自动跟踪消弧线圈装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种自动跟踪消弧线圈装置，本装置以磁阀式电抗器作为消弧线圈，在配电网络中的变压器中性点与地之间安装磁阀式可控电抗器，在磁阀式可控电抗器与地之间加装一有源滤波器，在磁阀式可控电抗器中的消弧线圈中性点装设电压互感器和电流互感器，当发生单相接地故障时测量电容电流。本实用新型提供的自动跟踪消弧线圈装置从硬件设备上进行改造，本装置以磁阀式电抗器作为消弧线圈，其能够实现可连续平滑调整，调节范围宽，且调节响应时间短，此外，由于无机械动作设备，气隙固定，振动小，噪声低，具有运行维护简单的特点，在电抗器与地之间串联了有源滤波器，以降低谐波对系统的干扰。
【专利说明】自动跟踪消弧线圈装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电控设备领域，尤其是一种自动跟踪消弧线圈装置。
【背景技术】
[0002]在我国，电力系统中性点接地方式分为两类:直接接地(含小电阻接地)和不直接接地(含经消弧线圈接地)。一般情况下，l1kv及以上的系统中性点采用直接接地方式，66kV及以下系统中性点采用不直接接地方式。
[0003]以llOkV及以下配网为主体，其中35kV系统的接地方式大都采用中性点经消弧线圈接地。这种接地方式下，当系统发生单相接地故障时，接地点将通过接地线路对应电压等级电网的全部对地电容电流。如果此电容电流相当大，就会在接地点产生间歇性电弧，弓丨起过电压，从而使非故障相对地电压极大增加。在电弧接地过电压的作用下，可能导致绝缘损坏，造成两点或多点的接地短路，使事故扩大。消弧线圈一般装设在变压器中性点与地之间，其目的就是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少，以致自动熄弧，保证继续供电，提高可靠性。
[0004]在实际工作中，消弧线圈应根据所补偿的电容电流数值确定容量，并将调节至某一档位，使其电感量偏离其所补偿的电容电流值，以避免发生谐振。容量选择不合适或偏离值过大或过小，都会影响消弧线圈的使用寿命，甚至危急电网安全稳定运行。若补偿后电感电流等于电容电流为全补偿，会引起串联谐振，使消弧线圈感受很高的电压；补偿后电感电流小于电容电流为欠补偿，会发生中性点位移而危及绝缘，因此实际中为确保电网安全稳定，往往多采取过补偿方式，即补偿后电感电流大于电容电流。
[0005]如果消弧线圈档位的计算由调控员手动进行，所需时间长且结果容易出现偏差，不仅效率低，更会给电网安全稳定运行带来不确定性因素。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术不足，提供一种提高消弧线圈档位计算速度快慢、正确率较高的自动跟踪消弧线圈装置。
[0007]本实用新型采用的技术方案是:
[0008]一种自动跟踪消弧线圈装置，本装置以磁阀式电抗器作为消弧线圈，在配电网络中的变压器中性点与地之间安装磁阀式可控电抗器，在磁阀式可控电抗器与地之间加装一有源滤波器，在磁阀式可控电抗器中的消弧线圈中性点装设电压互感器和电流互感器，当发生单相接地故障时测量电容电流。
[0009]而且，所述电容电流测试方法采用谐振测量法。
[0010]本实用新型优点和积极效果为:
[0011]1、本实用新型提供的自动跟踪消弧线圈装置从硬件设备上进行改造，本装置以磁阀式电抗器作为消弧线圈，其能够实现可连续平滑调整，调节范围宽，且调节响应时间短，此外，由于无机械动作设备，气隙固定，振动小，噪声低，具有运行维护简单的特点，在电抗器与地之间串联了有源滤波器，以降低谐波对系统的干扰。
[0012]2、本实用新型提供的自动跟踪消弧线圈装置由于在自动消弧线圈的运行中存在着电容电流测量误差偏大、调谐过多等问题，本实用新型在消弧线圈中性点装设电压互感器和电流互感器，将一次的高电压、大电流转换为低电压、小电流，引入计算机控制系统，并采用“谐振测量法”对电容电流进行实时测量。
【专利附图】
【附图说明】
:
[0013]图1是本实用新型的电路连接原理框图；
