一種配電網(wǎng)消弧裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種配電網(wǎng)消弧裝置，包括一級(jí)開關(guān)、二級(jí)開關(guān)、電壓互感器、電壓取樣單元、電流互感器、監(jiān)控單元以及高壓熔斷器，電壓互感器串高壓熔斷器聯(lián)接在母線與地網(wǎng)之間；一級(jí)開關(guān)的三臺(tái)單相高壓開關(guān)的高壓端分別與三相母線聯(lián)接，低壓端并聯(lián)后與二級(jí)開關(guān)的高壓端相聯(lián)接，二級(jí)開關(guān)的低壓端串電流互感器與地網(wǎng)聯(lián)接，電壓取樣單元接在二級(jí)開關(guān)的高壓端與電流互感器之間，監(jiān)控單元用于根據(jù)電壓互感器輸出的二次側(cè)相電壓和開三角電壓進(jìn)行監(jiān)測和分析得出故障判斷結(jié)果，輸出分、合閘指令，控制一級(jí)開關(guān)和二級(jí)開關(guān)動(dòng)作。本實(shí)用新型能有效消除雷電閃絡(luò)等引起的配電網(wǎng)單相弧光接地故障，同時(shí)具備保護(hù)功能，在執(zhí)行消弧動(dòng)作時(shí)能有效防止相間短路。
【專利說明】
一種配電網(wǎng)消弧裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)接地故障處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種配電網(wǎng)消弧裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國配電網(wǎng)為中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，需配置消弧裝置來消除雷電閃絡(luò)等單相接地故障。目前我國配電網(wǎng)消弧裝置主要為消弧線圈，其原理是，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，提供一電感電流，補(bǔ)償接地電容電流，使故障點(diǎn)的電流減小，也使得故障相接地電弧兩端的恢復(fù)電壓速度降低，達(dá)到熄滅電弧的目的。但隨著城市配電網(wǎng)發(fā)展和高壓電纜應(yīng)用，單相接地故障電流不斷增大，配套消弧線圈的容量和造價(jià)隨之明顯增大和提高，其價(jià)格有時(shí)可達(dá)幾十萬元；另一方面，若新擴(kuò)電力線路，電網(wǎng)對(duì)地電容變化使單相接地故障電流增大，當(dāng)超出已安裝消弧線圈補(bǔ)償范圍時(shí)，則須更換或增添新的消弧線圈，使配電網(wǎng)設(shè)備投資和管理工作量大為增加。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種配電網(wǎng)消弧裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，能有效消除雷電閃絡(luò)等引起的配電網(wǎng)單相弧光接地故障，而且對(duì)故障電流大小沒有嚴(yán)格限制，即使電網(wǎng)增擴(kuò)新線路該裝置也無需調(diào)整，同時(shí)具備保護(hù)功能，在執(zhí)行消弧動(dòng)作時(shí)能有效防止相間短路。
[0004]為實(shí)現(xiàn)此目的，本實(shí)用新型提供一種配電網(wǎng)消弧裝置，包括一級(jí)開關(guān)、二級(jí)開關(guān)、電壓互感器、電壓取樣單元、電流互感器、監(jiān)控單元以及高壓熔斷器，所述電壓互感器串高壓熔斷器聯(lián)接在母線與地網(wǎng)之間；所述一級(jí)開關(guān)為三臺(tái)單相高壓開關(guān)，所述二級(jí)開關(guān)為一臺(tái)單相高壓開關(guān)，一級(jí)開關(guān)的三臺(tái)單相高壓開關(guān)的高壓端分別與三相母線聯(lián)接，低壓端并聯(lián)后與二級(jí)開關(guān)的高壓端相聯(lián)接，二級(jí)開關(guān)的低壓端串電流互感器與地網(wǎng)聯(lián)接，電壓取樣單元接在二級(jí)開關(guān)的高壓端與電流互感器之間，監(jiān)控單元用于獲取電壓互感器輸出的二次側(cè)相電壓和開三角電壓、電壓取樣單元輸出的二級(jí)開關(guān)的高壓端與地網(wǎng)之間的電壓以及電流互感器監(jiān)測的經(jīng)地網(wǎng)形成回路的電流，并根據(jù)電壓互感器的二次側(cè)相電壓、開三角電壓進(jìn)行監(jiān)測和分析得出故障判斷結(jié)果，根據(jù)故障判斷結(jié)果輸出分、合閘指令，控制一級(jí)開關(guān)和二級(jí)開關(guān)動(dòng)作。
