配電線路分段保護及接地指示裝置的製作方法

2023-07-20 04:52:06

專利名稱：配電線路分段保護及接地指示裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電力系統繼電保護裝置。
目前在電力系統中，對於中性點非直接接地的高壓配電線路(指10KV及以下電壓等級)，由於導線距離地面較近，受樹木等影響，發生單相接地故障次數較多。每次發生故障後，檢修人員必須在整條線路上逐杆進行查找。因此，查找故障點就成了一個難題。
本實用新型的目的就是要提供一種適用於中性點非直接接地的高壓配電線路分段保護及接地指示裝置。當線路發生單相接地故障後，它能為檢修人員提供發生故障的大致範圍，從而避免在整條線路上逐杆進行查找。
本實用新型的目的是這樣實現的採用電流互感器和電流繼電器等器件。其工作方式有兩種一種是將電流互感器和電流繼電器安裝在一起(或近地安裝)，將電流互感器裝設在高壓配電線路上，電流互感器的輸出端與電流繼電器的工作線圈相接。為了劃分發生故障的大致範圍，可將整條配電線路分成若干段，每一線路段上都安裝一套這樣的裝置。根據電力系統的故障理論，當某線路段發生單相接地故障後，在故障點以前的線路(指故障點至線路始端所有的線路段)上就會產生零序電流。該電流經電流互感器檢測出來，然後送到電流繼電器，使故障點及其以前所有線路段的電流繼電器動作並自保持。對於故障段(指發生故障的線路段)以後的線路(指故障段至線路末端，不包括故障段)，由於沒有零序電流或極小，所以保護裝置上的電流繼電器不動作。由此可以看出在所有電流繼電器動作的線路段上，故障段與電流繼電器不動作的線路段相鄰。根據以上特徵，檢修人員只需查看每個線路段的電流繼電器動作與否即可，而不必再逐杆進行查找。一旦找出故障段後，在其範圍內尋找故障點就比較容易了。(注根據有關規定，對於中性點非直接接地的線路，發生單相接地故障後可繼續運行1－2小時。因此，查找故障點的工作可在停電以前或者整條線路停電以後進行)。
第二種工作方式是將時間繼電器和高壓斷路器與電流互感器和電流繼電器相配合，即組成一個整體或近地安裝。電流互感器的輸出端與電流繼電器的工作線圈相接，電流繼電器的接點再與時間繼電器的工作線圈相接，時間繼電器的接點又與斷路器控制部件的工作線圈相接。在每個線路段上也都安裝一套這樣的裝置。每套裝置上時間繼電器的動作時間可根據該線路段距離線路始端的遠近來整定，即距離始端越遠的線路段，該段上時間繼電器的整定值則越小。當某線路段發生單相接地故障後，與第一種工作方式相同，故障點以後所有線路段上的電流繼電器均不動作。在故障點及其以前的所有線路段上，雖然各線路段上的電流繼電器均動作，但由於故障段上時間繼電器的整定值較小，所以該段上的時間繼電器經過延時後首先動作並通過控制部件使斷路器分閘即把故障段及其以後所有的線路段甩掉。這樣以來，隨著零序電流的消失，故障段以前的所有線路段仍可正常運行(電流繼電器亦復位)。由此可以看出在所有停止運行的線路段中，故障段與正常運行的線路段相鄰。根據以上特徵，檢修人員就可在已停電線路上找到故障段進而找出故障點。
第一種工作方式的優點在於造價較低；第二種工作方式的優點在於故障段以前的非故障段可正常運行。兩種工作方式可任選一種。
將第二種工作方式與實用新型專利91205817.X相配合，也可在變電站值班室內顯示並列印出故障段的編號，以便檢修人員更快地找到故障點。
依據本實用新型提出的配電線路分段保護及接地指示裝置同樣適用於中性點非直接接地的35KV電壓等級的高壓線路。
本實用新型所依據的零序電流分段保護原理，在中性點直接接地系統中(指110KV及以上電壓等級)早已被採用，但在中性點非直接接地系統中(指10KV及以下電壓等級)還是一個空白(注有的只是採用了零序電流保護，但沒有分段)。另外，由於用途上的差別(前者對查找故障點意義不大)，應用於前者的分段保護裝置不是一個整體(有的部件裝在室外高壓線路上，有的部件裝在變電站值班內)，而本實用新型提出的分段保護裝置則作為一個整體分別裝設在各個線路段上。由於每個線路段的長度比較短(可設計為2公裡左右)，所以一旦判斷出故障段後，可使檢修人員較快地找到故障點，這樣不但減少了人力，而且還可避免因長時間停電造成的經濟損失。
實用新型的具體結構由以下實施例及其附圖給出。


