消弧线圈自动调谐控制器的制作方法

本实用新型涉及电力系统中性点接地方式技术领域，特别涉及一种消弧线圈自动调谐控制器。

背景技术：

随着电网扩大和电缆出线的增多，电容电流增加较快。当系统单相接地电容电流较大时，接地处引起的电弧就难以自行熄灭，甚至可能出现间歇性弧光接地过电压，对电网带来不利影响。

为解决上述问题，6-66kV电力系统电容电流达到一定数值时应采用中性点经消弧线圈接地方式。消弧线圈的主要作用是在系统发生单相接地故障时产生电感电流以补偿电网电容电流，使故障点残流变小，达到自动熄弧、消除故障的目的，对减少线路事故跳闸次数、抑制间歇性弧光接地过电压和铁磁谐振过电压有明显作用。消弧线圈自动跟踪补偿的核心技术是系统电容电流的测量问题，传统的系统电容电流测试方法存在不能在线测量、外加一次设备带电测量、测量不准，以及接地选线装置普遍存在漏选、错选等问题，另外传统的人机交互界面为液晶屏配合按钮，结构复杂操作困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种消弧线圈自动调谐控制器，以解决现有技术存在的系统电容电流不能实时跟踪、采样设备精度不高、人机交互操作复杂等问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种消弧线圈自动调谐控制器，其包括：接口调理电路，用于对电力系统中多处进行电压、电流采样；I/O电路，用于采集、开出电力系统中控制器件的状态信号、控制信号；主控电路，以DSP作为主控芯片进行数字信号处理，与所述接口调理电路、I/O电路连接，用于根据采集的电压、电流，对电网电容电流进行实时测量，并调节消弧线圈有载开关档位，实现消弧线圈自动跟踪补偿；人机交互模块，与所述主控电路连接，用于显示电力系统运行参数和输入控制指令；电源电路，与所述主控电路、接口调理电路、I/O电路、人机交互模块直接或间接连接，以提供稳定的直流电压。

优选地，所述电源电路为一个第一电源电路板。

优选地，所述接口调理电路包括第二接口调理板、第三接口调理板、第四接口调理板、第五接口调理板；所述第二接口调理板外接中性点外附电压互感器、消弧线圈内附电流互感器、开口三角电压互感器、系统三相电压互感器，用于电压、电流采样；所述第三接口调理板、第四接口调理板、第五接口调理板外接电力系统每条出线零序CT，用于电流采样。

优选地，所述I/O电路包括第六I/O板、第七I/O板、第八I/O板；所述第六I/O板外接消弧线圈有载分接开关，用于采集有载分接开关档位；所述第七I/O板用于后台通讯和开入信号的采集；所述第八I/O板外接中间继电器，用于开出报警信号和升降挡、投切阻尼控制。

优选地，所述人机交互模块包括触摸屏和打印机，分别用于显示、输入控制指令以及打印。

优选地，所述接口调理电路和所述I/O电路均为背插式模块。分析可知，本实用新型提供的消弧线圈自动调谐控制器可以解决系统电容电流不能实时跟踪、采样设备精度不高和系统干扰、单相接地选线装置漏选错选、人机交互结构复杂、操作困难等问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种消弧线圈自动调谐控制器的原理框图。

图2为本实用新型实施例提供的一种消弧线圈自动调谐控制器的后面板布置图。

图3为本实用新型实施例的一种消弧线圈自动调谐控制器的端子定义图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型实施例包括主控电路2以及与其分别连接的人机交互模块1、电源电路3、接口调理电路4、I/O电路5。其中，接口调理电路4用于对电力系统中多处进行电压、电流采样。I/O电路(INPUT/OUTPUT，输入/输出电路)5用于采集、开出电力系统中控制器件的状态信号、控制信号。主控电路2以控制器DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)作为主控芯片进行数字信号处理，用于根据采集的电压、电流，对电网运行数据(即电容电流)进行实时测量、计算，来调节消弧线圈有载开关档位，实现消弧线圈自动跟踪补偿。人机交互模块1用于显示电力系统运行参数和输入控制指令，优选地，其包括触摸屏和打印机，分别用于显示、输入控制指令以及打印。电源电路3与主控电路2直接连接，与接口调理电路4、I/O电路5、人机交互模块1间接连接，以向多个部件提供稳定的直流电压。优选地，电源电路3为一个第一电源电路板，也即，用于提供直流电压的电路集成于一电路板上。

进一步地，接口调理电路4包括第二接口调理板XH2、第三接口调理板XH3、第四接口调理板XH4、第五接口调理板XH5。其中，第二接口调理板XH2板外接中性点外附PT(Potential transformer，电压互感器)、消弧线圈内附CT(Current Transformer，电流互感器)、开口三角PT、系统三相PT，用于电压、电流采样。第三接口调理板XH3、第四接口调理板XH4、第五接口调理板XH5外接系统每条出线零序CT，用于电流采样。各调理板端子的定义参见图3所示。

