CN102709899A - 智能消弧消谐过电压保护综合优化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能消弧消谐过电压保护综合优化装置，属于电网保护设备技术领域，其特征在于：包括柜体，柜体内设置有隔离开关、PT消谐装置、大容量综合过电压保护器、单相真空接触器和高压限流熔断器，柜体的面门上安装有智能控制器，隔离开关分别与PT消谐装置、大容量综合过电压保护器和高压限流熔断器相连接，高压限流熔断器与单相真空接触器相连接，智能控制器分别与PT消谐装置和单相真空接触器相连接。本发明能够有效平缓过电压的上升前沿并削平电压尖峰，抑制超低频震荡电流，消除熔断器频繁熔断现象，有效地限制了弧光接地过电压。

Description

智能消弧消谐过电压保护综合优化装置

技术领域

本发明涉及一种智能消弧消谐过电压保护综合优化装置，属于电网保护设备技术领域。

背景技术

随着电网的发展，架空线路逐步被固体绝缘的电缆线路所取代。由于固体绝缘击穿的积累效应，其内部过电压，特别是电网发生单相间歇性弧光接地时产生的弧光接地过电压及由此而激发的铁磁谐振过电压，已成为这类电网安全运行的一大威胁。其中以单相弧光接地过电压最为严重。

在中性点非有效接地系统中，一般接有电磁式电压互感器（以下简称PT）。为了测量三相对地电压和监视对地绝缘，PT的中性点直接接地。由于PT低压侧负载很小，接近于空载状态，从高压侧对地看入的等效励磁感抗很大，在某些切换操作或接地故障消失之后，PT的等效励磁感抗将与系统对地等效电容构成特殊的谐振回路，激发起各种谐波的铁磁谐振过电压，引起PT饱和，由于PT熔断器不能有效熔断数百至数千毫安的饱和励磁电流，最终导致PT烧损，PT柜、避雷器爆炸，母线短路、冲击电网、威胁工作人员人身安全等事故。对电网的安全运行构成了很大的威胁，并严重的影响了供电的可靠性。在中性点非有效接地系统中，PT铁磁谐振过电压是出现最频繁、造成事故很多的一种内部过电压。

针对如此复杂的系统，难以孤立的使用某种或某几种过电压保护装置来全面抑制各种类型的系统过电压，且这些不同厂家生产的过电压保护产品，因保护特性不能相互匹配，而无法彻底有效地抑制系统过电压。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种解决了上述缺陷的，能够有效平缓过电压的上升前沿并削平电压尖峰，抑制超低频震荡电流，消除熔断器频繁熔断现象，有效地限制了弧光接地过电压的智能消弧消谐过电压保护综合优化装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的智能消弧消谐过电压保护综合优化装置，其特征在于：包括柜体，柜体内设置有隔离开关、PT消谐装置、大容量综合过电压保护器、单相真空接触器和高压限流熔断器，柜体的面门上安装有智能控制器，隔离开关分别与PT消谐装置、大容量综合过电压保护器和高压限流熔断器相连接，高压限流熔断器与单相真空接触器相连接，智能控制器分别与PT消谐装置和单相真空接触器相连接。

所述的隔离开关设置在柜体中部，PT消谐装置整体设置在柜体内后下部，大容量综合过电压保护器、单相真空接触器和高压限流熔断器设置在柜体内前下部。

所述的智能控制器为PIC单片机。采用先进的、抗干扰能力极强的PIC单片机，作为核心处理单元的监控装置。采用了远程集中控制设计，在实时监控消弧消谐选线及过电压保护装置的同时，可以根据将母线的电压上传，以远程监视。记录最新16次事件故障特征值；记录数据存于FLASH存储器，装置掉电可保存三年以上。设置了图形液晶面板，可实时显示各种运行状态及数据，信息详细直观，操作、调试方便。

