专利名称：三相电力电网非直接接地系统过电压限制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及应用在电力电网中的过电压保护装置。更具体地说，是一种用于对3-35kV三相电力电网运行中各类过电压进行限制的系统过电压限制器。
我国现有运行规程规定，当非直接接地系统发生单相接地故障时，允许继续运行两小时。但是，应明确的是，单相接地故障分为金属性直接接地和弧光接地。前者相对地的电压降为零，其余两健全相的对地电压升高至线电压，电网中的电器设备在正常情况下都能承受这种过电压而不损坏。后者则不然，如果单相接地故障为弧光接地，则其过电压的值最高可达3.5倍正常运行相电压的峰值。这样高的电压如果也允许数小时作用于电网，势必造成电气设备内绝缘的积累性损伤及在外绝缘薄弱点造成对地击穿而引发其它事故。运行实践表明，系统单相间隙性的弧光接地，所产生的弧光接地过电压及特殊条件下产生的铁磁谐振过电压已成为这类电网设备及安全运行的一大威胁，其中，更以单相弧光接地过电压为最。对于中心点不接地系统电网，当发生单相接地时，流过接地点的电流为正常运行电压下各相对地电容电流的三倍(称之为系统接地电容电流)。当35kV系统电容电流大于10A、10kV及以下系统电容电流大于30A时，由于流过接地点的电容电流过零后重燃的几率增大，系统将出现较高的弧光接地过电压。为此已有技术中规定，在这种情况下，必须采取中心点经消弧线圈接地的接线方式。但是，尽管如此，实际运行中，单相弧光接地过电压造成设备损坏及影响系统运行安全的事故仍时有发生，其原因是消弧线圈是分级调谐的，且必须保证在日常运行时处于过补偿状态，如果系统突然发生改变时，特别是在系统运行方式变化及发生事故时，原补偿状态受到破坏，这时发生单相接地故障，流过接地点的电流将会变大，同时呈感性，如此电流达到一定程度时，同样会发生弧光过电压。实际上接地点的电弧是否能自灭，与流过电接地点的电流大小、电流过零后接地点电压的恢复速度以及电流过零后弧道绝缘强度的恢复速度等多种因素有关。可见，仅仅以35kV时10A、10kV及以下时30A作为加装消弧线圈的依据也不尽合理。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，提供一种三相电力电网非直接接地系统过电压限制器，以便更为有效地抑制各种类型的过电压对这类电网的侵害，提高这类电网运行可靠性。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现本实用新型的结构特点是设置高压交流接触器，在被控三相三线系统的各相母线与地之间分别串联联接所述高压交流接触器的常开式开关触头，所述各开关触头为本相弧光接地关有过电压时接通。
本实用新型是在母线与地之间设置高压交流接触器开关，当系统发生不稳定单相弧光接地，并产生过电压时，相应相的开关触头闭合，使故障相的母线直接接地，系统由不稳定的单相弧光接地转变成该相稳定的金属性直接接地，故障相的对地电压降为零，原接地故障点的电流将消失；其它两相的对地电压升高至稳定的安全运行电压，即线电压。这种状态在现行运行规程中允许继续运行一段时间。与已有技术相比，本实用新型可以更为有效地抑制三相电力电网非直接接地系统各种类型过电压对于这类电网的侵害，提高这类电网运行可靠性。
图1为本实用新型单线原理示意图。
图2为本实用新型三线原理示意图。
以下通过实施例，结合附图对本实用新型作进一步描述。
实施例参见图1、图2，本实施例中，设置高压交流接触器，在被控三相三线系统的各相母线A、B、C与地之间分别串联联接高压交流接触器的常开式开关触头J ZEA、J ZEB和J ZEC，各开关触头J ZEA、J ZEB、J ZEC为本相弧光接地并有过电压时接通。
由于高压交流接触器开关动作的相对迟缓性，本实施例中，在被控三相线的各相母线A、B、C与地之间，分别跨接有由放电间隙P和非线性氧化锌阀片ZnO串联连接构成的限压支路。这一限压支路是本装置中对于过电压进行限制的第一器件。为了使得这种保护方式不仅能限制相对地的过电压，同时能够限制相与相之间的过电压。采用以串联连接的放电间隙P和非线性氧化锌阀片ZnO保护支路构成的三相组合式过压限制电路。即放电间隙+氧化锌阀片不仅装设于母线相对地之间，同时装设于相与相之间。设置间隙P的放电电压值略大于正常运行时电网最高运行电压的峰值，则即使在发生长时间的单相金属性接地的情况下，间隙都不会放电，从而保证了正常运行及发生单相金属性接地时(此时非接地相的对地电压升高至线电压)氧化锌的荷电率为零，这就保证了氧化锌长时间工作的安全性及使用寿命。
