专利名称：消弧线圈阻尼电阻可控硅保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气技术领域的装置，具体是一种消弧线圈阻尼电阻可控硅保护装置。
背景技术：
目前消弧线圈系统的阻尼电阻起到限制串联谐振的作用，在电网正常运行时阻尼电阻必须接在回路中起到阻尼作用，单相接地故障发生时，阻尼电阻必须短接保护，否则不但增加了接地残流，而且由于阻尼电阻的通流能力小被烧毁造成事故，所以阻尼电阻的保护对于电网的可靠运行起到重要作用。
传统的阻尼电阻保护技术是通过接触器或者真空开关进行保护，单相接地故障发生时，通过中性点电压或者中点电流的升高触发保护动作，控制接触器或者真空开关动作将阻尼电阻短接。
对现有技术的文献检索发现，刊登在《全国电网接地方式与技术研讨会论文集》2005年5月上的“介绍一种自动跟踪接地补偿及接地选线成套装置”一文，该文中指出“电阻短接装置采用两套独立控制回路，一套为交流220V操作，一套为直流220V(或110V)操作。短接开关采用两只EVS-160-630/11型真空接触器，1只为交流操作，1只为直流操作，均装于电阻箱内”，由于这些传统的保护装置都是机械动作保护，容易出现机械故障使得保护不能够正确动作，造成事故。另外这些保护用的接触器或者真空开关都需要交流或者直流电源控制，一旦发生电源供电问题就不能够进行保护，可靠性较差。并且传统保护装置由于电源供电的存在，使得阻尼电阻箱内高压部分和低压部分没有做到隔离，一旦保护不能够及时动作，高压串到电源侧将酿成较大的事故。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种消弧线圈阻尼电阻可控硅保护装置，使其保护速度快、不需要电源也不需要控制，通过自触发方式启动保护动作，没有机械部分，可靠性极高。本发明利用可控硅对消弧线圈阻尼电阻进行保护，这种保护方法利用系统发生单相接地故障时阻尼电阻的电压升高来触发并联在阻尼电阻上的可控硅导通进行分流保护。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括第一级保护可控硅T1、第二级保护可控硅T2、触发电流控制电阻R1～R4、电流互感器TA、阻尼电阻R。阻尼电阻R连接在消弧线圈的未端X和地之间，第一级保护可控硅T1并联在阻尼电阻R两端，触发电流控制电阻R1、R2连接在第一级保护可控硅T1触发端和阻尼电阻R两端；第二级保护可控硅T2并联在阻尼电阻R两端，触发电流控制电阻R3、R4连接在第二级保护可控硅T2触发端和阻尼电阻R两端；电流互感器TA串联在阻尼电阻R上。其中可控硅T1和T2的选择取决于消弧线圈额定电流，控制电阻R1～R4的选择取决于阻尼电阻R两端的启动电压的整定值U1、U2和可控硅触发电流Ik，其中触发电流控制电阻R1＝R2＝U1/Ik，R3＝R4＝U2/Ik，作为第二级保护U2＞U1。
所述的可控硅T1和T2可以是两个单向可控硅反并联组成或者是双向可控硅组成。
所述的触发电流控制电阻R1～R4，也可以是压敏电阻，用于控制触发可控硅启动电流。
所述的第二级保护可控硅T2，或者并联在阻尼电阻R和电流互感器TA串联后的两端。
所述的触发电流控制电阻R3、R4，或者连接在第二级保护可控硅T2触发端和阻尼电阻R串联电流互感器TA后的两端。
所述的电流互感器TA，用于检测电流和指示第一级可控硅T1保护故障，提供故障报警信号。
本发明采用消弧线圈阻尼电阻的一级可控硅保护或者两级备用保护，不需要外界提供任何电源，利用阻尼电阻两端电压在电网单相接地故障时的升高进行自启动触发，并且触发电阻的选择确定了两个不同的保护整定值，使第一级可控硅保护发生故障时立刻启动第二级可控硅保护动作，并且通过串联在阻尼电阻上的电流互感器TA提供故障报警信号。和传统的消弧线圈阻尼电阻接触器保护相比，不但动作速度快，没有机械动作，而且不需要电压引入，做到高、低压完全隔离，可靠性和性价比都具有较大的竞争优势，具有极高的应用价值。本发明单独用于消弧线圈阻尼电阻保护或者和传统的机械保护装置合并使用。
图1为本发明结构示意图具体实施方式
如图1所示，本发明包括第一级保护可控硅T1、第二级保护可控硅T2、触发电流控制电阻R1～R4、电流互感器TA、阻尼电阻R。阻尼电阻R连接在消弧线圈的未端X和地之间，第一级保护可控硅T1并联在阻尼电阻R两端，触发电流控制电阻R1、R2连接在第一级保护可控硅T1触发端和阻尼电阻R两端；第二级保护可控硅T2并联在阻尼电阻R两端，触发电流控制电阻R3、R4连接在第二级保护可控硅T2触发端和阻尼电阻R两端；电流互感器TA串联在阻尼电阻R上。
所述的可控硅T1和T2可以是两个单向可控硅反并联组成或者是双向可控硅组成。所述的触发电流控制电阻R1～R4，也可以是压敏电阻，用于控制触发可控硅启动电流。所述的第二级保护可控硅T2，或者并联在阻尼电阻R和电流互感器TA串联后的两端。所述的触发电流控制电阻R3、R4，或者连接在第二级保护可控硅T2触发端和阻尼电阻R串联电流互感器TA后的两端。所述的电流互感器TA，用于检测电流和指示第一级可控硅T1保护故障，提供故障报警信号。
