专利名称：消弧消谐及过电压保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于3-35KV中性点非有效接地系统，对这类电网的各种过电压、特别是谐振过电压和单相间歇电弧接地过电压提供可靠保护的一种新型过电压保护装置。
背景技术：
在中性点非有效接地的3~35KV的电网中，除雷电过电压外，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，造成氧化锌避雷器爆炸等。
目前，为解决弧光接地长时间过电压的问题，大多仍是采用电网中性点经消弧线圈接地。但消弧线圈并不能完全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。实际运行经验也证明，在中性点经消弧线圈接地的3~35KV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(专利号为99229228.x)，不仅在母线接地和断开的瞬间造成对系统的冲击，特别是在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可能再次发生。
电气设备总是具有电感或电容属性。当系统进行操作或发生故障时，这些电感、电容元件形成振荡回路，产生谐振，导致系统出现严重的谐振过电压，危及电气设备绝缘，谐振持续的过电流甚至烧毁小容量电感元件设备，其持续特性造成选择过电压保护措施困难。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种使3～35KV中性点非有效接地电网，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，对雷电及各类操作过电压均能有效的限制。
实现上述目的的技术解决方案如下
消弧消谐及过电压保护装置，包括过电压保护器、消弧组件、微机控制器和电压互感器；其特征在于A、所述过电压保护器由四个单元保护器组成，每个单元保护器由一个普通氧化锌电阻和一个电阻间隙串联组成，其中三个单元保护器的电阻端并联与另一个单元保护器串联，该另一个单元保护器的电阻另一端接地；三个单元保护器的电阻间隙端分别与三相线路联接；B、所述消弧组件由四个单相高压开关和高能限压器组成，其中三个单相高压开关并联后与三相线路联接，另一个单相高压开关与高能限压器并联后，再与三个并联的单相高压开关串联，另一个单相高压开关与高能限压器的并联点接地；四个单相高压开关通过分合线圈与微机控制器的输出端联接；C、电压互感器的一次侧一端串接在过电压保护器和消弧组件之间的三相母线上，电压互感器的一次侧另一端连接在一起接地，电压互感器的二次输出端与微机控制器的输入端联接。
本实用新型的结构特点是设置三相四单元组合式高压开关，在组合式高压开关的接地单元并联高能氧化锌限压器，组成三相四单元限压式组合高压开关，此限压式组合高压开关并联三相四单元组合式过电压保护器，分别接于被保护三相三线系统的母线与地之间。所述的三相四单元组合式过电压保护器用于限制雷电及开关操作过电压。所述三相四单元限压式组合高压开关用于消除弧光接地过电压。对于不稳定的间隙性电弧接地过电压，装置通过闭合三相四单元限压式组合高压开关故障相的高压开关将低保护值的高能氧化锌限压器接入故障相，泄放接地引起的电磁能量、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；对于低幅值的稳定的电弧接地过电压，装置通过闭合三相四单元限压式组合高压开关故障相和接地的高压开关，使故障相电压为零，进行消弧，在动作复归时，先断开接地的高压开关，故障相经限压后断开，避免故障复燃。在发生铁磁谐振过电压时，在电压最高相接入限压器，同时根据谐振的频率在电压互感器开口三角绕组接入不同的大功率电阻消除谐振。
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电弧接地及谐振引起的过电压，其消弧和过电压保护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，整个装置组成一台高压柜，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为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。
实施例见图1，消弧消谐及过电压保护装置，包括过电压保护器1、消弧组件2、微机控制器3和电压互感器4。
过电压保护器1由四个单元保护器组成，每个单元保护器由一个普通氧化锌电阻R和一个电阻间隙Rc串联组成，其中三个单元保护器的电阻端并联与另一个单元保护器串联，该另一个单元保护器的电阻R另一端接地；三个单元保护器的电阻间隙Rc端分别与三相线路联接；消弧组件2由四个单相高压开关K和高能限压器5组成，其中三个单相高压开关K并联后与三相线路联接，另一个单相高压开关K与高能限压器5并联后，再与三个并联的单相高压开关串联，另一个单相高压开关K与高能限压器5的并联点接地；四个单相高压开关通过分合线圈与微机控制器的输出端联接；C、电压互感器的一次侧一端串接在过电压保护器和消弧组件之间的三相母线上，电压互感器的一次侧另一端连接在一起接地，电压互感器的二次输出端与微机控制器的输入端联接。
当系统发生不稳定单相电弧接地，立即闭合故障相开关，接入限压器5，使故障相的恢复电压被限制在间隙的抗电强度耐受能力内，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的限制不能击穿间隙重燃而自熄；当系统发生稳定的单相电弧接地，立即闭合故障相开关和接地开关，使故障相电压为零，熄灭电弧。系统谐振时，将母线上的电压互感器的开口三角绕组瞬间接入电阻，消除谐振。
微机控制器3根据电压互感器4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，发出相应的指令如果发生的故障是不稳定电弧接地，微机控制器在判定接地的相别后，发出指令，令三相四单元限压式组合高压开关的故障相的开关闭合；将高能氧化锌非线性电阻器5接入接地相，限制故障相的恢复电压，吸收接地引起的电磁能量，减缓系统振荡，使恢复电压不能再次击穿故障点而熄弧。当检测系统三相电压为正常值时，令高压开关断开，系统恢复正常运行。如果发生的故障是稳定电弧接地，微机控制器在判定接地的相别后，令故障相和接地的高压开关同时闭合，使系统由稳定性的弧光接地快速转变成稳定的金属性直接接地，故障相电压降为零，电弧消失，延时预先设定的时间后，先断开接地的高压开关，后断开故障相的高压开关。如果发生的故障是高频或工频谐振，装置通过瞬时在母线上的电压互感器的开口三角绕组接入电阻，消除谐振。
权利要求1.消弧消谐及过电压保护装置，包括过电压保护器、消弧组件、微机控制器和电压互感器；其特征在于A、所述过电压保护器由四个单元保护器组成，每个单元保护器由一个普通氧化锌电阻和一个电阻间隙串联组成，其中三个单元保护器的电阻端并联与另一个单元保护器串联，该另一个单元保护器的电阻另一端接地；三个单元保护器的电阻间隙端分别与三相线路联接；B、所述消弧组件由四个单相高压开关和高能限压器组成，其中三个单相高压开关并联后与三相母线联接，另一个单相高压开关与高能限压器并联后，再与三个并联的单相高压开关串联，另一个单相高压开关与高能限压器的并联点接地；四个单相高压开关通过分合线圈与微机控制器的输出端联接；C、电压互感器的一次侧一端串接在过电压保护器和消弧组件之间的三相母线上，电压互感器的一次侧另一端连接在一起接地，电压互感器的二次输出端与微机控制器的输入端联接。
专利摘要本实用新型涉及消弧消谐及过电压保护装置。包括过电压保护器、消弧组件、微机控制器和电压互感器；特点是过电压保护器由四个氧化锌电阻和电阻间隙串联的单元保护器组成；消弧组件由四个单相高压开关和高能限压器组成。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电弧接地及谐振引起的过电压，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H02H9/00GK2722487SQ20042007958
公开日2005年8月31日 申请日期2004年9月17日 优先权日2004年9月17日
发明者束长胜, 宁仁飞 申请人:安徽赛普电力保护有限公司