專利名稱：一種采用自適應(yīng)可調(diào)電阻的直流注入式選線定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種采用自適應(yīng)可調(diào)電阻的直流注入式選線定位裝置。
背景技術(shù)：
電阻率是指單位長度、單位截面的某種物質(zhì)的電阻，是反應(yīng)材料導(dǎo)電性能的物理量，用p
表示。/ 大表明材料導(dǎo)電性差，p小表明材料導(dǎo)電性強。
電阻定律為在溫度不變時，導(dǎo)體的電阻跟它的長度成正比，跟它的橫截面積成反比。
電阻定律公式為及-p-"^。
材料的電阻率隨溫度而變化。有些材料的電阻率隨溫度的升高而增大(如金屬)，有些材 料的電阻率隨溫度的升高而減小(如半導(dǎo)體和絕緣體)，有些材料的電阻率幾乎不受溫度的影 響(如錳銅和康銅)。在一般的溫度范圍內(nèi)幾乎所有金屬導(dǎo)體的電阻率都與溫度之間近似的有
如下線性關(guān)系A(chǔ)=A(l+ 0，式中A、 A分別為溫度fC、0'C時的電阻率，a稱為電阻的溫度
系數(shù)，單位為"cr1 (每度)。
燈絲是白熾燈泡的關(guān)鍵組成部分，由鎢絲制成。對一成品白熾燈泡，其燈絲的長度和橫 截面積一定，根據(jù)電阻定律，則燈絲的電阻與燈絲的電阻率呈線性關(guān)系，在一般的溫度范圍
內(nèi)幾乎所有金屬導(dǎo)體的電阻率都與溫度之間近似的有如下線性關(guān)系A(chǔ)=PQ(1 + O0。因此，
燈絲的電阻隨燈絲溫度的升高而增大。白熾燈在不同電壓或電流下工作，燈絲的溫度不同，
燈絲的電阻也是不同的。燈泡不發(fā)光時，燈絲溫度只有幾十度，而正常發(fā)光時卻能達到2000。C
以上。燈絲電阻隨溫度的升高而增大，且明顯地呈非線性關(guān)系，這是由于金屬鉤有正的電阻 特性。燈泡不加電時的電阻稱為冷態(tài)電阻。施加額定電壓時測得的電阻稱為熱態(tài)電阻。 一般
白熾燈燈絲的熱態(tài)電阻是冷態(tài)電阻的12-16倍，白熾燈光電參數(shù)與電壓的關(guān)系如圖1所示。
我國配電網(wǎng)的中性點運行方式采用中性點不接地方式或經(jīng)消弧線圈接地方式，發(fā)生單相 接地故障后不形成短路回路，只有系統(tǒng)分布電容引起的很小的零序電流，使得配電網(wǎng)單相接 地故障線路和定位是一直以來沒有得到徹底解決的技術(shù)難題。直流注入法是一種非常有效的 單相接地故障選線定位原理，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時從接地變壓器一次側(cè)中性點向故障系統(tǒng) 注入半波直流電流，通過探測注入的半波直流電流的流通情況實現(xiàn)配電網(wǎng)單相接地故障的選 線和定位。為了避免注入的直流電流對配電系統(tǒng)造成不利影響，需限制注入的直流電流不能 超過一定值。因此，需要對注入的直流電流進行限幅。
申請人在先申請的公開號為CN201173956、名稱為直流注入式選線定位系統(tǒng)的專利中， 其原理如下當(dāng)配電網(wǎng)正常運行時，系統(tǒng)對稱，三相對地電壓均為相電壓，接地變壓器一次 側(cè)中性點對地電壓為零，開關(guān)K是斷開的，直流發(fā)生器與系統(tǒng)是斷開的，直流電流發(fā)生器不 工作。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，接地變壓器一次側(cè)中性點對地電壓升高，隨著故障點過渡電 阻大小不同而不同，最高升高到相電壓，合上開關(guān)K，該電壓為直電流發(fā)生器提供電源，將 直流電流注入到故障系統(tǒng)中。注入的直流電流在接地變壓器一次側(cè)中性點、接地變壓器一次 繞組、故障線路故障相和故障點之間形成回路，如圖1中虛線所示，只有故障饋線的故障相 為直流電流形成了通路。在各饋出線出口處和沿故障饋線探測直流電流蹤跡，即可實現(xiàn)選線由圖2知，注入直流電流的大小需根據(jù)接地變壓器中性點電壓的變化而調(diào)節(jié)限流電阻的 大小，達到限制注入電流大小的目的。傳統(tǒng)的限流電阻由多個電阻串聯(lián)構(gòu)成，圖2中的限流
電阻及由電阻及,-A串聯(lián)組成，如圖3所示，限流電阻的大小通過開關(guān)《-尺6的閉合或斷開 進行調(diào)節(jié)。開關(guān)&-《6可用交流接觸器或晶閘管實現(xiàn)，控制開關(guān)^-J^的閉合或斷開需相應(yīng) 的控制電路實現(xiàn)，而開關(guān)^-^的閉合或斷開的數(shù)量需根據(jù)單相接地故障情況實時計算得
