专利名称：自动跟踪补偿灭弧及选线成套装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电力配电网技术领域的装置，具体是一种自动跟踪补偿灭弧及选线成套装置。
背景技术：
在3～66kV的配电网系统中，经消弧线圈接地方式以其独特的优点得到了广泛的应用。消弧线圈从原理上划分，有调匝式、调容式、相控式、调直流磁偏式和磁阀式等，从控制方式上划分，有预调式和随调式等。
系统单相接地故障时一般分为金属性接地和非金属性接地，如果接地点阻抗为零时成为金属性接地，其他称为非金属性接地。当发生单相接地故障时消弧线圈提供感性电流，补偿流过接地点的容性电流，补偿后剩余的电流可能是感性的(过补偿)，也可能是容性的(欠补偿)。在实际的使用过程中，不能做到消弧线圈补偿电流和系统电容电流刚好相等，所以故障点总会有一定的电流流过。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号为200410052620.6，名称为组合式自动跟踪消弧线圈及选线装置，该专利自述为“包括Z型接地变压器B，带二次绕组的调匝式消弧线圈L1，零序电流互感器CT、单相电压互感器PT、避雷器MOA、隔离刀闸开关G、各出线零序电流互感器CT1-CT48、控制器XHK，其特征在于，还包括补偿电抗器，可控硅K1，阻尼电阻和可控硅K2，......。”当发生单相接地故障时消弧线圈提供感性电流，补偿流过接地点的容性电流，但总会有少量的残余电流(感性或容性)流过接地点。根据统计，在单相接地故障时大多数是非金属性接地，有电流流过接地点，可能产生弧光，在某些具有易燃易爆气体的环境下，可能造成严重的后果。造成这种现象的原因是故障点在现场，没有发生转移。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种自动跟踪补偿灭弧及选线成套装置，使其在补偿电容电流的同时，消灭流过接地故障点的电流，大大增强了安全性。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括消弧线圈、中性点电流互感器、中性点电压互感器、避雷器、隔离刀闸开关、真空接触器、三相电压互感器、零序电流互感器以及微机测控装置MHK-II。连接关系为配电网系统的中性点经隔离刀闸开关连接到单相电压互感器和消弧线圈的A端，消弧线圈的X端穿过中性点电流互感器接地，中性点同时与避雷器相连，三相母线在通过一个隔离刀闸以后分别与真空接触器一端相连，真空接触器另一端接大地。三相电压互感器与微机测控装置MHK-II的电压采样端相连，各条出线的零序电流互感器分别和MHK-II微机测控装置的选线采样端相连。
所述微机测控装置MHK-II，以PC104工控机为内核，通过采样系统的中点电压、中点电流、系统三相电压、各路零序电流互感器的信号，对系统进行实时控制，可以实时计算系统的电容电流；当发生单相接地故障时，进行选线操作和控制真空接触器闭合实现故障转移。
当配电网系统没有中性点时，本发明还包括Z型接地变压器，用来产生中性点，Z型接地变压器连接到母线，其中性点经隔离刀闸开关连接到单相电压互感器和消弧线圈的A端。
所述消弧线圈，采取调匝式结构，在系统发生单相接地故障时，提供感性电流，补偿系统的容性电流。
所述三个真空接触器，均为永磁结构，具有动作时间快(动作时间小于20毫秒)的优点，一旦系统发生单相接地故障时，可以迅速控制故障相真空接触器闭合，实现故障转移的功能。
所述单相隔离开关，用于投切消弧线圈，在检修时实现电气隔离。
所述三相隔离开关，用于投切灭弧部分回路，在检修时实现电气隔离。
所述避雷器，用来吸收雷击等过电压。
所述单相电压互感器，将中性点电压信号送入自动跟踪补偿灭弧及选线装置，供装置采用使用。
所述三相电压互感器用于采样三相母线电压，用于判断接地故障相别。
所述零序电流互感器，提供1～48路线路零序电流的信号，供装置进行采样后判断具体接地故障线路。
