CN109842107A - 利用z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置，属于电网安全运行控制技术领域。所述利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置，包括Z型补偿变压器ZDB、高短路阻抗升压变压器GSB、快速开关K、补偿器APC及控制器KZQ；Z型补偿变压器ZDB的中性点O通过快速开关K与高短路阻抗升压变压器GSB的高压绕组相连；高短路阻抗升压变压器GSB的低压绕组与补偿器APC的输出端相连；补偿器APC控制端与控制器KZQ通过RS485通讯线路相连。本发明提供的利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置，可将接地电流补偿至接近于0A，彻底消除弧光，提高了电网安全性。
Description
技术领域
本发明属于电网安全运行控制技术领域，具体涉及一种利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿的装置。
背景技术
谐振接地配电系统中，若发生单相接地故障，消弧线圈可对接地电流进行补偿。但由于接地电流中除无功成分外还含有有功分量及谐波分量，而消弧线圈只能补偿无功电流。所以当接地电流中的有功电流和谐波电流较大时，由于不能被消弧线圈补偿，有时仍会产生接地点电弧不能自熄而产生较高的过电压，影响系统安全运行人身与设备安全受到威胁。
发明内容
为了使电网安全运行，本发明提出了一种利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置，可将接地电流补偿至接近于0A，彻底消除弧光，提高了电网安全性。
本发明采用的技术方案是：一种利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置，包括Z型补偿变压器ZDB、快速开关K、高短路阻抗升压变压器GSB、补偿器APC及控制器KZQ；Z型补偿变压器ZDB的中性点O通过快速开关K与高短路阻抗升压变压器GSB的高压绕组相连；高短路阻抗升压变压器GSB的低压绕组与补偿器器APC的输出端相连；补偿器APC控制端与控制器KZQ通过RS485通讯线路相连。
本发明技术方案的进一步改进在于：Z型补偿变压器ZDB的高压绕组为Z型接线方式，低压绕组为Y型接线方式。
本发明技术方案的进一步改进在于：Z型补偿变压器ZDB的高压绕组与母线相连，低压绕组与补偿器APC相连。
本发明技术方案的进一步改进在于：高短路阻抗升压变压器GSB将传统的串联电抗器与升压变压器集成在一起。
本发明技术方案的进一步改进在于：补偿器APC为有源补偿器或无源补偿器。
本发明技术方案的进一步改进在于：快速开关K为有触点开关或电子无触点开关。
本发明技术方案的进一步改进在于：不包括快速开关K而直接短接Z型补偿变压器ZDB的中性点O与高短路阻抗升压变压器GSB的高压绕组。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：
本发明提供的配电网单相接地电流全电流补偿装置，通过高短路阻抗升压变压器GSB、快速开关K、Z型补偿变压器ZDB、补偿器器APC及控制器KZQ等设备，以及高短路阻抗升压变压器GSB的高压绕组通过快速开关K与Z型补偿变压器ZDB的中性点O相连；高短路阻抗升压变压器GSB的低压绕组与补偿器APC的输出端相连；补偿器器APC控制端与控制器KZQ通过RS485/RS232或网络通讯线路相连。在系统发生单相接地故障后，控制器KZQ检测接地点电流及接地点，据此计算出补偿器器APC的控制量，发送给补偿器器APC，并同时发出合闸指令闭合快速开关K,补偿器APC通过补偿变压器ZDB中性点向系统注入补偿电流，可将接地电流补偿至接近于0A，彻底消除弧光，达到快速消弧补偿的目的。 当控制器KZQ检测到接地故障消失后，控制快速开关K断开、补偿器APC停止输出，系统恢复正常状态。
本发明提供的利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地故障全电流补偿装置，采用低零序阻抗的Z型接线的补偿变压器，实现了Z型补偿变压器ZDB既可做为电源变压器为补偿器APC供电也可通过中性点O做为补偿电流注入系统的两功能的二合一，从而无需将APC输出的补偿电流通过原装设的接地变压器中性点注入系统，节省了从全补偿装置到系统内原有接地变压器的连接用高压电缆，实现了对装置结构的简化,降低施工难度和造价。
