专利名称：基于电子开关的灭弧限压装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电力配电网技术领域的装置，具体是一种基于电子开关的快速灭弧限压装置。
背景技术：
当中性点非直接接地系统发生单相间歇性弧光接地故障时，由于不稳定的间歇性电弧多次不断的熄灭和重燃，在故障相和非故障相的电感-电容回路上会引起高频振荡过电压，这种过电压是由于系统对地电容上电荷多次不断的积累和重新再分配形成的，是断续的瞬间发生的且幅值较高的过电压，对电力系统的设备危害极大。为消除弧光接地，目前主要采用在系统中性点安装消弧线圈和母线直接接地两种措施。消弧线圈不仅不能抑制弧光接地过电压，有时反而加大了过电压的幅值。母线直接接地是在弧光接地发生时，通过真空开关将电弧接地快速地转化为母线金属接地，由于弧光接地过电压在接地20mS内已经发生，而接触器动作时间往往在几十毫秒，所以不能有效的限制弧光接地过电压，另一方面，由于电弧接地的复杂性，会误合正常相，造成两相异地短路。
发明内容
本发明的目的，在于克服上述现有技术中的缺点，提供一种安全、可靠、快速的灭弧限压装置。实现本发明的目的，所提供技术解决方案是基于电子开关的快速灭弧限压装置，包括高压隔离式电子开关、可控组合式限压器、电压传感器和微机控制器。高压隔离式电子开关由开关式变压器和电子控制开关组成， 所述开关式变压器为高开路阻抗、低短路阻抗式变压器，开关式变压器的初级与电压传感器的初级并联后再与可控组合式限压器并联，上端串联高压隔离开关后接入系统母线，下端与大地连接。开关变压器的次级通过一个整流器电路连接到一个可关断快速晶间管，快速晶间管的控制端接微机控制器的控制输出端。所述可控组合式限压器由氧化锌非线性电阻串联组成四个单元，四个单元的一端连接在一起组成三相四星形结构，其中一个单元并联快速真空接触器，真空接触器的分合线圈接微机控制器的控制输出端，微机控制器的输入端接所述电压传感器的次级。当系统发生雷电或高幅值操作过电压时，可控组合式限压器动作，吸收过电压能量，将过电压限制到安全水平；当系统发生谐振时，高压隔离式电子开关动作消除。当系统发生弧光接地时，装置中的高压隔离式电子开关可快速将正常相对地电容储存的电荷泄放到大地，大幅度降低接地中性点位移电压和振荡过程过电压，降低故障点弧道对地电压恢复的速度，使弧道绝缘强度恢复速度大于对地电压的恢复速度，实现灭弧。
附图描述了本发明的一个实施例。
附图是本发明实施例的原理接线图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的内容作进一步描述本实施例包括高压隔离刀闸开关1、可控组合式限压器2、高压电压传感器3、高压隔离式电子开关4和微机测控单元5。原理接线是三相母线经过三相高压隔离刀闸1后每一相分别经过并联的可控组合式限压器2、高压电压传感器3的初级、高压隔离式电子开关的开关式变压器42的初级接地，电压传感器3的输出端和微机控制器5的输入端相连， 可控组合式限压器2和高压隔离式电子开关的控制级分别和微机控制器5的输出端相连。所述可控组合式限压器2为四段氧化锌非线性电阻21、22、23、M —端连接在一起，组成三相四单元星形结构，其中接地单元M并联快速真空接触器25，在系统正常运行时，快速真空接触器25合闸，将氧化锌非线性电阻M切除，系统过电压只由氧化锌非线性电阻21、22、23限制，提高过电压保护水平，在系统发生单相接地需继续运行时，快速真空接触器25分闸，氧化锌非线性电阻21、22、23与25串联，保证过电压保护器自身安全。所述高压隔离式电子开关4由限流熔断器41、开关式变压器42和电子开关43组成，开关式变压器42为高开路阻抗、低短路阻抗式变压器，次级由整流器电路和快速可关断晶闸管组成的电子开关43控制，在系统正常运行时，快速可关断晶闸管关断，电子开关 43断开，开关式变压器42为开路状态，相当于开关断开，当系统发生瞬时性接地时，可关断晶闸管快速闭合，电子开关43接通，开关式变压器42为短路状态，相当于开关闭合，释放电弧接地瞬间线路存贮的电荷，降低中性点位移电压和故障点弧道对地电压恢复的速度，使弧道绝缘强度恢复速度大于对地电压的恢复速度，实现限压灭弧。