专利名称：微机消弧消谐选线综合装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于3～35KV中性点非直接接地系统消弧消谐选线装置。
在中性点不接地的3～35KV的配电网中，由单相间歇电弧接地及谐振引起的过电压最为频繁，且有较高的幅值和较长的持续时间，对电气设备的内绝缘造成积累性损伤，在外绝缘薄弱点造成对地间隙击穿或相间闪络引发短路事故，造成无间隙氧化锌避雷器爆炸等。
目前，限制弧光接地过电压的主要措施是中性点经自动跟踪补偿式消弧线圈接地，但消弧线圈并不能消除间隙性电弧接地过电压，也不能限制过电压的幅值，甚至在某些情况下，因消弧线圈的存在，电弧重燃可能在恢复电压最大这一最不利时刻才发生，使弧光接地过电压升高。消弧线圈不能补偿接地电流中的高频分量和有功分量，高频性的间隙电弧接地仍然存在；在有功分量大于一定值时，故障点接地电弧同样不能自熄。消弧线圈对限制谐振引起的过电压不起任何作用，而且在断线或高压侧出现零序电压和零序电流时极有可能引发铁磁谐振。实际运行经验也证明，在中性点经消弧线圈接地的3～35KV的配电网中，由电弧和谐振引发的事故时有发生。对于采取将间歇性电弧接地转变为母线金属性直接接地的消弧措施，如中国专利99229228.X，不仅由绝缘下降引起的单相接地，发展为两相或三相短路事故仍然存在，而且在母线接地和断开的瞬间造成对系统的冲击，特别是断开接地母线瞬间产生的瞬态过电压，使在绝缘水平下降由过电压冲击引起的单相间隙电弧接地仍然可能再次发生，而且在接地断开后，键全相对地电容上多余的直流电荷将通过互感器的绕组放电，造成绕组的瞬间磁饱和，仍会激发铁磁谐振。
目前，国内有少数地区对此类电网开始采用中性点经小电阻接地来抑制这两种过电压，但这种系统在发生单相接地时，不论单相接地故障是瞬间的、还是永久性的，都直接将故障接地线路切除，而电力系统的运行经验表明，单相接地故障绝大多数是瞬时的，特别是由架空线路构成的电网，这样必然会造成停电事故的急剧增多，明显降低了供电可靠性。
中性点非直接接地系统存在的另一个问题是接地保护选择性差，现有的小电流选线装置一般是采用比较零序电流的幅值和相位的方法进行选线，在零序电流较小时准确性不高，特别是经消弧线圈接地的系统，在馈线长度相差很大的情况下，其误判率更高。
本实用新型针对现有技术中存在的问题，研制了一套使3～35KV中性点非直接接地电网，在各种运行方式下，均能有效的限制单相间歇电弧接地及谐振引起的过电压，对永久性的单相金属性接地，无论系统电容电流的大小，均能正确的选线的消弧消谐选线综合装置。
其具体的技术解决方案是这样的微机消弧消谐选线综合装置，包括信号变送器和微机综合控制器，其特征在于在三相母线上设有消弧消谐选线组件，所述消弧消谐选线组件包括四个单相高压开关、一个多功能电容C、一个放电线圈L和限压器R；其中三个单相高压开关的一端分别与三相三线系统中的一相联接，另一端并联，该并联端与多功能电容C、放电线圈L和限压器R的并联端联接，多功能电容C、放电线圈L和限压器R的另一端并联后接地；在放电线圈L与三个单相高压开关并联端之间串联一单相高压开关K4。
本实用新型在结构方面的优点是，设置大能容、低保护值限压器和选线消谐电容，通过三只单相高压开关接于被控三相三线系统的母线与地之间，所述限压器在间歇性电弧接地时通过闭合单相高压开关接入接地相，泄放接地引起的电磁能量和限制接地相的恢复电压，故障点因恢复电压被限制得较低电弧不能重燃而消弧，在谐振时通过闭合单相高压开关接入电压最高一相，泄放能量阻尼振荡；所述选线消谐电容在永久性的单相金属直接接地时通过闭合单相高压开关接入两健全相中的任意一相，增大接地线路的零序电流线用于选线，在谐振时接入电压最高一相，改变系统零序回路参数消除谐振。
本实用新型能够有效的抑制3～35KV中性点非直接接地电网单相间歇性电弧接地及谐振引起的过电压，能够确保分支线路单相接地时准确选线，其消弧和选线的机理与电网电容电流的大小无关，因而不受电网运行方式的改变和电网扩大的影响，大网小网均可使用，整个装置组成一个高压柜，结构简单，体积小，安装、调试方便，价格低廉，使用安全，可广泛用于3～35KV变电站和发电厂的高压厂用系统，原装有消弧线圈的系统同样可用。
图1为本实用新型用于三相三线系统结构示意图，图2为本实用新型的控制示意图。
以下结合附图，对本实用新型作进一步地说明。
由图1、图2可见，该装置主要包括信号变送器1、微机综合控制器2和消弧消谐接地选线组件。