到。另外，圖2所示場合，A需選用大功率電阻，可見該方法雖能實現(xiàn)調(diào)節(jié)電流大小的
功能，但電流不能連續(xù)可調(diào)，而且所需的控制器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，限流電 阻能隨故障情況自動調(diào)節(jié)大小等優(yōu)點的采用自適應(yīng)可調(diào)電阻的直流注入式選線定位裝置。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案
一種采用自適應(yīng)可調(diào)電阻的直流注入式選線定位裝置，它包括接地變壓器、直流電流發(fā) 生器、控制裝置；其中接地變壓器接到系統(tǒng)母線上，在系統(tǒng)故障時取中性點對地電壓作為直 流電流發(fā)生器的電源，并通過接地變壓器的一次線圈向故障系統(tǒng)注入直流；接地變壓器一次 側(cè)的中性點N和大地之間接直流電流發(fā)生器，控制裝置接到母線電壓互感器的二次側(cè)，監(jiān)測 配電系統(tǒng)是否發(fā)生單相接地故障，并控制直流電流的投切，同時測量注入直流電流的大小， 所述直流電流發(fā)生器由硅堆D串接自適應(yīng)可調(diào)電阻R和投切開關(guān)K、直流測量傳感器MA構(gòu) 成。
所述自適應(yīng)可調(diào)電阻R由至少一個限流電阻和至少一個白熾燈串聯(lián)而成。 所述限流電阻有兩個，它們串聯(lián)連接。
所述硅堆D整流產(chǎn)生直流電流，所串自適應(yīng)可調(diào)電阻R為限流電阻，投切開關(guān)K控制直 流電流的投入和切除；直流測量傳感器MA,用來測量注入直流的大小。
本實用新型利用白熾燈燈絲的電阻特性構(gòu)成自適應(yīng)新型限流電阻。自適應(yīng)可調(diào)電阻i 由 電阻和白熾燈泡串聯(lián)而成，為防止金屬性接地故障情況下燈泡剛啟動時限流電阻過小，串聯(lián) 了兩只電阻。根據(jù)普通白熾燈泡的熱態(tài)電阻比冷態(tài)電阻大，燈絲電阻隨溫度的升高而增大， 且明顯地呈非線性關(guān)系的特征構(gòu)成自適應(yīng)調(diào)節(jié)的限流電阻。配電網(wǎng)單相接地故障時，接地變
壓器中性點電壓(^隨故障過渡電阻&不同而不同。接地變壓器中性點電壓f^隨故障過渡電 阻&不同變化規(guī)律為當(dāng)發(fā)生金屬性接地故障(&=0Q)時，^v達最大值等于配電網(wǎng)相電 壓。隨過渡電阻的增加，中性點電壓f^降低，當(dāng)^-oo即沒有發(fā)生單相接地故障時，(々為 最小值
當(dāng)^=00時，[&等于最大值，即加在串聯(lián)白熾燈上的電壓最大，根據(jù)白熾燈絲的電阻
特性，此時白熾燈燈絲的電阻最大，隨著&的增加，[&減小，即加在串聯(lián)白熾燈上的電壓
隨著減小，白熾燈燈絲的電阻也隨著減小，可見由普通白熾燈構(gòu)成的限流電阻能隨故障情況 自動調(diào)節(jié)大小。
4本實用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，限流效果好。
(1) 巧妙地利用故障時產(chǎn)生的中性點對地電壓不為零的特點，讓其為直流信號發(fā)生器提
供電源，并利用接地變壓器的一次線圈將直流注入故障系統(tǒng)；
(2) 由于注入的直流電流只在故障線路的故障相有流通回路，所以故障線路中有直流電 流流過而非故障線路中沒有直流電流流過，使故障線路和非故障線路之間故障判據(jù)差別顯著， 從而提高了選線的準確程度；
(3) 根據(jù)直流電流流通回路的特點可以實現(xiàn)故障點定位，本實用新型利用沿故障線路探 測注入直流電流的方法實現(xiàn)故障定位；
(4) 能夠解決高過渡電阻故障時的選線定位問題；
(5) 根據(jù)實際故障情況自適應(yīng)調(diào)節(jié)注入直流電流的大小，既能滿足探測器檢測精度的要 求，又不使線路上流過的直流電流過大。


圖l為白熾燈光電參數(shù)與電壓的關(guān)系圖，其中電壓為U,功率為P,光通量為①，發(fā)光效 率為il,壽命為t ;
圖2為直流注入式選線定位原理示意圖3為傳統(tǒng)的限流電阻的調(diào)節(jié)措施；
圖4為本實用新型的自適應(yīng)可調(diào)電阻結(jié)構(gòu)示意圖5為220V 100W普通白熾燈的R-U特性曲線。
其中，l.接地變壓器，2.控制裝置，3.電壓互感器，4.直流電流發(fā)生器。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。