限流熔断器41用于保护开关变压器42。所述高压隔离刀闸开关1，用于装置的投切并实现检修时的电气隔离。所述高压电压传感器3由传感器32及保护熔断器31组成，用于电压转换和提供信号。保护熔断器用于保护31传感器32。所述微机测控单元5由输入电路51、输出电路M、55、微处理器主电路52和人机接口电路53组成。输入电路51将电压传感器3送来的电压信号经过滤波变换后送入微处理器主电路52，微处理器主电路52对输入电路51送来的信号进行检测、计算、判别系统运行状态，并输出控制信号给输出电路M、55，输出电路M、55通过高压隔离输出控制电压给快速可控硅控制的变压器式开关4和可控组合式限压器2的控制端；人机接口电路53用于实现参数输入，信息显示。本实施例工作过程当系统正常运行时，装置中高压隔离式电子开关4断开，可控组合式限压器2中的接触器M闭合，当系统发生雷电或高幅值操作过电压时，可控组合式限压器2中的氧化锌非线性电阻21 (22或23)吸收过电压能量，将过电压限制到较低的水平；当系统发生谐振时，微机测控单元5控制高压隔离式电子开关4动作消除。当系统发生瞬时性接地时，微机测控单元5控制装置中的高压隔离式电子开关4接通，快速将正常相对地电容储存的电荷泄放到大地，大幅度降低接地中性点位移电压和振荡过程过电压，降低故障点弧道对地电压恢复的速度，使弧道绝缘强度恢复速度大于对地电压的恢复速度，实现灭弧。
采用本发明具有下列优点动作快速、运行灵活，安全稳定。
权利要求
1.基于电子开关的快速灭弧限压装置，包括高压隔离式电子开关、可控组合式限压器、 电压传感器和微机控制器。其特征是高压隔离式电子开关由开关式变压器和电子控制开关组成，开关式变压器的初级与电压传感器的初级并联后再与可控组合式限压器并联，上端串联高压隔离开关后接入系统母线，下端与大地连接。
2.根据权利1所述基于电子开关的快速灭弧限压装置，其特征在于所述高压隔离式电子开关的开关式变压器是一个高开路阻抗、低短路阻抗变压器，开关式变压器的次级通过一个整流器电路连接到一个可关断快速晶闸管组成的电子开关。
3.根据权利1所述基于电子开关的快速灭弧限压装置，其特征在于所述电压传感器的次级接微机控制器输入接线端，微机控制器输出接线端接高压隔离式电子开关的控制端和可控组合式限压器的控制端。
4.根据权利1所述基于电子开关的快速灭弧限压装置，其特征在于所述微机控制器由输入电路、输出电路、微处理器主电路和人机接口电路组成，输入电路设有输入接线端， 输出电路设有输出接线端。
5.根据权利1所述基于电子开关的快速灭弧装置，其特征在于可控组合式限压器由氧化锌非线性电阻串联组成四个单元，四个单元的一端连接在一起组成三相四星形结构， 其中接地单元并联快速真空接触器。
全文摘要
本发明的基于电子开关的快速灭弧限压装置，属于电力配电网技术领域，包括由开关式变压器和电子控制开关组成的高压隔离式电子开关、由氧化锌非线性电阻和快速真空接触器组成的可控组合式限压器、电压传感器和微机控制器。开关式变压器的初级与电压传感器的初级并联，再与可控组合式限压器并联后接入系统母线与大地之间。开关变压器的次级通过一个整流器电路连接到一个可关断快速晶闸管，快速晶闸管的控制端接微机控制器的控制输出端，微机控制器的输入端接电压传感器的次级。本发明适用于6kV、10kV、35kV中性点非有效接地系统，对电力系统的接地电弧及各类过电压具有有效的限制作用，具有动作快速、运行灵活、安全稳定的特点。
文档编号H02H9/06GK102457058SQ201010529538
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者徐成飞 申请人:徐成飞