專利名稱:微機(jī)消弧消諧選線綜合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種用于3~35KV中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)消弧消諧選線裝置。
在中性點(diǎn)不接地的3~35KV的配電網(wǎng)中,由單相間歇電弧接地及諧振引起的過電壓最為頻繁,且有較高的幅值和較長的持續(xù)時(shí)間,對電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣造成積累性損傷,在外絕緣薄弱點(diǎn)造成對地間隙擊穿或相間閃絡(luò)引發(fā)短路事故,造成無間隙氧化鋅避雷器爆炸等。
目前,限制弧光接地過電壓的主要措施是中性點(diǎn)經(jīng)自動跟蹤補(bǔ)償式消弧線圈接地,但消弧線圈并不能消除間隙性電弧接地過電壓,也不能限制過電壓的幅值,甚至在某些情況下,因消弧線圈的存在,電弧重燃可能在恢復(fù)電壓最大這一最不利時(shí)刻才發(fā)生,使弧光接地過電壓升高。消弧線圈不能補(bǔ)償接地電流中的高頻分量和有功分量,高頻性的間隙電弧接地仍然存在;在有功分量大于一定值時(shí),故障點(diǎn)接地電弧同樣不能自熄。消弧線圈對限制諧振引起的過電壓不起任何作用,而且在斷線或高壓側(cè)出現(xiàn)零序電壓和零序電流時(shí)極有可能引發(fā)鐵磁諧振。實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也證明,在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的3~35KV的配電網(wǎng)中,由電弧和諧振引發(fā)的事故時(shí)有發(fā)生。對于采取將間歇性電弧接地轉(zhuǎn)變?yōu)槟妇€金屬性直接接地的消弧措施,如中國專利99229228.X,不僅由絕緣下降引起的單相接地,發(fā)展為兩相或三相短路事故仍然存在,而且在母線接地和斷開的瞬間造成對系統(tǒng)的沖擊,特別是斷開接地母線瞬間產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓,使在絕緣水平下降由過電壓沖擊引起的單相間隙電弧接地仍然可能再次發(fā)生,而且在接地?cái)嚅_后,鍵全相對地電容上多余的直流電荷將通過互感器的繞組放電,造成繞組的瞬間磁飽和,仍會激發(fā)鐵磁諧振。
目前,國內(nèi)有少數(shù)地區(qū)對此類電網(wǎng)開始采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地來抑制這兩種過電壓,但這種系統(tǒng)在發(fā)生單相接地時(shí),不論單相接地故障是瞬間的、還是永久性的,都直接將故障接地線路切除,而電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,單相接地故障絕大多數(shù)是瞬時(shí)的,特別是由架空線路構(gòu)成的電網(wǎng),這樣必然會造成停電事故的急劇增多,明顯降低了供電可靠性。
中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)存在的另一個(gè)問題是接地保護(hù)選擇性差,現(xiàn)有的小電流選線裝置一般是采用比較零序電流的幅值和相位的方法進(jìn)行選線,在零序電流較小時(shí)準(zhǔn)確性不高,特別是經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng),在饋線長度相差很大的情況下,其誤判率更高。
本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,研制了一套使3~35KV中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng),在各種運(yùn)行方式下,均能有效的限制單相間歇電弧接地及諧振引起的過電壓,對永久性的單相金屬性接地,無論系統(tǒng)電容電流的大小,均能正確的選線的消弧消諧選線綜合裝置。
其具體的技術(shù)解決方案是這樣的微機(jī)消弧消諧選線綜合裝置,包括信號變送器和微機(jī)綜合控制器,其特征在于在三相母線上設(shè)有消弧消諧選線組件,所述消弧消諧選線組件包括四個(gè)單相高壓開關(guān)、一個(gè)多功能電容C、一個(gè)放電線圈L和限壓器R;其中三個(gè)單相高壓開關(guān)的一端分別與三相三線系統(tǒng)中的一相聯(lián)接,另一端并聯(lián),該并聯(lián)端與多功能電容C、放電線圈L和限壓器R的并聯(lián)端聯(lián)接,多功能電容C、放電線圈L和限壓器R的另一端并聯(lián)后接地;在放電線圈L與三個(gè)單相高壓開關(guān)并聯(lián)端之間串聯(lián)一單相高壓開關(guān)K4。