可控硅T1和T2的选择取决于消弧线圈额定电流，例如对于300kVA/10kV的消弧线圈，可控硅可以选择MCC95-16；控制电阻R1～R4的选择取决于阻尼电阻R两端的启动电压的整定值U1、U2和可控硅触发电流Ik，其中控制电阻R1＝R2＝U1/Ik，R3＝R4＝U2/Ik，作为第二级保护U2＞U1。一般情况U1和U2在100V～1000V之间，R1～R4在2KΩ～50KΩ之间范围。另外阻尼电阻R一般在10～640Ω之间，电流互感器TA和消弧线圈额定电流匹配，一般在50∶5～200∶5范围。
电网正常运行时，由于中性点电压较低，阻尼电阻流过的电流较小，在阻尼电阻两端产生的电压降Ur较小，可控硅触发电流近似等于Ur/R1，整定该电流在系统正常运行时不足以触发可控硅导通，此时阻尼电阻接在回路中起到阻尼作用，当单相接地故障发生时，中性点电压较高，选定的触发电阻R1、R2使得在整定值U1时能够触发第一级可控硅T1导通，阻尼电阻被可控硅T1短接保护，可控硅动作速度远高于接触器保护的机械动作速度，该发明巧妙利用阻尼电阻自身的电压升高提供触发电压，不需要从变电站电源引入，系统安全可靠。由于没有任何电源引入，因此和接触器保护比较，真正做到高、低压隔离，杜绝了造成事故的隐患。另外，本发明还有一套备用保护，如果某种原因使得第一级可控硅T1保护不能够动作，这时选定的触发电阻R3、R4使得在整定值U2时触发第二级可控硅T2进行备用保护，同时由于第二级保护也同时短接了电流互感器TA，电流互感器TA没有检测到电流，将为第一级可控硅保护故障报警提供信号，同时第二级可控硅T2还对阻尼电阻进行了保护，系统仍然能够保障可靠运行。
权利要求
1.一种消弧线圈阻尼电阻可控硅保护装置，包括电流互感器TA、阻尼电阻R，其特征在于，还包括第一级保护可控硅T1、第二级保护可控硅T2、触发电流控制电阻R1～R4，阻尼电阻R连接在消弧线圈的未端X和地之间，第一级保护可控硅T1并联在阻尼电阻R两端，触发电流控制电阻R1、R2连接在第一级保护可控硅T1触发端和阻尼电阻R两端；第二级保护可控硅T2并联在阻尼电阻R两端，触发电流控制电阻R3、R4连接在第二级保护可控硅T2触发端和阻尼电阻R两端；电流互感器TA串联在阻尼电阻R上，其中可控硅T1和T2的选择取决于消弧线圈额定电流，控制电阻R1～R4的选择取决于阻尼电阻R两端的启动电压的整定值U1、U2和可控硅触发电流Ik，其中触发电流控制电阻R1＝R2＝U1/Ik，R3＝R4＝U2/Ik，作为第二级保护U2＞U1。
2.根据权利要求1所述的消弧线圈阻尼电阻可控硅保护装置，其特征是，所述的U1和U2，在100V～1000V之间。
3.根据权利要求1所述的消弧线圈阻尼电阻可控硅保护装置，其特征是，所述的触发电流控制电阻R1～R4，在2KΩ～50KΩ之间范围。
4.根据权利要求1或者3所述的消弧线圈阻尼电阻可控硅保护装置，其特征是，所述的触发电流控制电阻R1～R4，或者是压敏电阻，用于控制触发可控硅启动电流。
5.根据权利要求1或者3所述的消弧线圈阻尼电阻可控硅保护装置，其特征是，所述的触发电流控制电阻R3、R4，或者连接在第二级保护可控硅T2触发端和阻尼电阻R串联电流互感器TA后的两端。
6.根据权利要求1所述的消弧线圈阻尼电阻可控硅保护装置，其特征是，阻尼电阻R在10～640Ω之间。
7.根据权利要求1所述的消弧线圈阻尼电阻可控硅保护装置，其特征是，电流互感器TA和消弧线圈额定电流匹配，在50∶5～200∶5范围。
8.根据权利要求1所述的消弧线圈阻尼电阻可控硅保护装置，其特征是，所述的可控硅T1和T2，是两个单向可控硅反并联组成或者是双向可控硅组成。
9.根据权利要求1或者8所述的消弧线圈阻尼电阻可控硅保护装置，其特征是，所述的第二级保护可控硅T2，或者并联在阻尼电阻R和电流互感器TA串联后的两端。
10.根据权利要求1所述的消弧线圈阻尼电阻可控硅保护装置，其特征是，所述的电流互感器TA，用于检测电流和指示第一级可控硅T1保护故障，提供故障报警信号。
全文摘要
一种用于电气技术领域的消弧线圈阻尼电阻可控硅保护装置，包括第一级保护可控硅T1、第二级保护可控硅T2、触发电流控制电阻R1～R4、电流互感器TA、阻尼电阻R，其特征在于，阻尼电阻R连接在消弧线圈的未端X和地之间，第一级保护可控硅T1并联在阻尼电阻R两端，触发电流控制电阻R1、R2连接在第一级保护可控硅T1触发端和阻尼电阻R两端；第二级保护可控硅T2并联在阻尼电阻R两端，触发电流控制电阻R3、R4连接在第二级保护可控硅T2触发端和阻尼电阻R两端；电流互感器TA串联在阻尼电阻R上。本发明不但动作速度快，没有机械动作，而且不需要电压引入，做到高、低压完全隔离，可靠性和性价比都具有较大的竞争优势，具有极高的应用价值。
文档编号A01N25/04GK1717996SQ20051002820
公开日2006年1月11日 申请日期2005年7月28日 优先权日2005年7月28日
发明者杨小强, 王建忠 申请人:上海思源电气股份有限公司