用于智能变电站的消弧线圈成套装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种用于智能变电站的消弧线圈成套装置，包括消弧线圈以及用于调节消弧线圈进行补偿的调节控制器，消弧线圈包括一次绕组和二次绕组，二次绕组包括控制绕组和滤波绕组，一次绕组的第一端连接电网的中性点和电子式电压互感器，一次绕组的第二端通过电子式电流互感器接地，二次绕组设置有滤波器组和两个晶闸管、两个晶闸管反向并联后与控制绕组的两端连接，滤波器组接入滤波绕组的两端，调节控制器的两个输入端分别连接电子式电压互感器和电子式电流互感器，调节控制器的控制端连接两个晶闸管，调节控制器的输出端通过光纤以太网接口与外界连接。本实用新型既能符合智能变电站的要求，又能实现补偿电流连续无级可调，可以快速消弧。
【专利说明】用于智能变电站的消弧线圈成套装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电气自动化【技术领域】，尤其是涉及一种用于智能变电站的消弧线 圈成套装置。
【背景技术】
[0002] 智能电网是科学技术和社会经济发展的必然选择，将使人们的生活更便捷、更低 碳、更经济。智能变电站是智能电网的重要组成部分，其相关技术将成为未来变电站自动化 技术发展的方向。
[0003] 消弧线圈是智能变电站的重要设备之一，根据智能电网的标准，系统电容电流超 过10A时应装设消弧线圈，以抑制单相接地时产生的弧光过电压，避免单相故障发展成相 间短路，引起开关跳闸。目前传统的消弧线圈主要有调匝式和调容式两种，它们都采用分档 调节方式，不能实现精确补偿，并且传统的消弧线圈采用的是电磁式互感器，没有统一的通 信标准，通信接口多为RS485串口，不符合智能变电站的要求。
[0004] 此外，为了防止系统在正常情况下产生谐振，消弧线圈都要附加阻尼电阻以增大 系统阻尼率，在系统故障时要利用真空接触器短接阻尼电阻，由于增加了电阻箱、真空接触 器等元件，系统变得很复杂，控制维护难，也不符合智能变电站的要求。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于智能变电站的 消弧线圈成套装置，既能够符合智能变电站的要求，又能实现补偿电流连续无级可调。
[0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是提供一种用于智能变电站 的消弧线圈成套装置，包括消弧线圈以及用于调节消弧线圈进行补偿的调节控制器，所述 消弧线圈包括一次绕组和二次绕组，所述二次绕组包括控制绕组和滤波绕组，所述一次绕 组的第一端连接电网的中性点和电子式电压互感器，所述一次绕组的第二端通过电子式电 流互感器接地，所述二次绕组设置有滤波器组和两个晶闸管、所述两个晶闸管反向并联后 与所述控制绕组的两端连接，所述滤波器组接入所述滤波绕组的两端，所述调节控制器的 两个输入端分别连接所述电子式电压互感器和所述电子式电流互感器，所述调节控制器的 控制端连接所述两个晶闸管，所述调节控制器的输出端通过光纤以太网接口与外界连接。
[0007] 其中，所述消弧线圈成套装置还包括Z型接地变压器，所述Z型接地变压器连接电 网的母线形成中性点，所述Z型接地变压器连接所述消弧线圈的一次绕组。
[0008] 其中，所述消弧线圈成套装置还包括单相隔离开关，所述单相隔离开关接入在所 述Z型接地变压器和所述消弧线圈的一次绕组之间。
[0009] 其中，所述消弧线圈成套装置集成安装于玻纤壳体内，并且在所述玻纤壳体上至 少部分露出所述单相隔离开关。
[0010] 其中，所述调节控制器包括通过所述两个输入端对所述电子式电压互感器和所述 电子式电流互感器进行信号采样的传感器、与所述传感器连接并对采样信号进行调理的调 理器、以及与所述调理器连接并对调理信号进行分析的处理器，所述处理器由进行模数转 换、数据处理和发出控制命令的至少一片ARM芯片组成，所述处理器连接用于对控制命令 进行光电隔离的隔离器，经光电隔离后的控制命令通过所述控制端调节所述两个晶闸管的 导通角变化，所述处理器通过所述输出端使经过处理的数据发出至外界。
[0011] 其中，所述导通角变化范围为〇?180度。
[0012] 其中，所述处理器还连接显示屏或键盘。
[0013] 其中，所述处理器还经过隔离器连接开关输出模块。
[0014] 其中，所述消弧线圈的一次绕组的第一端还同时连接避雷器。
[0015] 其中，所述Z型接地变压器通过三相开关柜连接电网的母线。