[0005]進(jìn)一步的，所述單相高壓開關(guān)耐壓等級(jí)與配電網(wǎng)電壓等級(jí)相同。
[0006]進(jìn)一步的，所述電壓互感器的耐壓等級(jí)與配電網(wǎng)電壓等級(jí)相同，所述電壓互感器帶有二次側(cè)相電壓繞組和開三角繞組。
[0007]進(jìn)一步的，所述電壓取樣單元用于獲取二級(jí)開關(guān)的高壓端與地網(wǎng)之間的電壓，所述電壓取樣單元為高壓分壓器或單相電壓互感器，耐壓等級(jí)與配電網(wǎng)電壓等級(jí)相同。
[0008]進(jìn)一步的，所述高壓熔斷器的電壓等級(jí)與配電網(wǎng)電壓等級(jí)相同。
[0009]進(jìn)一步的，所述監(jiān)控單元還用于顯示電壓電流數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，顯示數(shù)據(jù)包括電壓互感器輸出的二次側(cè)相電壓和開三角電壓、電壓取樣單元輸出的二級(jí)開關(guān)兩端的電壓以及電流互感器輸出的回路電流值，狀態(tài)信息包括故障相的相別、一級(jí)開關(guān)動(dòng)作指令執(zhí)行狀態(tài)、二級(jí)開關(guān)指令執(zhí)行狀態(tài)。
[0010]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案具有以下的有益效果和優(yōu)點(diǎn):
[0011 ] 本實(shí)用新型由常規(guī)的單相高壓開關(guān)、電壓互感器、電流互感器及監(jiān)控單元組成，因而具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)；由于高壓開關(guān)是實(shí)現(xiàn)故障電流路徑轉(zhuǎn)移的唯一切換設(shè)備，常規(guī)高壓開關(guān)的通流能力可達(dá)1000A以上，而故障電流一般在100A以下，因此本實(shí)用新型對(duì)故障電流大小沒有嚴(yán)格限制，即使電網(wǎng)增擴(kuò)新線路該裝置也無需調(diào)整，大大減少配電網(wǎng)設(shè)備投資和管理工作量，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
[0012]本實(shí)用新型在控制回路中增加了由高壓分壓器或單相電壓互感器構(gòu)成的安全保護(hù)裝置，若發(fā)生故障相判斷錯(cuò)誤，保護(hù)裝置能夠保持高壓開關(guān)處于閉鎖狀態(tài)，不執(zhí)行合閘指令，因此本實(shí)用新型能夠防止相間短路事故，保障電網(wǎng)安全，從而有利于推廣應(yīng)用。
【附圖說明】

[0013]圖1是本實(shí)用新型配電網(wǎng)消弧裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:丨一一級(jí)開關(guān)，2—二級(jí)開關(guān)，3—電壓互感器，4一電壓取樣單元，5—電流互感器，6—監(jiān)控單元，7—高壓熔斷器。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合本實(shí)用新型中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0016]圖1所示為本實(shí)用新型一種配電網(wǎng)消弧裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖，所述配電網(wǎng)消弧裝置包括一級(jí)開關(guān)1、二級(jí)開關(guān)2、電壓互感器3、電壓取樣單元4、電流互感器5、監(jiān)控單元6以及高壓熔斷器7。
[0017]所述一級(jí)開關(guān)I為三臺(tái)單相高壓開關(guān)，它們的高壓端分別與三相母線聯(lián)接，低壓端并聯(lián)后與一■級(jí)開關(guān)2的尚壓端聯(lián)接。
