利用暂态3I03U0构成的零序暂态电流方向保护电路的制作方法

本发明属于电力系统技术领域，特别是涉及一种利用暂态3i03u0构成的零序暂态电流方向保护电路。

背景技术：

在我国，66kv、35kv、10kv配电系统的变压器中性不接地或中性点经消弧线圈接地系统通称为小电流接地系统，在发生一相接地时，因为不形成短路、三相电压保持对称，规程规定可以继续运行1-2小时，如能快速地查找到故障点或及时转移负荷脱离故障点，可以做到不停电，这是它的最大优点。现在国内生产的小电流接地选线装置均不能做到选线正确率100％，主要原因是利用稳态电流构成的选线原理在经电阻接地时，选线灵敏度不足，特别是经消弧线圈接地系统，补偿后的残流很小，此残流属于感性电流，其方向和非故障线路接地电容电流同方向，选线功能将失效。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种利用暂态3i03u0构成的零序暂态电流方向保护电路。

为了达到上述目的，本发明提供的利用暂态3i03u0构成的零序暂态电流方向保护电路包括：电压变换器yh、电抗变换器kh、第一电容器c1—第六电容器c6、第一电阻r1—第十三电阻r13、第一整流桥d1-d4、第二整流桥d5-d8、第九二极管d9—第十三二极管d13、第一三极管s1～第四三极管s4和继电器j，其中：电压变换器yh和电抗变换器kh二次侧各有两个相同的二次线圈；电压变换器yh的第一二次线圈和电抗变换器kh的第一二次线圈顺向串联后，再通过第二电阻r2与第一整流桥d1-d4的两个交流输入端相连接、电压变换器yh的第二二次线圈和电抗变换器kh的第二二次线圈反向串联后，再与第二整流桥d5-d8的两个交流输入端相连接；第二电阻r2串接在电压变换器yh第一二次线圈与第一整流桥d1-d4的一个交流输入端之间；电压变换器yh一次线圈的同名端通过第一电容器c1与输入电压3u0的一端连接，电压变换器yh一次线圈的非同名端通过第一电阻r1与输入电压3u0的另一端相接；电抗变换器kh一次线圈的两端分别连接输入电流3i0，第一整流桥d1-d4和第二整流桥d5-d8的负输出端相互连接、第一整流桥d1-d4的正输出端和第二整流桥d5-d8的正输出端分别与第二电容器c2的两端连接；第三电阻r3并联在第一整流桥d1-d4的两个输出端；第四电阻r4并联在第二整流桥d5-d8的两个输出端；第五电阻r5的一端与第一整流桥d1-d4的正输出端连接、另一端与第三电容器c3的一端连接，第三电容器c3的另一端与第二整流桥d5-d8的正输出端连接；第六电阻r6的一端与直流电源正极连接、另一端与第九二极管d9的阳极连接；第九二极管d9的阴极与直流电源负极连接，第九二极管d9的阳极与第五电阻r5和第三电容器c3的连接点连接；第一三极管s1的基极与第二整流桥d5-d8的正输出端连接；第十二极管d10的阴极与第一三极管s1的基极连接、第十二极管d10的阳极与直流电源负极连接；第一三极管s1的集电极通过第七电阻r7与直流电源正极连接、第一三极管s1的发射极与直流电源负极连接；第四电容器c4的一端与第九二极管d9的阳极连接、另一端与第一三极管s1的集电极连接；第十一二极管d11的阳极与第一三极管s1的集电极连接、阴极与第二三极管s2的基极连接、第二三极管s2的集电极通过第八电阻r8与直流电源正极连接、第二三极管s2的发射极与直流电源负极连接；第五电容器c5的一端与第一电容器c1的集电极连接，另一端与电源负极相接；第六电容器c6的两端分别与第二三极管s2的集电极与发射极连接；第九电阻r9的一端与第二三极管s2的集电极连接、另一端与第三三极管s3的基极连接；第十电阻r10的两端分别与第三三极管s3的基极与发射极连接；第三三极管s3的发射极与直流电源负极连接、第三三极管s3的集电极通过第十一电阻r11与直流电源正极连接；第十二二极管d12的阳极与第三三极管s3的集电极连接、阴极与第四三极管s4的基极连接；第四三极管s4的发射极与直流电源负极连接、第四三极管s4的集电极通过继电器j与直流电源正极连接；第十三二极管d13的阳极与第四三极管s4的集电极连接、阴极与直流电源正极连接。

所述的整流桥为由四个二极管组成的全波整流桥电流，具有两个交流输入端和一对直流输出端。

所述的第二电阻r2和第八电阻r8为可变电阻器。

本发明提供的利用暂态3i03u0构成的零序暂态电流方向保护电路的有益效果：

1：对中性点不接地或经消弧线圈接地系统均可使用暂态零序电流方向保护。

2：灵敏度高，不受接地电阻的影响。

附图说明

图1为接地故障电流波形图；

图2为本发明提供的利用暂态3i03u0构成的零序暂态电流方向保护电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的利用暂态3i03u0构成的零序暂态电流方向保护电路进行详细说明。