本发明的工作过程和工作原理是在配电网系统正常运行时，首先完成系统电容电流的计算；当系统发生非金属单相接地故障时，消弧线圈自动进行补偿工作，微机测控装置MHK-II通过测量三相母线的电压，可以判断系统哪一相发生接地，然后控制相应的真空接触器闭合，将故障相母线和大地直接短接，由于在母线处接地的阻抗为零，而故障接地点的阻抗不为零，原先流过接地点的电流会转移到母线处，所以原先的接地点没有电流流过，达到灭弧的目的，同时通过消弧线圈补偿流过母线接地处的电容电流，不会在对真空接触器造成大的损坏。本发明还具有在故障转移之前的选线功能。
本发明的有益效果是本发明克服了传统小电流接地系统中，发生单相接地故障时，线路上的故障点会有电流流过的缺点，通过将相应故障相的母线直接接地，让故障电流流过母线真空接触器，不再流过接地点，实现故障点灭弧的目的。并且通过消弧线圈来补偿故障电容电流，减少流过真空接触器中的电流。当发生单相金属接地时，流过接地点的电流不会产生弧光，闭合真空接触器也能对故障接地点起到分流的目的。
在电网中据统计70％左右的故障是单相接地故障，同时70％以上是非金属性接地，在系统中加入消弧线圈以后，一旦发生单性接地故障，按照国标规定系统可以继续运行2小时，大大提高了系统的可靠性，但是接地点会有电流流过；在本发明中，通过在变电站将相应母线直接接地，可以将生产区域的故障点转移到变电站，消除了故障点可能产生弧光火花的因素，达到了灭弧的目的，提高了生产的安全系数。
图1为本发明电路连接图具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括消弧线圈1LP、中性点电流互感器1TA、单相电压互感器1TV、避雷器1F、隔离刀闸开关1QS、三相隔离刀闸QS1、三个真空接触器KA、KB、KC，三相电压互感器TV1，各零序电流互感器CT1-CT48以及微机测控装置MHK-II。连接关系为配电网系统的中性点经隔离刀闸开关1QS连接到单相电压互感器1TV和消弧线圈1LP的A端，消弧线圈1LP的X端穿过中性点电流互感器1TA接地，中性点同时与避雷器1F相连，真空接触器KA、KB、KC一端经过隔离刀闸QS1后接三相母线，另一端接大地，三相电压互感器TV1分别和三相母线每一相相连，另一端和微机测控装置MHK-II的控制端相连，各条出线与零序电流互感器CT1-CT48分别和微机测控装置MHK-II的采样端相连。
所述消弧线圈1LP，采取调匝式结构，在系统发生单相接地故障时，提供感性电流，补偿系统的容性电流。
所述三个真空接触器KA、KB、KC，均为永磁结构，具有动作时间快(动作时间小于20毫秒)的优点，一旦系统发生单相接地故障时，可以迅速控制故障相真空接触器闭合，实现故障转移的功能。
所述微机测控装置MHK-II，以PC104工控机为内核，通过采样系统的中点电压、中点电流、系统三相电压、CT1-CT48路零序电流互感器的信号，对系统进行实时控制，可以实时计算系统的电容电流；当发生单相接地故障时，进行选线操作和控制真空接触器闭合实现故障转移。
所述单相隔离开关1QS，用于投切消弧线圈1LP，在检修时实现电气隔离。
所述三相隔离开关QS1，用于投切灭弧部分回路，在检修时实现电气隔离。
所述避雷器1F，用来吸收雷击等过电压。
所述单相电压互感器1TV，将中性点电压信号送入自动跟踪补偿灭弧及选线装置，供装置采样使用。
所述三相电压互感器TV1用于采样三相母线电压，判断接地故障相别。
所述零序电流互感器CT1～CT48，提供1～48路线路零序电流的信号，供装置进行采样后判断具体接地故障线路。
当配电网系统没有中性点时，本实施例还包括Z型接地变压器1TM，用来产生中性点，Z型接地变压器1TM连接到母线，其中性点经隔离刀闸开关1QS连接到单相电压互感器1TV和消弧线圈1LP的A端。
