和電網系統諧振，可靠地實現分 段保護電網系統和設備。避免了現有的消弧消諧櫃的在同一電位多臺使用全部動 作的弊端。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。
圖1為本實用新型電路結構示意圖； 圖2為本實用新型控制器結構原理框圖； 圖3為本實用新型應用示例圖。
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參見圖1，控制器1分別與真空接觸器KA-KD輸入端和電壓互感器TV輸 出端相聯接，高能限壓器I"和真空接觸器KD並聯接地；電壓互感器TV與高 壓熔斷器FU2串聯，經高壓隔離開關QS接電網系統母線；電壓互感器TV接地 線與一次消諧器2串聯接後接地；真空接觸器KA-KC與高能限流熔斷器FU,串 聯，經高壓隔離開關QS接電網系統母線。電壓互感器TV開口三角還串聯二次 消諧器Rx。
高能限壓器Rv主要用於吸收弧光接地時的激勵能量和限制弧道恢復電壓； 單相真空接觸器KA—KD用於短接弧道和高能限壓器； 限流熔斷器FU,用於防止短路事故的後備保護； 電壓互感器TV用於監測各相對地電壓和零序電壓； 一次消諧器2和二次消諧電阻Rx用於消除諧振。
控制器1包括主測、主控模塊1、選線模塊13和運算模塊12，選線模塊 13與選線單元聯接，每個選線單元有8路線；運算模塊12與LCD屏顯示界面 14交互聯接，還分與真空接觸器KA-KD、消弧、消諧控制器和報警器聯接，以 及通過485接口與電網主站聯接。
主測、主控模塊ll根據電壓互感器TV檢測到的Ua， Ub， Uc， Ud電壓變 化，判斷出各種故障並根據故障信息向運算模塊12匯總信息；
選線模塊13根據選線單元的零序電流變化選出故障迴路，同時把各種故障 信息向運算模塊12發送，並存儲各種故障信息；
運算模塊12根據主測、主控模塊11和選線模塊13發送過來的信息進行運 算處理，選出故障迴路，實現段內故障閉鎖,使本段母線迴路沒有故障則消弧消 諧選線綜合裝置不動作，並發出指令控制真空接觸器KA、 KB、 KC、 KD正確 動作；同時把故障信息發送到LCD屏顯示界面14顯示，並同時通過485接口發 送到電網主站。
控制器1執行如下消弧、消諧步驟
1) 、實時檢測電壓互感器TV的電壓， 一次消諧器投入運行，二次消諧電 阻也通過繼電器投入運行，並同時檢測各饋線的零序電流，選出故障迴路；
2) 、迅速判別並延時20毫秒指令故障相的真空接觸器合閘；
3) 、如20毫秒內電壓恢復正常，不發動作指令；
4) 、如20毫秒電壓不恢復正常，發動作指令，將高能限壓器Rv投入；同時吸收諧振能量；
5)、指令和高能限壓器Rv並聯的真空接觸器KD合閘，將限壓器短接，故 障相變為金屬接地，電壓為零，弧光熄滅。 控制器1執行如下選線歩驟
1) 、對各饋線電流作同時的一次性比較，比較後取出電流較大的三條線路;
2) 、再進行相位比較，找出與非故障迴路相反的電流迴路，即是故障電路。 本實用新型的應用示例見圖3。圖3中虛線框內為本實用新型裝置。
權利要求1、用於電網的消弧消諧選線綜合裝置，包括高能限壓器、真空接觸器、限流熔斷器、控制器和電壓互感器，其特徵在於所述控制器分別與真空接觸器和電壓互感器相聯接，高能限壓器Rv和真空接觸器KD並聯後接地；電壓互感器與高壓熔斷器串聯，經高壓隔離開關接電網系統母線；電壓互感器的接地線與一次消諧器串聯後接地；真空接觸器KA-KC與高能限流熔斷器串聯，經高壓隔離開關接電網系統母線。
2、 根據權利要求1所述的用於電網的消弧消諧選線綜合裝置，其特徵在於 所述電壓互感器開口三角還串聯二次消諧器。
3、 根據權利要求1所述的用於電網的消弧消諧選線綜合裝置，其特徵在於 所述控制器包括主測、主控模塊、選線模塊和運算模塊，所述選線模塊與選線單 元聯接；所述運算模塊分別與真空接觸器、LCD屏顯示界面、消弧、消諧控制 器聯接；所述主測、主控模塊根據電壓互感器檢測到的Ua， Ub， Uc, IJd電壓變化， 判斷出各種故障並根據故障信息向運算模塊匯總信息；所述選線模塊根據選線單元的零序電流變化選出故障迴路，同時把各種故 障信息向運算模塊發送，並存儲各種故障信息；所述運算模塊根據主測、主控模塊和選線模塊發送過來的信息進行運算處 理，選出故障迴路，實現段內故障閉鎖,使本段母線迴路沒有故障則消弧消諧選 線綜合裝置不動作，並發出指令控制真空接觸器KA、 KB、 KC、 KD正確動作; 同時把故障信息發送到LCD屏顯示界面顯示，並同時通過485接口發送到電網 主站。
專利摘要本實用新型公開了用於電網的消弧消諧選線綜合裝置，為解決現有消弧櫃不能確定弧光發生的所在線路及消弧線圈不能限制間歇性弧光過電壓，不能消除高頻性間歇弧光接地。本實用新型包括高能限壓器、真空接觸器、限流熔斷器、控制器和電壓互感器，控制器的運算模塊根據主測、主控模塊和選線模塊發送過來的信息進行運算處理，並發出指令控制真空接觸器正確動作；實現消弧消諧和選線。本實用新型可完全消除弧光接地和電網系統諧振，可靠地實現分段保護電網系統和設備。避免了現有的消弧消諧櫃的在同一電位多臺使用全部動作的弊端。
文檔編號H02H9/08GK201417945SQ20092014335
公開日2010年3月3日 申請日期2009年3月17日 優先權日2009年3月17日
發明者郭道勝 申請人:郭道勝