CN105322518A - 一种与gis设备配套使用的汇控柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种与GIS设备配套使用的汇控柜，包括在非全相回路的正极与负极之间连接的三个单相断路器辅助触点和一个非全相跳闸出口继电器，所述三个单相断路器辅助触点并联后与所述非全相跳闸出口继电器串联，其特征在于，所述出口继电器的两端并联有一个电能消耗元件。本发明提供的一种与GIS设备配套使用的汇控柜，通过在其出口继电器两端并联电能消耗元件的方案，能够提高出口继电器动作的瞬时功率，在出口继电器两端的电压达到其动作值时，继电器消耗的功率达不到其动作功率，从而不会发生动作，有效的防止继电器误动。

Description

一种与GIS设备配套使用的汇控柜

技术领域

本发明涉及一种与GIS设备配套使用的汇控柜，尤其涉及一种防止汇控柜中非全相跳闸出口继电器误动作的设备。

背景技术

GIS是指六氟化硫封闭式组合电器，具有结构紧凑、安装方便、不受污染及雨、盐雾等大气环境因素影响的优点，现已广泛应用到电力系统中，尤其是63-500KV的电力系统中。与GIS设备配套使用的汇控柜的安装位置一般距离主控制室比较远，电缆从主控室到汇控柜有几百米距离，电缆线长，电缆线芯对地电容较大。

如图1所示，PG、NG为电源的正负极，粗线代表电缆连线。因GIS设备的安装位置距离主控室较远，电缆从主控室至汇控柜有几百米距离，所以电缆线长，电缆线芯对地电容较大。图中C1为正电源电缆对地电容，C2为负电源电缆对地电容。假定控制电压额定值为Ue，正负控制电源对地的绝缘电阻相等，则正常运行时正极PG对地的电压为+50％Ue，负极NG对地的电压为－50％Ue。因此电源正、负极的对地电容上的充电电压为50％Ue，一旦非全相保护非全相跳闸出口继电器47X的A点接地,相当于A、D点接通,则C2两端电压会沿着箭头方向放电。而非全相跳闸出口继电器47X的启动功率较小,47X即刻启动(功率波形图详见图6)，47X的接点将接通断路器的跳闸线圈，迫使断路器跳闸误动，给现场的安全运行带来很大隐患。

因此，需要采取一定的措施解决非全相跳闸出口继电器误动的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够避免非全相跳闸出口继电器误动的与GIS设备配套使用的汇控柜，用以解决现有汇控柜设备中非全相跳闸出口继电器容易受到干扰而误动的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

一种GIS设备，包括在非全相回路的正极与负极之间连接的三个单相断路器辅助触点和一个非全相跳闸非全相跳闸出口继电器，所述三个单相断路器辅助触点并联后与所述非全相跳闸非全相跳闸出口继电器串联，其特征在于，所述非全相跳闸出口继电器的两端并联有一个电能消耗元件。

进一步的，所述电能消耗元器件是一个电阻，所述电能消耗元器件是一个电阻与电容串联的阻容网络。

本发明提供的一种与GIS设备配套使用的汇控柜，通过在其非全相跳闸出口继电器两端增加电阻与电容串联的阻容网络Z的方案，能够提高非全相跳闸出口继电器动作的瞬时功率，从而能够有效的提高其抗干扰能力，防止误动。同时，在非全相跳闸出口继电器两端并联阻容网络Z并联的设计结构简单，实现方便。同时，通过合适电阻、电容值的选择，能够使得GIS设备所在回路较快的达到稳态。阻容网络Z的容性特质，可使阻容网络Z回路呈现高阻状态，避免阻容网络Z发热。另外，在正常的操作中，一旦47X出现一定的操作过电压，阻容网络Z还能够很好地抑制浪涌。

附图说明

图1是常规汇控柜原理图；

图2是带有阻容网络的汇控柜原理图；

图3是阻容网络的运行特性图；

图4是阻容网络在瞬时接通时的电压电流关系图；

图5是汇控柜中一点接地的瞬时接地等效电路；

图6是没有阻容网络的回路的功率波形；

图7是有阻容网络的回路的功率波形。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图2所示，是本发明中带有阻容网络Z的汇控柜原理图。从图中可以看出，非全相回路的正极电压母线连接汇控柜中并联的三个单相断路器辅助触点辅助触点的进线端，并联的三个单相断路器辅助触点辅助触点的出线端连接非全相跳闸出口继电器的进线端，非全相跳闸出口继电器的出线端连接非全相回路的负极母线。在非全相跳闸出口继电器的两端并联有一个阻容网络Z，阻容网络Z的一端连接于非全相跳闸出口继电器的进线端，另一端连接非全相回路的负极母线，阻容网络Z由串联的电阻和电容构成。

