一种并联式消弧线圈自动补偿装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明专利涉及电力系统保护领域，特别涉及一种快速补偿系统电容电流，并能 自动跟踪调节补偿电流同时能正确选出接地线路的消弧线圈自动补偿装置。
【背景技术】
[0002] 目前，我国电力系统中，110KV及以下的配电网，尤其是35KV配网系统大多采用中 性点经消弧线圈接地方式。当发生单相接地故障时，消弧线圈中流过的电感电流可以补偿 电网对地电容电流，减小接地点电流，从而避免电弧的发生，并能够抑制铁磁谐振的发生， 提高系统的供电可靠性。现在使用的消弧线圈有调匝式、调容式、相控式、直流偏磁式和调 气隙式，其中调匝式与调容式使用的最多。
[0003] 在实际工作中，由于配电网的中性点电位不为零，调匝式消弧线圈在正常运行时， 往往会与对地电容发生串联谐振，导致阻尼电阻承受很高的电压，容易导致阻尼电阻的损 坏，且当阻尼电阻并联的开关拒动时，由于串联谐振容易引起中性点位移电压进一步加大， 导致系统不稳定运行。此外，随着我国电网规模的不断扩大，电力系统运行方式的改变，传 统的调匝式消弧线圈只能工作在预调节方式下，导致调匝式消弧线圈无法实现对对地电容 电流的实时测量和跟踪补偿，不能有效地消除接地点的电弧。
[0004] 而调容式消弧线圈作为随调式没有阻尼电阻，容易出现串联谐振现象和在接地故 障时动作二次投切电容器，电容器会产生较大的冲击，涌流将对电容器产生不利影响。同 时，由于正常工作时，调容式消弧线圈远离补偿位置，发生单相接地故障后，随后调节消弧 线圈到补偿位置，需要较大的电容电流，则二次侧并联的电容值必须较大，且调节到全补偿 位置至少需要60ms，速度慢，效果差，有可能出现铁磁谐振。
【发明内容】
[0005] 本发明专利的发明目的在于针对现有技术的诸多缺陷，提供一种当配电网发生单 相接地短路时，能快速补偿系统电容电流，并自动跟踪调节补偿电容电流同时能正确选出 故障线路的并联式消弧线圈自动补偿装置。 实现上述目的采用以下技术方案:一种并联式消弧线圈自动补偿装置，其特征在于，该 装置包括Z型变压器、消弧线圈、阻尼电阻、电容调节单元、电感调节单元、选线电阻、可控硅 开关和微机控制器;所述Z型变压器的A、B、C三相绕组分别与输电线的A、B、C三相连接，Z型 变压器的中性点与消弧线圈相连，所述消弧线圈设有二次绕组，其一次绕组经串接阻尼电 阻接地，阻尼电阻与可控硅开关并联接地，所述消弧线圈的二次绕组上并联有多组不同容 量的电容调节单元、多组不同容量的电感调节单元和一个选线电阻;所述电容调节单元均 由电容、缓冲电阻、可控硅开关、限流电感和放电电阻构成，且电容与限流电感串联后经可 控硅开关与放电电阻并联，最后再与缓冲电阻串联;所述电感调节单元均由电感、可控硅开 关和放电电阻构成，且电感经可控硅开关与放电电阻并联;该电容调节单元与电感单元分 别与可控硅开关串联后连接到消弧线圈的二次绕组上;所述选线电阻为阻值较大的电阻， 经可控硅开关连接在消弧线圈的二次绕组上;所述装置中所有可控硅开关均由微机控制器 控制。
[0006]上述的并联式消弧线圈自动补偿装置，其特征在于，消弧线圈的二次绕组电压为 1000V；
[0007]上述的并联式消弧线圈自动补偿装置，其特征在于，电容调节单元(3)中的可控硅 开关ΚΙ1、K21、K31、K41开断状态分别与其串联的可控硅开关ΚΙ、K2、K3、K4的开断状态相反； 电感调节单元(4)中的可控硅开关1(51、1(61、1(71、1(81开断状态分别与其串联的可控硅开关 1(5、1(6、1(7、1(8的开断状态相反 ；
