专利名称：无谐波相控式快速消弧及选线装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动跟踪消弧补偿及选线装置，具体是一种不需要附加滤波器的无谐波相控式快速消弧及选线装置。用于电气技术领域。
背景技术：
目前国内外各种型式的消弧线圈中，高短路阻抗式的消弧线圈以其调节范围大并且可以通过连续改变可控硅导通角达到连续调节补偿电流的目的，但这种方式在调节时会产生大量的谐波，因此必须增加滤波装置，而滤波装置结构复杂，由数个大容量的电抗器和电容器组成，不但成本较高，而且由于电容器难以维护，装置可靠性低，在运行过程中，随着滤波器的老化参数偏移，消弧线圈性能将劣化，严重时滤波器出现过流而烧毁。
经对现有技术的文献检索发现，刊登在《电网技术》(Power SystemTechnology)2000年7(第24卷第7期)上的“高短路阻抗变压器式自动快速消弧系统——配电网中性点新型接地方式的实现”一文，该文中指出“该消弧线圈是一种新型的变压器式可控电抗器，其一、二次绕组间的短路漏抗很大(达100％，或更大)，二次绕组用晶闸管短路。通过调节晶闸管的导通角来调节二次绕组的短路电流，从而实现电抗值的可控调节”，并且“整套装置中设置特殊的滤波电路，用以吸收晶闸管通断时产生的谐波，使电抗器产生工频电流。”，该系统特点如下消弧线圈短路绕组有一个，全部补偿电流依靠接在这个绕组的可控硅调节，该可控硅通过改变导通角控制全电流，由于可控硅的作用将产生大量的谐波(最大达到额定电流的14％)，因此装置中附加了另外一个滤波绕组和滤波装置，装置复杂并且成本较高，并且试验表明滤波后的谐波一般也有3％左右，可靠性不高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无谐波相控式快速消弧及选线装置，使其消弧线圈补偿电流可以连续调节并且不需要任何滤波装置，使其克服了传统的高短路阻抗的相控式消弧线圈在调节过程中会产生大量谐波电流的缺陷，不需要附加滤波绕组和滤波装置，性能稳定可靠。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括Z型接地变压器B、带多个二次短路绕组消弧线圈L、可控硅Ko～Kn、电流互感器CT、单相电压互感器PT、避雷器MOA、单相隔离开关G、各出线的零序电流互感器Line1-Line48以及控制器XHK。其连接关系为Z型接地变压器B连接到母线，其中性点经单相隔离开关G，连接到带二次绕组的消弧线圈L一端，消弧线圈L另一端通过电流互感器CT连接到地，中性点同时接有避雷器MOA和单相电压互感器PT，消弧线圈L二次各短路绕组两端分别并联了一组可控硅Ko～Kn，系统各条出线装设穿心连接的零序电流互感器Line1-Line48。系统中采样信号和控制信号进入控制器XHK，控制器XHK是由PC104工控机为内核的微机测控装置，XHK为消弧线圈控制器的代号。
本发明中接地变压器B用来产生中性点(对于有中性点的电网可以不要接地变压器B)，可控硅Ko～Kn控制各短路绕组，单相隔离开关G控制消弧线圈L的投切，避雷器MOA用来限制中性点过电压，单相电压互感器PT将中性点电压信号送入控制器XHK，零序电流互感器CT1～CT48完成1～48路线路零序电流的采样，该信号送入控制器XHK进行接地选线。
本发明克服了传统调匝式消弧线圈补偿的电感电流分级调整的缺点，又区别于可控硅控制高短路阻抗式消弧线圈装置，传统可控硅控制的高短路阻抗的消弧线圈谐波电流较大，需要滤波装置，结构复杂可靠性低，并且实际谐波电流还是较大。本发明消弧线圈补偿电流由连接在消弧线圈二次侧短路绕组的可控硅控制提供，大部分补偿电流由可控硅全导通和全关断的组合提供，因此补偿电流没有谐波成分，剩下部分电流是由其中一个最小短路电流绕组并联的可控硅通过改变导通角实现连续调节，因此谐波可以忽略，不需要滤波绕组和滤波器，具有极高的应用价值。
图1为本发明结构示意2为本发明消弧线圈原理图具体实施方式