[0016] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型的 用于智能变电站的消弧线圈成套装置中，消弧线圈连接电网的中性点，电子式电压互感器 也连接中性点，电子式电流互感器连接消弧线圈一次绕组并接地，调节控制器两个输入端 连接电子式电压互感器和电子式电流互感器，调节控制器控制端连接两个反向并联的晶闸 管，两个晶闸管与消弧线圈的控制绕组连接，消弧线圈的滤波绕组的两端接入滤波器组，调 节控制器输出端通过光纤以太网接口与外界连接，通过上述方式，调节控制器可以收集电 网运行有段的电压/电流状态，在系统发生单相接地故障时能够对两个晶闸管进行连续无 级调节，实现补偿电流连续无级可调，并且由于电压/电流互感器均采用电子式和调节控 制器采用光纤以太网接口输出，完全符合智能变电站的要求，本实用新型电路结构简单，可 以快速消弧，可靠性高，安装维护方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本实用新型用于智能变电站的消弧线圈成套装置一实施例的电路结构示 意图。
[0018] 图2是图1中消弧线圈成套装置的调节控制器的等效结构示意图。
[0019] 图中标记：1，消弧线圈；2,调节控制器；3,电子式电压互感器；4,电子式电流互感 器；5,滤波器组；6、7,晶闸管；8, Z型接地变压器；9,单相隔离开关；10,避雷器；11，三相开 关柜。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0021] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0022] 如图1所示，是本实用新型用于智能变电站的消弧线圈成套装置一实施例的电路 结构示意图。消弧线圈成套装置包括消弧线圈1以及用于调节消弧线圈1进行补偿的调节 控制器2,消弧线圈1包括一次绕组和二次绕组，二次绕组包括控制绕组和滤波绕组，一次 绕组的第一端连接电网的中性点和电子式电压互感器3, 一次绕组的第二端通过电子式电 流互感器4接地，二次绕组设置有滤波器组5和两个晶闸管6、7、两个晶闸管6、7反向并联 后与控制绕组的两端连接，滤波器组5接入滤波绕组的两端，调节控制器2的两个输入端分 别连接电子式电压互感器3和电子式电流互感器4,调节控制器2的控制端连接两个晶闸管 6、7,调节控制器2的输出端通过光纤以太网接口与外界连接。在本实施例中，由于两个晶 闸管6、7反向并联，比起现有技术中单个具有双向性的晶闸管，承受过电流和过电压的能 力更强，使用寿命更长，并且可以两只晶闸管维护和更换成本更低。滤波器组可以滤除两只 晶闸管运行过程中产生的高次谐波，降低电网电压波形畸变，减轻电网干扰。
[0023] 可选地，消弧线圈成套装置还包括Z型接地变压器8和单相隔离开关9, Z型接地 变压器8连接电网的母线形成中性点，Z型接地变压器8连接消弧线圈1的一次绕组。单 相隔离开关9接入在Z型接地变压器8和消弧线圈1的一次绕组之间。单相隔离开关9可 用于使消弧线圈1接入电网或与电网断开。优选地，消弧线圈成套装置集成安装于玻纤壳 体（图未不）内，并且在玻纤壳体上至少部分露出单相隔尚开关9。单相隔尚开关9露出玻 纤壳体，可以让维护人员可以目视确认断电，保证施工安全。由于采用玻纤壳体集成安装， 可以使得消弧线圈成套装置布局紧凑合理，占地小，外形美观，安装维护方便。
[0024] 可选地，消弧线圈1的一次绕组的第一端还同时连接避雷器10, Z型接地变压器8 通过三相开关柜11连接电网的母线。三相开关柜11用于使消弧线圈成套装置接入或与电 网断开。
[0025] 本实用新型中的消弧线圈的一次绕组接入电网的中性点，消弧线圈的控制绕组与 两个反响并联的晶闸管连接，一次绕组的两端分别接入有电子式电压互感器和电子式电流 互感器，调节控制器通过电子式电压互感器和电子式电流互感器来获取电网运行状态，以 在发生单相接地故障时，能够调节两个晶闸管的导通角在0到180度之间变化，使两只晶闸 管的等效阻抗在零到无穷大之间连续变化，输出的补偿电流就可在零到额定值之间连续无 级调节，同时滤波绕组消除晶闸管导通时产生的谐波，使消弧线圈输出电流保持为工频电 流。并且由于采用电子式电压互感器和电子式电流互感器，调节控制器的输出端又通过光 纤以太网接口与外界连接，比如通过光纤以太网把消弧线圈的实时数据与历史记录上传到 变电站控制室主机，从而能够符合智能变电站的要求，特别是满足IEC 61850《变电站网络 与通信协议》标准。