[0008] 上述的并联式消弧线圈自动补偿装置，其特征在于，选线电阻(5)并联在消弧线圈 的二次绕组上；
[0009] 上述的并联式消弧线圈自动补偿装置，其特征在于，消弧线圈（2)的一次绕组的电 感值与系统对地电容值匹配，处于全补偿状态。正常运行时，阻尼绕组(6)消弧线圈二次绕 组并联的电感值最小的电感调节单元投入运行，使消弧线圈整体远离谐振点。当发生单相 接地故障时，立刻断开此电感调节单元和阻尼电阻(6)，同时检测对地电容电流，控制电感 调节单元与电容调节单元的接入状态。
[0010] 采用上述技术方案，与现有技术相比具有以下优点：
[0011] 1、本发明专利消弧线圈的一次绕组的电感与系统的对地电容相匹配，当发生单相 接地故障时，立即关断二次绕组的可控硅开关和阻尼电阻，即能实现零延时补偿电容电流， 速度快，效率高。
[0012] 2、本发明专利消弧线圈正常运行时，二次绕组并联的所有电感调节单元电感值最 小的电感调节单元和阻尼电阻投入运行。通过并联的电感调节单元使消弧线圈整体远离谐 振点，有效避免串联谐振的发生，且能降低中性点位移电压，使得阻尼电阻两端的电压降 低，起到保护阻尼电阻的作用。
[0013] 3、本发明专利电容调节单元在电容上串联限流电感，且并联放电电阻后与缓冲电 阻串联，放电电阻由可控硅控制开断。通过串联限流电感和缓冲电阻，可以有效抑制电容的 合闸涌流。当断开此电容调节单元时，通过并联的放电电阻，可以将电容和限流电感中存储 的能量快速地释放掉，为下次投切做准备，避免下次投切式产生过大的冲击电流而损坏电 容。同时缓冲电阻还起到抑制电感调节单元和电容调节单元发生串联谐振的作用，防止电 感和电容因谐振损坏。
[0014] 4、本发明专利由于消弧线圈的一次绕组的电感与系统的对地电容相匹配，处于全 补偿状态，因此所需电容的容量较小，成本低，并能够减小占地面积。
[0015] 5、本发明专利在消弧线圈的二次绕组上并联电感调节单元，在得到相同电感电流 的同时能降低电感两端的电压，降低消弧线圈的成本，减小占地面积。通过在电感两端并联 放电电阻可以在电感退出运行时快速释放掉电感上的能量，防止下一次投切产生过电压。
[0016] 6、本发明专利通过并联多组不同容量的电容调节单元和不同容量的电感调节单 元，可以达到很宽的调节范围。
[0017] 7、本发明专利在消弧线圈的二次绕组并联选线电阻，能够实现采用小电阻达到选 线的功能，可以避免传统选线电阻在一次侧承受高电压，减小选线电阻的故障率。
[0018] 7、本发明专利对提高配电网供电安全可靠性、减小设备损坏、消除铁磁谐振和保 护运行人员人身安全等方面具有重要的意义。其实用性强，调节范围宽，扩展性强，推广应 用价值高。
[0019]下面通过附图和实施例，对本发明专利的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明专利的连接结构示意图。
[0021] 附图标记说明：
[0022] 1一Z型接地变压器;2-消弧线圈；3-电容调节单元;4 一电感调节单元；5-选线 电阻；6-阻尼电阻；7-微机控制器。C1，C2，C3，C4一电容;L11，L21，L31，L41 一限流电感； 尺11，1?21，1?31，1?41，1?51，1?61，1?71，1?81-放电电阻；1?1，1?2，1?3，1?4一缓冲电阻 ；1(0，1(1，1(2，1(3， K4，K5，K6，K7，K8，K9，K11，K21，K31，K41，K51，K61，K71，K81-可控硅开关。
【具体实施方式】
[0023]本实施例是一种并联式消弧线圈自动补偿装置，该装置包括Ζ型变压器、消弧线 圈、阻尼电阻、电容调节单