如图1、图2所示，本发明包括Z型接地变压器B、有(n+1)个(如三个或者四个)二次短路绕组的消弧线圈L、控制各短路绕组的可控硅Ko～Kn、电流互感器CT、单相电压互感器PT、避雷器MOA、单相隔离开关G、各出线零序电流互感器Line1-Line48以及控制器XHK。其连接关系为Z型接地变压器B连接到母线，其中性点经单相隔离开关G连接到消弧线圈L一端，消弧线圈L另一端通过电流互感器CT连接到地，中性点同时接有避雷器MOA和单相电压互感器PT，消弧线圈L二次绕组两端各分别并联了一组可控硅Ko～Kn，各可控硅由控制器XHK控制，系统各条出线装设穿心连接的零序电流互感器Line1-Line48，系统中单相电压互感器PT和电流互感器CT输出信号进入控制器XHK进行放大和AD转换，控制器XHK根据计算结果输出可控硅控制信号。
本发明装置的补偿电流由消弧线圈各短路绕组提供的补偿电流总和组成，其中各短路绕组的短路电流〔等效到一次侧〕之和为额定电流I，除了可控硅K1和可控硅K2全导通时提供的补偿电流相等为I0之外，其他短路绕组的可控硅全导通时提供的补偿电流是I0的2倍数递增。
I=I0(1+Σk=0n2k)]]>如果补偿电流在0～Io之间时，通过可控硅Ko改变导通角来实现；当补偿电流在Io～2Io之间时，可控硅K1全导通，还是通过可控硅Ko改变导通角来实现；如果补偿电流在2Io～3Io之间时，可控硅K2全导通，K1全关断，通过可控硅Ko改变导通角来实现；等等，在额定电流范围内，总可以通过K1-Kn的通断组合和Ko的连续调节导通角来实现在全补偿电流范围内连续调节，由于可控硅完全导通或者完全关断不会产生谐波，而改变导通角的可控硅Ko控制的电流很小，产生的谐波可以忽略，因此本发明不需要滤波绕组和滤波器，具有很大的竞争优势。
权利要求
1.一种无谐波相控式自动跟踪消弧补偿及选线装置，包括Z型接地变压器B、带多个二次短路绕组消弧线圈L、电流互感器CT、单相电压互感器PT、避雷器MOA、单相隔离开关G、各出线零序电流互感器Line1-Line48，其特征在于，还包括控制各短路绕组的可控硅Ko～Kn和控制器XHK，Z型接地变压器B连接到母线，其中性点经单相隔离开关G连接到消弧线圈L一端，消弧线圈L另一端通过电流互感器CT连接到地，中性点同时接有避雷器MOA和单相电压互感器PT，消弧线圈L二次短路绕组两端分别并联可控硅Ko～Kn，零序电流互感器Line1-Line48穿心连接在系统各条出线，各零序电流互感器和单相电压互感器PT输出端连接到控制器XHK的放大器和AD转换电路，控制器XHK输出可控硅触发信号控制可控硅Ko～Kn的触发状态。
2.根据权利要求1所述的无谐波相控式自动跟踪消弧补偿及选线装置，其特征是，其补偿电流由消弧线圈各短路绕组提供的补偿电流总和组成，其中各短路绕组的短路电流之和为额定电流I，除了可控硅K1和可控硅K2全导通时提供的补偿电流相等为I0之外，其他短路绕组的可控硅全导通时提供的补偿电流是I0的2倍数递增。
3.根据权利要求1所述的无谐波相控式自动跟踪消弧补偿及选线装置，其特征是，控制器XHK是由PC104工控机为内核的微机测控装置。
全文摘要
一种用于电气技术领域的无谐波相控式快速消弧及选线装置，Z型接地变压器B连接到母线，其中性点经单相隔离开关G连接到消弧线圈L一端，消弧线圈L另一端通过电流互感器CT连接到地，中性点同时接有避雷器MOA和单相电压互感器PT，消弧线圈L多个二次短路绕组两端分别并联可控硅Ko～Kn，零序电流互感器Line1－Line48穿心连接在系统各条出线，各零序电流互感器和单相电压互感器PT输出端连接到控制器XHK。本发明通过控制器对连接在消弧线圈二次短路绕组的可控硅进行控制，可以实现消弧线圈的补偿电流在0～100％额定范围内连续调节，并且补偿电流谐波很小，不需要滤波装置，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H02H9/00GK1633001SQ20041009341
公开日2005年6月29日 申请日期2004年12月23日 优先权日2004年12月23日
发明者王建忠, 杨小强 申请人:上海思源电气股份有限公司