大容量综合过电压保护器，能够有效平缓过电压的上升前沿并削平电压尖峰，并能够耐受过电压产生的超大能量，可以全面消除系统过电压保护的死区。

PT消谐装置测量零序电压准确，消除主PT采用开口角开路方案的固有的正常运行时三相电压不平衡及零序电压超标现象。有效的抑制超低频震荡电流，消除熔断器频繁熔断现象。

一旦系统发生单相弧光接地，单相真空接触器可在30ms之内动作，不仅使故障点的电弧立即熄灭，同时也有效地限制了弧光接地过电压。

若系统发生单相金属接地或单相弧光接地时，本装置动作可使接触电压和跨步电压大大降低，更有利于保障人身安全。

本装置取代PT柜，具有过电压、低电压、失压等保护功能，性价比高。

柜体是等高柜，能与现场的高压柜能配套使用。

本发明适用于发电、变电和用电企业的3.6Kv-40.5kV电力系统。并可替代电压互感器柜、专用避雷器柜等。

本发明所具有的有益效果是：智能消弧消谐过电压保护综合优化装置通过使用了大容量综合过电压保护器、PT消谐装置和单相真空接触器，能够有效平缓过电压的上升前沿并削平电压尖峰，并能够耐受过电压产生的超大能量，可以全面消除系统过电压保护的死区；测量零序电压准确，消除主PT采用开口角开路方案的固有的正常运行时三相电压不平衡及零序电压超标现象，有效的抑制了超低频震荡电流，消除了熔断器频繁熔断现象；一旦系统发生单相弧光接地，单相真空接触器可在30ms之内动作，不仅使故障点的电弧立即熄灭，同时也有效地限制了弧光接地过电压。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、柜体；2、隔离开关；3、PT消谐装置；4、大容量综合过电压保护器；5、单相真空接触器；6、高压限流熔断器；7、智能控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

如图1所示，柜体1内设置有隔离开关2、PT消谐装置3、大容量综合过电压保护器4、单相真空接触器5和高压限流熔断器6，柜体1的面门上安装有智能控制器7，隔离开关2分别与PT消谐装置3、大容量综合过电压保护器4和高压限流熔断器6相连接，高压限流熔断器6与单相真空接触器5相连接，智能控制器7分别与PT消谐装置3和单相真空接触器5相连接。

隔离开关2设置在柜体1中部，PT消谐装置3整体设置在柜体1内后下部，大容量综合过电压保护器4、单相真空接触器5和高压限流熔断器6设置在柜体1内前下部，智能控制器4为PIC单片机。

隔离开关2作为该装置的电源开关，将PT消谐装置3、大容量综合过电压保护器4和高压限流熔断器6接入电力系统中。当系统中不管是断路器开断产生的操作过电压、单相接地时产生的弧光过电压还是雷击时产生的大气过电压，通过大容量综合过电压保护器4有效平缓过电压的上升前沿并削平电压尖峰，并能够耐受过电压产生的超大能量，从而全面消除系统过电压保护的死区。PT消谐装置3在完成系统PT功能的情况下，通过对其特殊设计（即将零PT的直流电阻和感抗加大），达到测量零序电压更准确，消除谐振并有效抑制超低频振荡电流，从而保护PT使电网正常运行。单相真空接触器5通过高压限流熔断器6接入电力系统中，单相真空接触器5是该装置的动作执行元件。

智能控制器7通过对PT消谐装置3的二次电压进行采集，利用其高速的运算和分析能力，对断线、过压、欠压、谐振、接地，三相不平衡等故障，进行判断并做出如下处理：

如果是间歇性弧光接地，则智能控制器7在20ms之间向单相真空接触器5发出合闸命令，单相真空接触器5在10ms之内将故障相与接地网直接连接，30ms之内将弧光接地快速转换为金属性接地。装置动作后智能控制器7面板上显示故障相别和弧光接地信号，同时输出无源开关量接点信号。

如果是单相金属性接地，智能控制器7面板上显示故障的金属接地信号，同时输出无源开关量接点信号。

如果是断线、过压、欠压、谐振、三相不平衡故障，智能控制器7面板上显示故障类信号，同时输出无源开关量接点信号。

Claims (3)

1.一种智能消弧消谐过电压保护综合优化装置，其特征在于：包括柜体（1），柜体（1）内设置有隔离开关（2）、PT消谐装置（3）、大容量综合过电压保护器（4）、单相真空接触器（5）和高压限流熔断器（6），柜体（1）的面门上安装有智能控制器（7），隔离开关（2）分别与PT消谐装置（3）、大容量综合过电压保护器（4）和高压限流熔断器（6）相连接，高压限流熔断器（6）与单相真空接触器（5）相连接，智能控制器（7）分别与PT消谐装置（3）和单相真空接触器（5）相连接。

2.根据权利要求1所述的智能消弧消谐过电压保护综合优化装置，其特征在于：所述的隔离开关（2）设置在柜体（1）中部，PT消谐装置（3）整体设置在柜体（1）内后下部，大容量综合过电压保护器（4）、单相真空接触器（5）和高压限流熔断器（6）设置在柜体（1）内前下部。

3.根据权利要求1所述的过电压保护及PT消谐优化装置，其特征在于：所述的智能控制器（4）为PIC单片机。