圖1是根據本實用新型提出的第二種工作方式的整體結構示意圖；圖2和圖3是圖1的原理接線圖；圖4是根據本實用新型提出的第一種工作方式的結構示意圖；圖5是該裝置在配電線路上的安裝示意圖。
在圖1中，主體部分是一個目前普遍採用的柱上油斷路器(即開關)。在油箱(1)中裝有絕緣油；在油箱(1)上面有6個高壓瓷套管(3)(注圖中只畫出了一相即兩隻)；導電桿(4)穿過瓷套管(3)，其上端與線路連接，其下端裝有開關觸頭(7)；在油箱(1)的左側有操作箱(5)；在操作箱(5)上有分合閘指示孔(6)，以便檢修人員觀察斷路器的運行狀態。與上述一般柱上油斷路器的結構相比，該裝置在高壓套管上每相增加了一隻電流互感器LB(共三隻，圖中只畫出了一隻)；在原有操作機構的基礎上增加了一個低壓分閘線圈(圖中未畫出)；在操作箱(5)內裝設了電流繼電器和時間繼電器等部件(圖中未畫出)；在油箱(1)內增加了一個小型變壓器(2)，以為低壓分閘線圈以及時間繼電器等部件提供電源。通過操作機構，靠人力使斷路器合閘即觸頭(7)閉合。當線路上發生單相接地故障後，由三個電流互感器LH將零序電流檢測出來，通過時間繼電器等部件，使斷路器自動分閘即觸頭(7)斷開。
圖2和圖3中給出的是目前電力系統中所採用的最簡單的零序分段保護接線原理圖。將圖2中的三個電流互感器並聯起來，然後與電流繼電器LJ相接。正常情況下LJ迴路中基本上沒有電流，當線路上出現單相接地故障後，LJ迴路中即有零序電流通過，使LJ動作，其接點LJ1(見圖3)閉合，給時間繼電器SJ的工作線圈通電，使SJ動作，其接點SJ1延時閉合，又給操作機構的分閘線圈FQ通電，操作機構即動作使觸頭(7)斷開。圖3中的電源是由小型變壓器(2)經整流後提供的。
圖1中所採用的柱上油斷路器及其電磁操作機構屬已有產品，其具體結構以及在線路上的裝設方式已成規範化。
圖4中，在高壓瓷套管(9)上面裝有電流互感器LH，導電桿(8)穿過瓷套管(9)。安裝時，用包箍(10)將瓷套管(9)固定在配電線路的橫擔上，將導電桿(8)串接在線路中(注共三相，圖中只畫出了一相)。另外，電流繼電器(圖中未畫出)也固定在橫擔的下面或水泥杆上。其接線如圖2，工作原理亦相同。為了便於檢修人員觀察電流繼電器的動作情況，在電流繼電器上裝有重量較輕的動作指示牌。
以上是將電流繼電器接在由三個電流互感器組成的零序迴路中，有條件的地方，也可將電流繼電器直接接在零序電流互感器迴路中。
在圖5中電源E代表電力系統中的主變壓器，其10KV配電線路被四個依據本實用新型提出的保護裝置BH1、BH2、BH3以及BH4分成四段即XL1、XL2、XL3以及XL4。假如線路段XL2上發生了單相接地故障，對於第二種工作方式，BH2的斷路器動作分閘，使線路段XL2、XL3以及XL4停電，線路段XL1仍正常運行。根據此特徵，檢修人員就可判斷出故障就發生在線路段XL2上，並可通過斷路器的動作指示牌來驗證。對於第一種工作方式，BH1和BH2的電流繼電器同時動作並自保持。但由於BH3和BH4的電流繼電器不動作，檢修人員根據此特徵以及電流繼電器上的動作指示牌，就可判斷出線路段XL2即為故障段。
權利要求一種配電線路分段保護及接地指示裝置，該裝置主要由電流互感器以及電流繼電器組成，其特徵在於可以將電流互感器和電流繼電器安裝在一起，電流互感器的輸出端與電流繼電器的工作線圈相接，也可以將時間繼電器和高壓斷路器與電流互感器和電流繼電器相配合，電流互感器的輸出端與電流繼電器的工作線圈相接，電流繼電器的接點與時間繼電器的工作線圈相接，時間繼電器的接點再與高壓斷路器控制部件的工作線圈相接。
專利摘要一種配電線路分段保護及接地指示裝置。該裝置由電流互感器以及電流繼電器等器件組成。將一條配電線路分成若干段，每一段上都安裝一套這樣的裝置。當線路上出現單相接地故障以後，根據該裝置的動作情況，可將故障點以前的線路與故障點以後的線路劃分開，以便檢修人員很快地發現故障段進而找到故障點。
文檔編號H02H7/26GK2147674SQ93201739
公開日1993年11月24日 申請日期1993年1月14日 優先權日1993年1月14日
發明者趙根田 申請人:趙根田