本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)點(diǎn)是,設(shè)置大能容、低保護(hù)值限壓器和選線消諧電容,通過三只單相高壓開關(guān)接于被控三相三線系統(tǒng)的母線與地之間,所述限壓器在間歇性電弧接地時(shí)通過閉合單相高壓開關(guān)接入接地相,泄放接地引起的電磁能量和限制接地相的恢復(fù)電壓,故障點(diǎn)因恢復(fù)電壓被限制得較低電弧不能重燃而消弧,在諧振時(shí)通過閉合單相高壓開關(guān)接入電壓最高一相,泄放能量阻尼振蕩;所述選線消諧電容在永久性的單相金屬直接接地時(shí)通過閉合單相高壓開關(guān)接入兩健全相中的任意一相,增大接地線路的零序電流線用于選線,在諧振時(shí)接入電壓最高一相,改變系統(tǒng)零序回路參數(shù)消除諧振。
本實(shí)用新型能夠有效的抑制3~35KV中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)單相間歇性電弧接地及諧振引起的過電壓,能夠確保分支線路單相接地時(shí)準(zhǔn)確選線,其消弧和選線的機(jī)理與電網(wǎng)電容電流的大小無關(guān),因而不受電網(wǎng)運(yùn)行方式的改變和電網(wǎng)擴(kuò)大的影響,大網(wǎng)小網(wǎng)均可使用,整個(gè)裝置組成一個(gè)高壓柜,結(jié)構(gòu)簡單,體積小,安裝、調(diào)試方便,價(jià)格低廉,使用安全,可廣泛用于3~35KV變電站和發(fā)電廠的高壓廠用系統(tǒng),原裝有消弧線圈的系統(tǒng)同樣可用。
圖1為本實(shí)用新型用于三相三線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖,圖2為本實(shí)用新型的控制示意圖。
以下結(jié)合附圖,對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說明。
由圖1、圖2可見,該裝置主要包括信號變送器1、微機(jī)綜合控制器2和消弧消諧接地選線組件。
消弧消諧接地選線組件由四個(gè)單相高壓開關(guān)K1、K2、K3、K4,一個(gè)多功能電容C,一個(gè)放電線圈L和一個(gè)限壓器R組成,是本裝置中的執(zhí)行器件。其中三個(gè)單相高壓開關(guān)K1、K2、K3的一端分別與三相三線系統(tǒng)中的一相聯(lián)接,另一端并聯(lián),該并聯(lián)端與多功能電容C、放電線圈L和限壓器R的并聯(lián)端聯(lián)接,多功能電容C、放電線圈L和限壓器R的另一端并聯(lián)后接地;在放電線圈L與三個(gè)單相高壓開關(guān)并聯(lián)端之間串聯(lián)一單相高壓開關(guān)K4。
當(dāng)系統(tǒng)一發(fā)生不穩(wěn)定單相電弧接地,立即閉合故障相開關(guān)K,接入限壓器R,限制器R由高能氧化鋅閥片組成,具有吸收能量大、保護(hù)值低的特點(diǎn),低保護(hù)值使故障相的恢復(fù)電壓限制在很低的水平,不能繼續(xù)上升,接地電弧在電流過零點(diǎn)后因弧道上的恢復(fù)電壓受到限制不能擊穿重燃而自熄;大能容使瞬間接地引起的電磁能量被盡量吸收,減弱系統(tǒng)振蕩,阻止接地相恢復(fù)電壓上升,促使接地點(diǎn)電弧快速熄滅。接地電弧過零點(diǎn)后,隨著故障相恢復(fù)電壓的升高,健全相對地電容上的存儲電荷由限壓器R泄放,延緩了故障相恢復(fù)電壓的上升,限壓器R具有的大能容,能夠在此情況下運(yùn)行較長的時(shí)間,讓故障點(diǎn)充分去游離,使絕緣恢復(fù)到足夠的抗電強(qiáng)度;由此可知,本新型綜合裝置通過泄放能量和限制恢復(fù)電壓的幅值及恢復(fù)電壓的上升速度使接地電弧自熄而消弧的。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生永久性的單相接地時(shí),閉合其中任一健全相開關(guān)K接入電容C,這時(shí)接地線路零序電流增大而正常線路的零序電流不變,由此檢出故障線路。選線方式有兩種,其一,如圖2所示,將系統(tǒng)所有線路的零序電流接入本裝置,由本裝置的微機(jī)綜合控制器2進(jìn)行計(jì)算比較,選出故障線路,輸出空接點(diǎn)信號切除故障線路。這種選線方式適合傳統(tǒng)繼電保護(hù)的老站采用。