阻容网络Z的等效电路图如图3所示，在t＝0时刻，开关S闭合，直流电压源Ue向电容器C充电，元件阻容网络Z中电容器两端电压U_C及充电电流i随时间t变化，其变化曲线如图4所示，τ为时间常数，电容C两端随时间t变化的电压函数为U_C(t)，电流函数为i(t)。

其中， $U_C\left(t\right)=Ue\×(1-e^{\frac{-t}{\mathrm{\τ}}})$

$i\left(t\right)=\frac{Ue}{R}\×e^{-\frac{t}{\mathrm{\τ}}}.$

可见，当时间t＝0时，Uc＝0，电容相当于短路，阻容网络Z呈现阻性状态。当时间t趋近于无穷大时，U_C以指数形式趋近于最终恒定值Ue，到达该值后，电压和电流不再变化，电容相当于开路，电流为零，阻容网络Z呈现高阻状态，此时电路达到稳态。

因阻容网络Z具备以上特性，在回路中S开关接通瞬间，即t＝0瞬间，阻容网络Z的阻容特性使阻容网络Z呈现一定的阻性状态，从而将电源Ue的功率全部被电阻R消耗。更重要的是阻容网络Z在回路稳定后，呈现高阻状态，i＝0，即出现零功耗状态，如图3所示。

针对于本申请，对于阻容网络Z中电阻和电容值的选取，应该满足阻容网络Z与非全相跳闸出口继电器并联后消耗的瞬时功率W₁大于电容C2两端的能量W_c2。经过实验发现，当W₁大于5W时，就可以很好的提高非全相回路跳闸出口继电器的抗误动能力。

当图2所示的回路中A点发生接地故障时，则此时相当于A、D点接通，C2两端电压会沿着箭头方向放电，进而流向非全相跳闸出口继电器47X和阻容网络Z。此时，负电源电缆对地电容C2两端的电压加在阻容网络Z和非全相跳闸出口继电器的两端。对于阻容网络Z来说，阻容网络Z相当于瞬时接通状态，C2两端的电压向电容器C充电，阻容网络Z中的电容C两端电压随时间t变化的电压函数为U_C(t)，电流函数为i(t)。

如图5所示，此时，电容C2两端的电压为50％Ue，在发生故障的瞬间其两端的能量W_c2与未发生故障时相同： $W_{C2}(0+)=\frac{1}{2}{C}_2{U}_{C2}{(0+)}^2=\frac{1}{8}{C}_2{U_e}^2.$ 由于接地故障的发生，电容C2两端电压加在非全相跳闸出口继电器和阻容网络Z两端后所产生瞬时功率、即消耗功率W₁的大小为：于是，由于阻容网络Z呈现阻性状态，在发生接地故障的瞬间，电容C2两端的能量全部被电阻R消耗。功率波形图详见图7，与图6的功率波形图相比，非全相跳闸出口继电器的两端并联阻容网络Z后大大提高了非全相跳闸出口继电器回路的启动功率。可知，即使瞬时电压超过了非全相跳闸出口继电器的启动电压，但由于功率被电阻R消耗，所以其流过的功率也达不到启动功率，从而有效的避免非全相跳闸出口继电器误动。随着时间的推移，当时间t趋近于无穷大时，U_C以指数形式趋近于最终恒定值50％Ue，到达该值后，电压和电流不再变化，电容相当于开路，电流为零，即出现零功耗状态，阻容网络Z呈现高阻状态，从而能够有效的避免阻容网络Z发热。对回路接点的开断能力及回路电源的容量没有任何影响，很好地抑制了干扰电压。

上述实施方式给出了电流消耗元件为串联的阻容网络Z的实施例，作为其他实施方式，电流消耗元件还可以是电阻等其他电流消耗性元件。

以上给出了本发明具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种与GIS设备配套使用的汇控柜，包括在非全相回路的正极与负极之间连接的三个单相断路器辅助触点和一个非全相跳闸出口继电器，所述三个单相断路器辅助触点并联后与所述非全相跳闸出口继电器串联，其特征在于，所述非全相跳闸出口继电器的两端并联有一个电能消耗元件。

2.根据权利要求1所述一种与GIS设备配套使用的汇控柜，其特征在于，所述电能消耗元器件是一个电阻。

3.根据权利要求1所述一种与GIS设备配套使用的汇控柜，其特征在于，所述电能消耗元器件是一个电阻与电容串联的阻容网络。