圖2、圖4中，它包括接地變壓器l、直流電流發(fā)生器4、控制裝置2;其中接地變壓器 1接到系統(tǒng)母線上，在系統(tǒng)故障時取中性點對地電壓作為直流電流發(fā)生器的電源，并通過接 地變壓器1的一次線圈向故障系統(tǒng)注入直流；接地變壓器1一次側(cè)的中性點N和大地之間接 直流電流發(fā)生器，控制裝置2接到母線電壓互感器3的二次側(cè)，監(jiān)測配電系統(tǒng)是否發(fā)生單相 接地故障，并控制直流電流的投切，同時測量注入直流電流的大小；所述直流電流發(fā)生器由 硅堆D串接自適應(yīng)可調(diào)電阻R和投切開關(guān)K、直流測量傳感器MA構(gòu)成。自適應(yīng)可調(diào)電阻R 由兩個串聯(lián)的限流電阻和至少一個白熾燈串聯(lián)而成。硅堆D整流產(chǎn)生直流電流，所串電阻R 為限流電阻，投切開關(guān)K控制直流電流的投入和切除；直流測量傳感器MA，用來測量注入 直流的大小。
實驗測定的"220V 100W"普通燈泡的R-U圖，見圖5所示，
6kV配電網(wǎng)金屬性接地故障時的實驗情況如圖4所示，限流電阻由2只100歐姆1000W 的電阻和10只220V10OW的普通白熾燈泡串聯(lián)而成。
在油田某采油廠駐地變(6kV系統(tǒng))人工接地實驗，實驗了兩種接地情況金屬性接地
(過渡電阻A-0Q)和高阻接地情況(過渡電阻A-2400Q)。上述兩種限流電阻情況下，
用UT203鉗形電流表直流檔測得注入直流電流如下表。
過渡電 阻直流發(fā)生器輸出]￡流(UT203鉗形表直流檔測量)
限流電阻600fi電阻串聯(lián)限流電阻200Q電阻+10只1OOW白熾燈 串聯(lián)
0280mA300mA
240083mA90mA
可見，白熾燈起到了很好的限流效果。
權(quán)利要求1、一種采用自適應(yīng)可調(diào)電阻的直流注入式選線定位裝置，它包括接地變壓器、直流電流發(fā)生器、控制裝置；其中接地變壓器接到系統(tǒng)母線上，在系統(tǒng)故障時取中性點對地電壓作為直流電流發(fā)生器的電源，并通過接地變壓器的一次線圈向故障系統(tǒng)注入直流；接地變壓器一次側(cè)的中性點N和大地之間接直流電流發(fā)生器，控制裝置接到母線電壓互感器的二次側(cè)，監(jiān)測配電系統(tǒng)是否發(fā)生單相接地故障，并控制直流電流的投切，同時測量注入直流電流的大小，其特征是所述直流電流發(fā)生器由硅堆D串接自適應(yīng)可調(diào)電阻R和投切開關(guān)K、直流測量傳感器MA構(gòu)成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的采用自適應(yīng)可調(diào)電阻的直流注入式選線定位裝置，其特征是所述自適應(yīng)可調(diào)電阻R由至少一個限流電阻和至少一個白熾燈串聯(lián)而成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的采用自適應(yīng)可調(diào)電阻的直流注入式選線定位裝置，其特征是所述限流電阻有兩個，它們串聯(lián)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種采用自適應(yīng)可調(diào)電阻的直流注入式選線定位裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，限流電阻能隨故障情況自動調(diào)節(jié)大小等優(yōu)點。其結(jié)構(gòu)為它有接地變壓器、直流電流發(fā)生器、控制裝置；接地變壓器接系統(tǒng)母線，在系統(tǒng)故障時取中性點對地電壓作為直流電流發(fā)生器的電源，通過接地變壓器一次線圈向故障系統(tǒng)注入直流；接地變壓器一次側(cè)的中性點N和大地之間接直流電流發(fā)生器，控制裝置接到母線電壓互感器的二次側(cè)，監(jiān)測配電系統(tǒng)是否發(fā)生單相接地故障，并控制直流電流的投切，同時測量注入直流電流的大小，直流電流發(fā)生器由硅堆D串接自適應(yīng)可調(diào)電阻R和投切開關(guān)K、直流測量傳感器MA構(gòu)成。
文檔編號G01R31/08GK201359630SQ20092002274
公開日2009年12月9日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者張恩平, 張慧芬, 朱秀香, 桑在中, 田質(zhì)廣, 高志鵬 申請人:濟南大學(xué);中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司臨盤采油廠