其二,如圖1所示,利用現(xiàn)有的微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù),直接使線路的接地保護(hù)動作,切除故障線路。保護(hù)的選擇性,由零序電流的動作值和增加值雙重保證,不會誤動。這種選線方式適合新建站及老站的改造采用,省去站內(nèi)二次配線和復(fù)雜的調(diào)試,增加了可靠性。系統(tǒng)諧振時(shí),閉合電壓最高一相開關(guān)K投入限壓器R和電容C,限壓器R泄放能量阻尼振蕩,電容C瞬間改變系統(tǒng)零序回路參數(shù)脫離諧振點(diǎn),同時(shí)輸出空接點(diǎn)將母線上的電壓互感器的開口三角線組瞬間短接,以綜合措施消除各種原因引起的諧振。在選線或消諧后,斷開開關(guān)K,電容C上存儲的電荷先由限壓器R泄放,然后閉合開關(guān)K4接入放電線圈L,使電容放電。
微機(jī)綜合控制器2由單片機(jī)為主的硬件和軟件組成。由信號變送器1提供動作信號,完成對系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。微機(jī)綜合控制器2根據(jù)信號變送器2提供的三相電壓Ua、Ub、Uc及零序電壓U0瞬時(shí)值的變化進(jìn)行判斷,并根據(jù)判斷的結(jié)果,發(fā)出相應(yīng)的指令,令消弧消諧選線組件相應(yīng)部件動作。若是間隙性電弧接地引起的過電壓,微機(jī)綜合控制器2首先判定接地的相別,同時(shí)發(fā)出令接地相的單相高壓開關(guān)K閉合的指令,接入限壓器R進(jìn)行消弧,幾秒鐘之后,發(fā)出令接地相開關(guān)K斷開的指令,若是瞬時(shí)性接地故障,系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行;若是永久性接地故障,延時(shí)發(fā)出令其中任一健全相單相高壓開關(guān)K閉合的指令,投入電容C,進(jìn)行選線;若是由諧振引起的過電壓,微機(jī)綜合控制器2發(fā)出閉合電壓最高一相的單相高壓開關(guān)K的指令,接入限壓器R和消諧電容C,同時(shí)輸出空接點(diǎn)用于瞬間短接母線上的電壓互感器的開口三角繞組進(jìn)行消諧。在選線或消諧后,微機(jī)綜合控制器2發(fā)出斷開K指令,延時(shí)一定時(shí)間先由限壓器R放電,然后發(fā)閉合K4指令進(jìn)行電容放電,當(dāng)電容上的電壓降低到安全值以下,隨后發(fā)出斷開K4指令,微機(jī)綜合控制器2又進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)。
權(quán)利要求1.微機(jī)消弧消諧選線綜合裝置,包括信號變送器和微機(jī)綜合控制器,其特征在于在三相母線上設(shè)有消弧消諧選線組件,所述消弧消諧選線組件包括四個(gè)單相高壓開關(guān)、一個(gè)多功能電容C、一個(gè)放電線圈L和限壓器R;其中三個(gè)單相高壓開關(guān)的一端分別與三相三線系統(tǒng)中的一相聯(lián)接,另一端并聯(lián),該并聯(lián)端與多功能電容C、放電線圈L和限壓器R的并聯(lián)端聯(lián)接,多功能電容C、放電線圈L和限壓器R的另一端并聯(lián)后接地;在放電線圈L與三個(gè)單相高壓開關(guān)并聯(lián)端之間串聯(lián)一單相高壓開關(guān)K4。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于3~35KV中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)消弧消諧選線裝置。其特征在于在三相母線上設(shè)有消弧消諧選線組件,所述消弧消諧選線組件包括四個(gè)單相高壓開關(guān)、一個(gè)多功能電容C、一個(gè)放電線圈L和限壓器R。本實(shí)用新型能夠有效的抑制3~35KV中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)單相間歇性電弧接地及諧振引起的過電壓,能夠確保分支線路單相接地時(shí)準(zhǔn)確選線,其結(jié)構(gòu)簡單,體積小,安裝、調(diào)試方便,價(jià)格低廉,使用安全,可廣泛用于3~35KV變電站和發(fā)電廠的高壓廠用系統(tǒng),原裝有消弧線圈的系統(tǒng)同樣可用。
文檔編號H02H9/08GK2532609SQ01262919
公開日2003年1月22日 申請日期2001年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月21日
發(fā)明者徐成飛, 郭道林 申請人:郭道林