如图2所示，本发明提供的利用暂态3i03u0构成的零序暂态电流方向保护电路包括：

电压变换器yh、电抗变换器kh、第一电容器c1—第六电容器c6、第一电阻r1—第十三电阻r13、第一整流桥d1-d4、第二整流桥d5-d8、第九二极管d9—第十三二极管d13、第一三极管s1～第四三极管s4和继电器j，其中：电压变换器yh和电抗变换器kh二次侧各有两个相同的二次线圈；电压变换器yh的第一二次线圈和电抗变换器kh的第一二次线圈顺向串联后，再通过第二电阻r2与第一整流桥d1-d4的两个交流输入端相连接、电压变换器yh的第二二次线圈和电抗变换器kh的第二二次线圈反向串联后，再与第二整流桥d5-d8的两个交流输入端相连接；第二电阻r2串接在电压变换器yh第一二次线圈与第一整流桥d1-d4的一个交流输入端之间；电压变换器yh一次线圈的同名端通过第一电容器c1与输入电压3u0的一端连接，电压变换器yh一次线圈的非同名端通过第一电阻r1与输入电压3u0的另一端相接；电抗变换器kh一次线圈的两端分别连接输入电流3i0，第一整流桥d1-d4和第二整流桥d5-d8的负输出端相互连接、第一整流桥d1-d4的正输出端和第二整流桥d5-d8的正输出端分别与第二电容器c2的两端连接；第三电阻r3并联在第一整流桥d1-d4的两个输出端；第四电阻r4并联在第二整流桥d5-d8的两个输出端；第五电阻r5的一端与第一整流桥d1-d4的正输出端连接、另一端与第三电容器c3的一端连接，第三电容器c3的另一端与第二整流桥d5-d8的正输出端连接；第六电阻r6的一端与直流电源正极连接、另一端与第九二极管d9的阳极连接；第九二极管d9的阴极与直流电源负极连接，第九二极管d9的阳极与第五电阻r5和第三电容器c3的连接点连接；第一三极管s1的基极与第二整流桥d5-d8的正输出端连接；第十二极管d10的阴极与第一三极管s1的基极连接、第十二极管d10的阳极与直流电源负极连接；第一三极管s1的集电极通过第七电阻r7与直流电源正极连接、第一三极管s1的发射极与直流电源负极连接；第四电容器c4的一端与第九二极管d9的阳极连接、另一端与第一三极管s1的集电极连接；第十一二极管d11的阳极与第一三极管s1的集电极连接、阴极与第二三极管s2的基极连接、第二三极管s2的集电极通过第八电阻r8与直流电源正极连接、第二三极管s2的发射极与直流电源负极连接；第五电容器c5的一端与第一电容器c1的集电极连接，另一端与电源负极相接；第六电容器c6的两端分别与第二三极管s2的集电极与发射极连接；第九电阻r9的一端与第二三极管s2的集电极连接、另一端与第三三极管s3的基极连接；第十电阻r10的两端分别与第三三极管s3的基极与发射极连接；第三三极管s3的发射极与直流电源负极连接、第三三极管s3的集电极通过第十一电阻r11与直流电源正极连接；第十二二极管d12的阳极与第三三极管s3的集电极连接、阴极与第四三极管s4的基极连接；第四三极管s4的发射极与直流电源负极连接、第四三极管s4的集电极通过继电器j与直流电源正极连接；第十三二极管d13的阳极与第四三极管s4的集电极连接、阴极与直流电源正极连接。

所述的顺向串联是指两个二次线圈串联时，第一个二次线圈的非同名端与另一个二次线圈的同名端相连接所构成的串联。

所述的反向串联是指两个二次线圈串联时，第一个二次线圈的非同名端与另一个二次线圈的非同名端相连接所构成的串联。

所述的整流桥为由四个二极管组成的全波整流桥电流，具有两个交流输入端和一对直流输出端。

所述的第二电阻r2和第八电阻r8为可变电阻器。

现将本发明提供的利用暂态3i03u0构成的零序暂态电流方向保护电路的工作原理阐述如下：

正常运行时，三相电流平衡，没有输入电压和输入电流输入到本保护电路内，故两端电压接近于零，第一三极管s1的基极电位高于发射极电位而饱和导通，第五电容器c5被第一三极管s1短接，第二三极管s2截止，第三三极管s3导通，继电器j不动作。当某线路发生接地故障，则故障线路的保护装置将引入零序电压和零序电流，保护电路的电气量u1＞u2，m点输出正电位，n点为负电位，第一三极管s1的基极电位低于发射极电位而截止。第五电容器c5开始充电，当达到一定数值后，第二三极管s2导通，第六电容器c6放电，由于第九电阻r9、第十电阻r10的分压结果，使第三三极管s3的基极电位低于发射极电位而截止，第四三极管s4立即导通，继电器j动作跳闸。

因第一电容器c1输出的脉冲时间约为10ms，为使保护电路能可靠动作，需要将一个短脉冲展宽为一个长脉冲。当第二三极管s2由导通变为截止后，第六电容器c6经第八电阻r8充电。可适当选择第八电阻r8、第六电容器c6的充电时间常数，使第三三极管s3的截止时间>20ms，就可以保证保护电路可靠动作。