[0018]所述二級(jí)開關(guān)2為一臺(tái)單相高壓開關(guān)，其高壓端與一級(jí)開關(guān)I的低壓端聯(lián)接，低壓端經(jīng)電流互感器5與地網(wǎng)聯(lián)接。
[0019]所述電壓互感器3串高壓熔斷器7聯(lián)接在母線與地網(wǎng)之間，電壓互感器3帶有二次側(cè)相電壓繞組和開三角繞組。
[0020]所述電壓取樣單元4聯(lián)接在二級(jí)開關(guān)2的高壓端與電流互感器5之間，用于獲取電壓信號(hào)后輸出給監(jiān)控單元6。
[0021]所述電流互感器5串接在二級(jí)開關(guān)2與地網(wǎng)的回路中，用于監(jiān)測回路電流。
[0022]所述監(jiān)控單元6的輸入端分別與電壓互感器3、電壓取樣單元4、電流互感器5的輸出端聯(lián)接，所述監(jiān)控單元6的輸出端分別與一級(jí)開關(guān)1、二級(jí)開關(guān)2聯(lián)接。所述監(jiān)控單元6用于對(duì)電壓互感器3的二次側(cè)相電壓、開三角電壓進(jìn)行監(jiān)測和分析，若分析出存在故障相，則控制一級(jí)開關(guān)I和二級(jí)開關(guān)2執(zhí)行合閘動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)消弧和信息顯示等功能。
[0023]本實(shí)用新型的工作原理:
[0024]電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，一級(jí)開關(guān)I和二級(jí)開關(guān)2均為分閘狀態(tài)。當(dāng)因雷電閃絡(luò)引起配電網(wǎng)發(fā)生單相弧光接地故障時(shí)，監(jiān)控單元6監(jiān)測到電壓互感器3 二次側(cè)相電壓和開三角電壓出現(xiàn)異常變化，監(jiān)控單元6首先通過故障相辨識(shí)程序分析電壓互感器3的二次側(cè)電壓，自動(dòng)判斷出故障相，然后依次向一級(jí)開關(guān)I和二級(jí)開關(guān)2發(fā)出合閘指令。此時(shí)如果故障相判斷正確，一級(jí)開關(guān)I連接在故障相上的高壓開關(guān)合閘，則施加在電壓取樣單元4上的電壓為故障相電壓(小于無故障相電壓)是低電壓，低電壓時(shí)二級(jí)開關(guān)2沒有閉鎖，接收到監(jiān)控單元6的指令可實(shí)現(xiàn)合閘，從而使母線故障相與地網(wǎng)聯(lián)接，因地網(wǎng)接地電阻遠(yuǎn)小于線路故障點(diǎn)接地電阻，線路故障點(diǎn)工頻續(xù)流絕大部分被分流到地網(wǎng)，剩余殘流很小，電流過零后電弧熄滅，工頻續(xù)流全部經(jīng)地網(wǎng)形成回路，實(shí)現(xiàn)電流轉(zhuǎn)移，延時(shí)At(數(shù)秒)后，故障點(diǎn)空氣絕緣已經(jīng)得到恢復(fù)，監(jiān)控單元6再發(fā)出指令，控制一級(jí)開關(guān)I和二級(jí)開關(guān)2分閘，整個(gè)消弧過程完成，電網(wǎng)即可恢復(fù)正常運(yùn)行，此時(shí)消弧裝置恢復(fù)到初始狀態(tài)。
[0025]如果故障相判斷錯(cuò)誤，監(jiān)控單元6發(fā)出指令，控制一級(jí)開關(guān)I連接在程序判斷的故障相上的高壓開關(guān)合閘后，因施加在電壓取樣單元4上的電壓為非故障相電壓(大于相電壓)是高電壓，由于高電壓的存在，二級(jí)開關(guān)2處于閉鎖狀態(tài)，因此二級(jí)開關(guān)2即使接收到合閘指令，也會(huì)拒動(dòng)不合閘，從而避免故障相誤判造成相間短路事故。延時(shí)At(數(shù)秒)后，監(jiān)控單元6再發(fā)出指令控制一級(jí)開關(guān)I和二級(jí)開關(guān)分閘，整個(gè)消弧裝置恢復(fù)到初始狀態(tài)，重新開始信號(hào)采集、故障相辨識(shí)和消弧裝置控制程序。
[0026]電流互感器5的二次側(cè)信號(hào)反映流過消弧裝置的故障電流，其數(shù)據(jù)采集和信息顯示由監(jiān)控單元6完成。