[0014]图2是本实用新型中测量电容电流原理图。
【具体实施方式】
:
[0015]下面通过附图结合具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
[0016]一种自动跟踪消弧线圈装置，如图1，在配电网络中的变压器中性点与地之间安装磁阀式可控电抗器，磁阀式可控电抗器具有适用电压范围宽广、可靠性高、谐波小、占地面省、维护简单等显著优点，是一种经济、高性能的静止型动态无功(感性)补偿装置。磁阀式可控电抗器是通过改变电抗器铁芯中的磁通来实现电抗器参数的无级变化，以适应负荷需求。通过改变直流偏磁的大小，来实现对电抗器参数的控制。
[0017]在磁阀式可控电抗器的绕组结构中，每相绕组被分为四个绕组，这四个绕组交叉连接，所需的直流偏磁电压则是通过匝数较少的中间抽头引出，它相当于自耦变压器的输出抽头，同一铁芯柱的两个抽头通过晶闸管连接在一起，但两个铁芯柱上的晶闸管方向相反，使之在电源的正负半波内取得不同极性的直流偏磁，只要改变晶闸管的控制角，就可以改变直流偏磁电流的大小。
[0018]这种磁控方式的优点是，晶闸管上所承受的电压较低，而且晶闸管中通过的电流也不大，具体的数值可根据绕组自身的电阻和所需建立的直流偏磁大小来决定。一般来讲，这种结构的自耦合输出绕组的匝数很少，所取的电压大约在输入电压的5%以内即可满足要求。其等效电路相当于一次侧顺序串联，二次侧反向串联的两个完全相同的变压器。
[0019]在磁阀式可控电抗器与地之间加装一有源滤波器，磁阀式可控电抗器的工作原理决定其拥有铁芯饱和性质，过大的谐波谐振会引起装置损坏、引发事故，出现的高次谐波也会引发电感等原件发生震荡，故增加滤波装置有利于电抗器平稳工作，有源滤波器抑制谐波，其主要由滤波阻抗和输出电抗组成，输出滤波电抗主要是滤除输出电压中的高次谐波分量。
[0020]在发生故障时，需要对故障电容电流进行计算，本专利的电容电流测试方法采用谐振测量法，其思路主要是在消弧线圈内置的零序电压互感器的低压侧串联一个可调电抗L’，并向电网注入一恒定频率的电流信号，调整感抗使其等于线路对地容抗(XL = XC)，发生电路上所谓的串联谐振，回路中流过的电流为阻性，幅值达到最大。判断电流最大处为谐振点，取出此点的感抗，即是系统容抗，由此计算出系统电容电流，为了满足上述需求，在磁阀式可控电抗器中的消弧线圈中性点装设电压互感器和电流互感器，其电路原理图如图2所示。
[0021]图中L’为串联电压互感器低压侧的可调电抗，Is为注入电流源。忽略线圈内置的电压互感器原、副边的电抗，可得到等效电路图。调节电抗L’，根据等值电路发生谐振状态的条件。
[0022]当调节一电抗值L1’，就会返回相应电压，使其注入的电流信号与返回的电压信号相角差为0即发生谐振状态，此时测得的频率即为系统的谐振频率ω?。当调节另一电抗值L1 ’，又可获得另一谐振频率ω 2，从而通过两次获得的谐振频率计算，得到接地电容与故障电容电流，具体公式如下:
_ cor - (Or:一 air
[0023]
[0024]/(■:=:=
Λ'-/, ’)’)
[0025]其中ω、υ分别为系统的频率和相电压，可以计算得到接地电流。
[0026]利用这种方法，电抗值变化所导致电压位移的变化幅度不大，不会对系统稳定性带来较干扰，加之滤波器，更可以保持系统稳定可靠。
[0027]尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
【权利要求】
1.一种自动跟踪消弧线圈装置，其特征在于:以磁阀式电抗器作为消弧线圈，在配电网络中的变压器中性点与地之间安装磁阀式可控电抗器，在磁阀式可控电抗器与地之间加装一有源滤波器，在磁阀式可控电抗器中的消弧线圈中性点装设电压互感器和电流互感器，当发生单相接地故障时测量电容电流。
【文档编号】H02H9/08GK204068245SQ201420499486
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】仝新宇, 王海峰, 程子华, 杨乔川 申请人:国家电网公司, 国网天津市电力公司