I/O电路5包括第六I/O板XH6、第七I/O板XH7、第八I/O板XH8。第六I/O板XH6外接消弧线圈有载分接开关，用于采集有载分接开关档位，此时第六I/O板XH6可称为XH6档位板。第七I/O板XH7用于后台通讯和开入信号的采集，开入信号为母联信号，第七I/O板XH7用于对开入信号进行采集即通过第七I/O板XH7的开入对母联信号进行采样，此时第七I/O板XH7可称为XH7开入板。第八I/O板XH8外接中间继电器，用于开出报警信号和升降挡、投切阻尼控制。中间继电器是为了强电隔离，第八I/O板XH8若直接接外部电路，则外部强电有可能进入第八I/O板XH8对其造成损坏。即报警信号和升降挡、投切阻尼控制信号由第八I/O板XH8板开出，开出的常开结点控制中间继电器，中间继电器的结点开出报警信号和升降挡、投切阻尼控制信号接外部相应电路。回路为：电源L→第八I/O板XH8常开结点→中间继电器→电源N，所以中间继电器一端接第八I/O板XH8常开结点的一端，一端接电源N。此时第八I/O板XH8可称为XH8开出板。各I/O板板端子的定义参见图3所示。

本实施例在应用时，在主控电路2的控制器DSP控制下，通过第二接口调理板XH2采集系统中性点位移电压和位移电流，利用现有技术中的位移电压曲线法对电网电容电流进行实时测量，通过第六I/O板XH6采集有载开关档位返回信号，根据内部算法通过第八I/O板XH8开出升降档位信号以合理调节有载开关档位，实现消弧线圈自动跟踪补偿，然后计算出系统残流、脱谐度。在其他的实施例中，还可利用位移电压曲线法和对称法对电网电容电流进行实时测量。

单相接地后，通过第三接口调理板XH3、第四接口调理板XH4、第五接口调理板XH5采集系统每条出线零序CT的电流，采用改进的零序有功分量法和相位法相结合的方式选出接地线路。通过第七I/O板XH7(例如其包括RS485电路)和上位机进行通信以实现与后台的通讯，发送控制器的遥信遥测信号或接收上位机的参数、命令，通过第七I/O板XH7的开入对母联信号进行采样，用以两台消弧线圈并列运行时区分主副调。另通过第八I/O板XH8开出结点信号用于硬结点通讯和投切阻尼控制。

分析及实践表明，本实用新型可以取得以下有益效果：

模块化设计：控制器采用模块化设计、分体式结构，各功能设计成独立背插式模块，如图2所示，在图2中，对于每个板优选地，元件面均在右侧，实现强弱电的隔离，组合灵活，安全可靠。

精密的主控电路：控制器采用高速高频、集成度高的DSP作为主控芯片，抗干扰能力强，大大提高装置的可靠性。数字量输入输出光耦隔离，各模拟量输入通过高精度PT、CT与现场一次强电隔离。

高速低耗的信号采集电路(即接口调理电路)：可以采用多路高速、低功耗、逐次逼近型A/D转换器，对中性点电压、中性点电流、各路零序电流等信号同时高速采样。

直观的人机交互界面：触摸屏便于操作，打印机便于现场运行维护人员分析数据使用。

大容量的数据保存功能：控制器可以内置大容量EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)，能保存大量历史接地信息，装置掉电以后信息不丢失，可以通过人机交互界面追忆历史接地信息，以供现场技术人员分析使用。

通信功能：可在I/O电路上设置RS-485通信接口，实现与变电综合自动化设备对接。

实时跟踪功能：实时跟踪电网电容电流的变化，调整消弧线圈的档位改变补偿电感电流，使系统的残流在设定值之内。采用先进的测量技术，提高了测量的精确度，测量简单、方便。

准确的识别和选线功能：最多可带48回路选线，自动识别系统中瞬时接地故障和永久接地故障，当发生瞬时接地故障时自动补偿系统电容电流，使故障自动恢复；对永久性单相接地故障，控制消弧线圈进行补偿，同时用最短的时间正确判断接地线路，从而提高系统的供电可靠性。具体地，单相接地后，会定时试投阻尼电阻一次，若发现试投阻尼电阻后，位移电压下降到系统相电压30％以下，则接地消失，为瞬时性接地故障。否则为永久性接地故障，迅速断开阻尼电阻。

完善的报警和指示功能：位移电压过限、单相接地、调档失败等多个报警信号；电源、运行、通信状态等多个指示灯。

联机运行功能：自动识别系统运行方式，实现两台及以上装置并列运行。采集消弧线圈补偿的各母线之间的母联信号，来确定系统母线之间的运行方式，从而确定消弧线圈的主副调。即采集到母联信号闭合后，则两段母线并列运行，主调消弧线圈跟踪调档，副调消弧线圈固定某一档位不动，从而两台消弧线圈配合运行，合理补偿并列运行后的母线及其出线的电容电流。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。