高压交流接触器采用三相共体式结构，各相开关触头相互闭锁。包括在机械及电气上实现双重闭锁，即当其中任一相闭合使该相母线接地后，其他两相中的任何相闭锁不作闭合动作，以避免造成母线两相短路事故。
为了能够准确及时地判定过电压性质、接地故障发生的相别及按照预先设定的方式协调各器件动作，可以设置控制器ZK，同时设置的有原系统中接于母线上的电压互感器PT、原系统中接于各条母线出线上的断路器DL(DL1、DL2、DLi、DLn)。接于各条出线上的零序电流互感器CT0(CT01、CT02、CT0i、CT0n)、接于高压交流接触器各开关与地之间的电流互感器CTE(CTEA、CTEB、CT EC)、接于限压电路与母线之间的交流接触器或断路器J ZB、接于限压电路组件与地之间的电流互感器CTB(CTBA、CTBB、CTBC)。
装置本实用新型的系统工作过程如下1、电网正常运行时，放电间隙P+氧化锌阀片ZnO经断路器J ZB接于母线，因而母线始终处于该限压电路的保护之中，高压交流接触器开关触头全部断开，电流互感器CT0二次只有微小的该条线路对地不平衡电容电流流过，PT二次为正常的二次相电压，CTB、CTE一次侧均无电流流过，控制器ZK处于等待工作状态。
2、当系统发生短暂的雷电、操作过电压时，均由放电间隙P+氧化锌阀片ZnO投入保护，控制器同样无需作出反应。
3、对于铁磁谐振过电压，即使因某种过电压冲击致使电磁型PT铁芯进入饱和区而发生铁磁谐振，当这种冲击过去之后，由于放电间隙P+氧化锌阀片ZnO将母线电压限制在仅高出该类PT的设计工作电压，铁芯将退出饱和区而消失，铁磁谐振过电压得到消除。
4、当系统发生直接接地时，接地瞬间的系统过电压由放电间隙P+氧化锌阀片ZnO吸收限制，接地瞬间过后，过电压消失，放电间隙P+氧化锌阀片ZnO退出工作。此时，接地相的对地电压将为“0”，其它相的电压升高为线电压，母线PT接地相的二次电压亦由正常的60V降至“0”，其它两相的二次电压将升至100V左右，CTB(CTBA、CTBB、CTBC)中无一有电流。控制器ZK发出执行指令，使相应的故障线路的DL跳闸，切除故障线路(自动切除方式)。或发出相应信号告知值班人员。
5、当系统发生长时间的弧光接地时，故障线路零序电流互感器CT0i将有断续的系统电容电流流过，同时由于过电压的存在，放电间隙P+氧化锌阀片ZnO动作放电，CTB中有电流流过。据此，判定弧光接地，并判定接地的线别、相别后快束速使故障相的高压交流接触器开关触头接通，完成不接地系统向故障相单相直接接地系统的转换。
权利要求1.一种三相电力电网非直接接地系统过电压限制器，其特征是设置高压交流接触器，在被控三相三线系统的各相母线(A、B、C)与地之间分别串联联接所述高压交流接触器的常开式开关触头(J ZEA、J ZEB、J ZEC)，所述各开关触头(J ZEA、J ZEB、J ZEC)为本相弧光接地并有过电压时接通。
2.根据权利要求1所述的三相电力电网非直接接地系统过电压限制器，其特征是在所述被控三相三线系统的各相母线(A、B、C)与地之间，分别跨接有由放电间隙(P)和非线性氧化锌阀片(ZnO)串联连接构成的限压支路。
3.根据权利要求1所述的三相电力电网非直接接地系统过电压限制器，其特征是采用以串联连接的放电间隙(P)和非线性氧化锌阀片(ZnO)保护支路构成的三相组合式限压电路。
4.根据权利要求1所述的三相电力电网非直接接地系统过电压限制器，所述亮压交流接触器采用三相共体式结构，各相开关触头相互闭锁。
专利摘要三相电力电网非直接接地系统过电压限制器,其特征是设置高压交流接触器,在被控三相三线系统的各相母线与地之间分别串联联接所述高压交流接触器的常开式开关触头,所述各开关触头为本相弧光接地并有过电压时接通。同时设置由放电间隙和非线性氧化锌阀片串联连接构成的限压支路。当系统发生不稳定单相弧光接地,并产生过电压时,本实用新型可以使故障相由不稳定的单相弧光接地转变成该相稳定的金属性直接接地。从而提高电网运行可靠性。
文档编号H02H7/26GK2387650SQ99229228
公开日2000年7月12日 申请日期1999年8月18日 优先权日1999年8月18日
发明者杨亮初, 王川 申请人:王川