消弧消谐接地选线组件由四个单相高压开关K1、K2、K3、K4，一个多功能电容C，一个放电线圈L和一个限压器R组成，是本装置中的执行器件。其中三个单相高压开关K1、K2、K3的一端分别与三相三线系统中的一相联接，另一端并联，该并联端与多功能电容C、放电线圈L和限压器R的并联端联接，多功能电容C、放电线圈L和限压器R的另一端并联后接地；在放电线圈L与三个单相高压开关并联端之间串联一单相高压开关K4。
当系统一发生不稳定单相电弧接地，立即闭合故障相开关K，接入限压器R，限制器R由高能氧化锌阀片组成，具有吸收能量大、保护值低的特点，低保护值使故障相的恢复电压限制在很低的水平，不能继续上升，接地电弧在电流过零点后因弧道上的恢复电压受到限制不能击穿重燃而自熄；大能容使瞬间接地引起的电磁能量被尽量吸收，减弱系统振荡，阻止接地相恢复电压上升，促使接地点电弧快速熄灭。接地电弧过零点后，随着故障相恢复电压的升高，健全相对地电容上的存储电荷由限压器R泄放，延缓了故障相恢复电压的上升，限压器R具有的大能容，能够在此情况下运行较长的时间，让故障点充分去游离，使绝缘恢复到足够的抗电强度；由此可知，本新型综合装置通过泄放能量和限制恢复电压的幅值及恢复电压的上升速度使接地电弧自熄而消弧的。当电网发生永久性的单相接地时，闭合其中任一健全相开关K接入电容C，这时接地线路零序电流增大而正常线路的零序电流不变，由此检出故障线路。选线方式有两种，其一，如图2所示，将系统所有线路的零序电流接入本装置，由本装置的微机综合控制器2进行计算比较，选出故障线路，输出空接点信号切除故障线路。这种选线方式适合传统继电保护的老站采用。其二，如图1所示，利用现有的微机继电保护技术，直接使线路的接地保护动作，切除故障线路。保护的选择性，由零序电流的动作值和增加值双重保证，不会误动。这种选线方式适合新建站及老站的改造采用，省去站内二次配线和复杂的调试，增加了可靠性。系统谐振时，闭合电压最高一相开关K投入限压器R和电容C，限压器R泄放能量阻尼振荡，电容C瞬间改变系统零序回路参数脱离谐振点，同时输出空接点将母线上的电压互感器的开口三角线组瞬间短接，以综合措施消除各种原因引起的谐振。在选线或消谐后，断开开关K，电容C上存储的电荷先由限压器R泄放，然后闭合开关K4接入放电线圈L，使电容放电。
微机综合控制器2由单片机为主的硬件和软件组成。由信号变送器1提供动作信号，完成对系统的实时监控。微机综合控制器2根据信号变送器2提供的三相电压Ua、Ub、Uc及零序电压U0瞬时值的变化进行判断，并根据判断的结果，发出相应的指令，令消弧消谐选线组件相应部件动作。若是间隙性电弧接地引起的过电压，微机综合控制器2首先判定接地的相别，同时发出令接地相的单相高压开关K闭合的指令，接入限压器R进行消弧，几秒钟之后，发出令接地相开关K断开的指令，若是瞬时性接地故障，系统恢复正常运行；若是永久性接地故障，延时发出令其中任一健全相单相高压开关K闭合的指令，投入电容C，进行选线；若是由谐振引起的过电压，微机综合控制器2发出闭合电压最高一相的单相高压开关K的指令，接入限压器R和消谐电容C，同时输出空接点用于瞬间短接母线上的电压互感器的开口三角绕组进行消谐。在选线或消谐后，微机综合控制器2发出断开K指令，延时一定时间先由限压器R放电，然后发闭合K4指令进行电容放电，当电容上的电压降低到安全值以下，随后发出断开K4指令，微机综合控制器2又进入监视状态。
权利要求1.微机消弧消谐选线综合装置，包括信号变送器和微机综合控制器，其特征在于在三相母线上设有消弧消谐选线组件，所述消弧消谐选线组件包括四个单相高压开关、一个多功能电容C、一个放电线圈L和限压器R；其中三个单相高压开关的一端分别与三相三线系统中的一相联接，另一端并联，该并联端与多功能电容C、放电线圈L和限压器R的并联端联接，多功能电容C、放电线圈L和限压器R的另一端并联后接地；在放电线圈L与三个单相高压开关并联端之间串联一单相高压开关K4。
专利摘要本实用新型涉及一种用于3～35KV中性点非直接接地系统消弧消谐选线装置。其特征在于在三相母线上设有消弧消谐选线组件，所述消弧消谐选线组件包括四个单相高压开关、一个多功能电容C、一个放电线圈L和限压器R。本实用新型能够有效的抑制3～35KV中性点非直接接地电网单相间歇性电弧接地及谐振引起的过电压，能够确保分支线路单相接地时准确选线，其结构简单，体积小，安装、调试方便，价格低廉，使用安全，可广泛用于3～35KV变电站和发电厂的高压厂用系统，原装有消弧线圈的系统同样可用。
文档编号H02H9/08GK2532609SQ01262919
公开日2003年1月22日 申请日期2001年9月21日 优先权日2001年9月21日
发明者徐成飞, 郭道林 申请人:郭道林