[0027]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種配電網(wǎng)消弧裝置，其特征在于:包括一級(jí)開關(guān)(I)、二級(jí)開關(guān)(2)、電壓互感器(3)、電壓取樣單元(4)、電流互感器(5)、監(jiān)控單元(6)以及高壓熔斷器(7)，所述電壓互感器(3)串高壓熔斷器(7)聯(lián)接在母線與地網(wǎng)之間;所述一級(jí)開關(guān)(I)為三臺(tái)單相高壓開關(guān)，所述二級(jí)開關(guān)(2)為一臺(tái)單相高壓開關(guān)，一級(jí)開關(guān)(I)的三臺(tái)單相高壓開關(guān)的高壓端分別與三相母線聯(lián)接，低壓端并聯(lián)后與二級(jí)開關(guān)(2)的高壓端相聯(lián)接，二級(jí)開關(guān)(2)的低壓端串電流互感器(5)與地網(wǎng)聯(lián)接，電壓取樣單元(4)接在二級(jí)開關(guān)(2)的高壓端與電流互感器(5)之間，監(jiān)控單元(6)用于獲取電壓互感器(3)輸出的二次側(cè)相電壓和開三角電壓、電壓取樣單元(4)輸出的二級(jí)開關(guān)(2)的高壓端與地網(wǎng)之間的電壓以及電流互感器(5)監(jiān)測的經(jīng)地網(wǎng)形成回路的電流，并根據(jù)電壓互感器(3)的二次側(cè)相電壓、開三角電壓進(jìn)行監(jiān)測和分析得出故障判斷結(jié)果，根據(jù)故障判斷結(jié)果輸出分、合閘指令，控制一級(jí)開關(guān)(I)和二級(jí)開關(guān)(2)動(dòng)作。2.如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)消弧裝置，其特征在于:所述單相高壓開關(guān)耐壓等級(jí)與配電網(wǎng)電壓等級(jí)相同。3.如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)消弧裝置，其特征在于:所述電壓互感器(3)的耐壓等級(jí)與配電網(wǎng)電壓等級(jí)相同，所述電壓互感器(3)帶有二次側(cè)相電壓繞組和開三角繞組。4.如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)消弧裝置，其特征在于:所述電壓取樣單元(4)用于獲取二級(jí)開關(guān)(2)的高壓端與地網(wǎng)之間的電壓，所述電壓取樣單元(4)為高壓分壓器或單相電壓互感器，耐壓等級(jí)與配電網(wǎng)電壓等級(jí)相同。5.如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)消弧裝置，其特征在于:所述高壓熔斷器(7)的電壓等級(jí)與配電網(wǎng)電壓等級(jí)相同。6.如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)消弧裝置，其特征在于:所述監(jiān)控單元(6)還用于顯示電壓電流數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，所述電壓電流數(shù)據(jù)包括電壓互感器(3)輸出的二次側(cè)相電壓和開三角電壓、電壓取樣單元(4)輸出的二級(jí)開關(guān)(2)兩端的電壓以及電流互感器(5)輸出的回路電流值，所述狀態(tài)信息包括故障相的相別、一級(jí)開關(guān)動(dòng)作指令執(zhí)行狀態(tài)、二級(jí)開關(guān)指令執(zhí)行狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H02H9/08GK205693353SQ201620629880
【公開日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日 公開號(hào)201620629880.3, CN 201620629880, CN 205693353 U, CN 205693353U, CN-U-205693353, CN201620629880, CN201620629880.3, CN205693353 U, CN205693353U
【發(fā)明人】沈煜, 阮羚, 楊帆, 邱凌, 盧萍, 戴兵, 楊波, 齊小軍, 周志強(qiáng)
【申請(qǐng)人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院, 武漢水院電氣有限責(zé)任公司