[0026] 如图2所示，是图1中消弧线圈成套装置的调节控制器的等效结构示意图。调节 控制器2包括通过两个输入端对电子式电压互感器3和电子式电流互感器4进行信号采 样的传感器、与传感器连接并对采样信号进行调理的调理器、以及与调理器连接并对调理 信号进行分析的处理器，处理器由进行模数转换、数据处理和发出控制命令的至少一片ARM 芯片组成，处理器连接用于对控制命令进行光电隔离的隔离器，经光电隔离后的控制命令 通过控制端调节两个晶闸管6、7的导通角变化，处理器通过输出端使经过处理的数据发出 至外界。其中，导通角变化范围为〇?180度。调理器调理信号包括去除杂波、改变信号幅 值等操作。处理器在进行信号分析时，包括对调理信号进行模数转换、计算系统发生单相接 地故障时的电容电流。处理器可以通过算法使得系统容抗和消弧线圈感抗相差很大，既能 避免消弧线圈与系统产生谐振，又能快速准确地测量出系统的电容电流。
[0027] 可选地，处理器还连接显示屏或键盘，以及经过隔离器连接开关输出模块。开关输 出模块可用于对电网发出指令。例如发生单相接地故障时，发出高电平，指示电网进行相应 操作。
[0028] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种用于智能变电站的消弧线圈成套装置，包括消弧线圈（1)以及用于调节消弧线 圈（1)进行补偿的调节控制器（2)，其特征在于，所述消弧线圈（1)包括一次绕组和二次绕 组，所述二次绕组包括控制绕组和滤波绕组，所述一次绕组的第一端连接电网的中性点和 电子式电压互感器（3)，所述一次绕组的第二端通过电子式电流互感器（4)接地，所述二次 绕组设置有滤波器组（5)和两个晶闸管（6、7)、所述两个晶闸管（6、7)反向并联后与所述控 制绕组的两端连接，所述滤波器组（5)接入所述滤波绕组的两端，所述调节控制器（2)的两 个输入端分别连接所述电子式电压互感器（3)和所述电子式电流互感器（4)，所述调节控 制器（2)的控制端连接所述两个晶闸管（6、7)，所述调节控制器（2)的输出端通过光纤以太 网接口与外界连接。
2. 根据权利要求1所述的消弧线圈成套装置，其特征在于，所述消弧线圈成套装置还 包括Z型接地变压器（8)，所述Z型接地变压器（8)连接电网的母线形成中性点，所述Z型 接地变压器（8)连接所述消弧线圈（1)的一次绕组。
3. 根据权利要求2所述的消弧线圈成套装置，其特征在于，所述消弧线圈成套装置还 包括单相隔离开关（9)，所述单相隔离开关（9)接入在所述Z型接地变压器（8)和所述消弧 线圈（1)的一次绕组之间。
4. 根据权利要求3所述的消弧线圈成套装置，其特征在于，所述消弧线圈成套装置集 成安装于玻纤壳体内，并且在所述玻纤壳体上至少部分露出所述单相隔离开关（9 )。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的消弧线圈成套装置，其特征在于，所述调节控制器 (2)包括通过所述两个输入端对所述电子式电压互感器（3)和所述电子式电流互感器（4) 进行信号采样的传感器、与所述传感器连接并对采样信号进行调理的调理器、以及与所述 调理器连接并对调理信号进行分析的处理器，所述处理器由进行模数转换、数据处理和发 出控制命令的至少一片ARM芯片组成，所述处理器连接用于对控制命令进行光电隔离的隔 离器，经光电隔离后的控制命令通过所述控制端调节所述两个晶闸管（6、7)的导通角变化， 所述处理器通过所述输出端使经过处理的数据发出至外界。
6. 根据权利要求5所述的消弧线圈成套装置，其特征在于，所述导通角变化范围为0? 180 度。
7. 根据权利要求5所述的消弧线圈成套装置，其特征在于，所述处理器还连接显示屏 或键盘。
8. 根据权利要求5所述的消弧线圈成套装置，其特征在于，所述处理器还经过隔离器 连接开关输出模块。
9. 根据权利要求1至4任一项所述的消弧线圈成套装置，其特征在于，所述消弧线圈 (1)的一次绕组的第一端还同时连接避雷器（10)。
10. 根据权利要求2所述的消弧线圈成套装置，其特征在于，所述Z型接地变压器（8) 通过三相开关柜（11)连接电网的母线。
【文档编号】H02H9/08GK203850831SQ201420196175
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】黎军华, 阎天圣, 胡天祥, 吴晓林 申请人:乐山一拉得电网自动化有限公司