本实施例实施过程在配电网系统正常工作时，装置完成自动跟踪计算，并对消弧线圈采取合适的控制，假设此时系统电容电流为55A，此时消弧线圈提供的感性电流为59A；当A相发生非金属性单相接地故障时，消弧线圈1LP立刻对故障接地点提供感性补偿电流，此时流过接地点的残流为4A；微机测控装置MHK-II迅速启动选线流程，对1～48路出线零序电流进行采样计算，找出故障线路；然后微机测控装置MHK-II控制真空接触器KA闭合，将A相母线和大地直接短接，由于在母线处接地的阻抗为零，原先流过接地点的4A电流转移到母线处，原先的接地点没有电流流过，不会产生弧光，同时消弧线圈1LP提供的补偿电流也改为流过母线接地处。
权利要求
1.一种自动跟踪补偿灭弧及选线成套装置，包括消弧线圈1LP、单相电压互感器1TV、避雷器1F、隔离刀闸开关1QS、QS1、三相电压互感器TV1，各零序电流互感器CT1-CT48以及微机测控装置，其特征在于，还包括中性点电流互感器1TA、三个真空接触器KA、KB、KC，配电网系统的中性点经隔离刀闸开关1QS连接到单相电压互感器1TV和消弧线圈1LP的A端，消弧线圈1LP的X端穿过中性点电流互感器1TA接地，中性点同时与避雷器1F相连，三相母线经过三相隔离刀闸QS1后每一相分别经过真空接触器KA、KB、KC接地，真空接触器KA、KB、KC由微机测控装置控制，三相电压互感器TV1分别和三相母线每一相相连，另一端和微机测控装置的控制端相连，各条出线与零序电流互感器CT1-CT48分别和微机测控装置的采样端相连；所述微机测控装置，采用PC104工控机，通过采样系统的中点电压、中点电流、系统三相电压、CT1-CT48路零序电流互感器的信号，对系统进行实时控制，实时计算系统的电容电流；当发生单相接地故障时，进行选线操作和控制真空接触器闭合实现故障转移。
2.根据权利要求1所述的自动跟踪补偿灭弧及选线成套装置，其特征是，所述消弧线圈1LP，为调匝式结构，在系统发生单相接地故障时，提供感性电流，补偿系统的容性电流。
3.根据权利要求1所述的自动跟踪补偿灭弧及选线成套装置，其特征是，所述三个真空接触器KA、KB、KC，均为永磁结构。
4.根据权利要求1所述的自动跟踪补偿灭弧及选线成套装置，其特征是，所述单相隔离开关1QS，用于投切消弧线圈1LP，在检修时实现电气隔离。三极隔离开关QS1，用于投切灭弧回路，在检修时实现电气隔离。
5.根据权利要求1所述的自动跟踪补偿灭弧及选线成套装置，其特征是，所述单相电压互感器1TV，将中性点电压信号送入自动跟踪补偿灭弧及选线装置。
6.根据权利要求1所述的自动跟踪补偿灭弧及选线成套装置，其特征是，所述三相电压互感器TV1采样三相母线电压，用于判断接地故障相别。
7.根据权利要求1所述的自动跟踪补偿灭弧及选线成套装置，其特征是，所述零序电流互感器CT1～CT48，提供1～48路线路零序电流的信号，供装置进行采样后判断具体接地故障线路。
8.根据权利要求1所述的自动跟踪补偿灭弧及选线成套装置，其特征是，当配电网系统没有中性点时，还包括Z型接地变压器1TM，Z型接地变压器1TM用来产生中性点，Z型接地变压器1TM连接到母线，其中性点经隔离刀闸开关1QS连接到单相电压互感器1TV和消弧线圈1LP的A端。
全文摘要
一种电力系统配电网系统技术领域的自动跟踪补偿灭弧及选线成套装置，其中配电网系统的中性点经隔离刀闸开关连接到单相电压互感器和消弧线圈的A端，消弧线圈的X端穿过中性点电流互感器接地，中性点同时与避雷器相连，三相母线在经过三相隔离开关以后，分别与真空接触器一端相连，真空接触器另一端接大地，三相电压互感器与微机测控装置MHK－II的电压采样端相连，各条出线的零序电流互感器分别和微机测控装置MHK－II的选线采样端相连。本发明在补偿电容电流的同时，消灭流过接地故障点的电流，大大增强了安全性。
文档编号H02H9/00GK101075739SQ20071004229
公开日2007年11月21日 申请日期2007年6月21日 优先权日2007年6月21日
发明者王建忠, 倪浩宏, 姚瑞清 申请人:思源电气股份有限公司