本发明提供的利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地故障全电流补偿装置，采用高短路阻抗升压变压器GSB将传统的串联电抗器与升压变压器集成在一起, 包含升压与电抗器两种功能，降低占地面积和造价。
本发明提供的利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地故障全电流补偿装置，整体结构清晰，容易制造，便于集成和系列化生产，成本低廉，使用方便，工作稳定可靠，补偿精度高。
本发明的装置可独立运行也可以与传统消弧线圈配套运行，适用于新建变电站或老站改造。
附图说明
图1是本发明提供的利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿的装置原理结构图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明：
本发明公开了一种利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置，可将接地电流补偿至接近于0A，彻底消除弧光。下面是具体的实施例：
如图1所示，本发明公开一种利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置，包括Z型补偿变压器ZDB、快速开关K、高短路阻抗升压变压器GSB、补偿器APC及控制器KZQ；Z型补偿变压器ZDB的中性点O通过快速开关K与高短路阻抗升压变压器GSB的高压绕组相连；高短路阻抗升压变压器GSB的低压绕组与补偿器APC的输出端相连；补偿器APC控制端与控制器KZQ通过RS485通讯线路相连；具体的，补偿器APC控制端与控制器KZQ之间也可以通过RS232或网络线路连接。
进一步地，Z型补偿变压器ZDB的高压绕组为Z型接线方式，低压绕组为Y型接线方式。具体的， Z型补偿变压器的高压绕组与母线相连，低压绕组与补偿器APC相连，为补偿器APC提供能量。
进一步地，高短路阻抗升压变压器GSB将传统的串联电抗器与升压变压器集成在一起,外侧的高压线圈和内侧的低压线圈同轴缠绕,实现了将传统的串联电抗器与升压变压器集合成一台变压器中，且恰到好处的包含了升压变压器与电抗器两种功能。
进一步地，补偿器APC可以为有源补偿器，也可以为无源补偿器如变压器、调压器等。
进一步地，快速开关K可以使用有触点开关或电子无触点开关例如可控硅、IGBT等。
进一步地，本发明公开的利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置也可以不包括快速开关K而直接短接Z型补偿变压器ZDB的中性点O与高短路阻抗升压变压器GSB的高压绕组。
进一步地，控制器KZQ包括微处理器、电信号采集电路、快速开关K控制电路；同时，控制器KZQ与装置内其它相关的电压传感器、电流传感器相连，实时采集电流电压信号，控制器KZQ控制快速开关K的闭合、打开动作。
具体的，控制电路的微处理器芯片采用DSP28335。芯片DSP28335，具有精度高，成本低， 功耗小，性能高，外设集成度高，数据以及程序存储量大。
所述电信号采集电路包括电压传感器及AD转换电路。AD转换电路的芯片选用AD7606；所述AD7606具有 8通道DAS，内置16位、双极性、同步采样ADC，可实现多路灵活的并行或串行AD转换。
综上所述，本发明提供的配电网单相接地电流全电流补偿装置，通过高短路阻抗升压变压器GSB、快速开关K、Z型补偿变压器ZDB、补偿器APC及控制器KZQ等设备，以及高短路阻抗升压变压器GSB的高压绕组通过快速开关K与Z型补偿变压器ZDB的中性点O相连；高短路阻抗升压变压器GSB的低压绕组与补偿器APC的输出端相连；补偿器APC控制端与控制器KZQ通过RS485/RS232或网络通讯线路相连。在系统发生单相接地故障后，控制器KZQ检测残流并计算出补偿器APC的控制量，发送控制命令给补偿器APC以及控制快速开关K闭合，补偿器APC即可通过补偿变压器中性点向接地点输出补偿电流，可将接地电流补偿至接近于0A，达到快速消弧补偿的目的。 当控制器KZQ检测到接地故障消失后，控制快速开关K断开，系统恢复正常状态。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置，其特征在于，包括Z型补偿变压器ZDB、高短路阻抗升压变压器GSB、快速开关K、补偿器APC及控制器KZQ；Z型补偿变压器ZDB的中性点O通过快速开关K与高短路阻抗升压变压器GSB的高压绕组相连；高短路阻抗升压变压器GSB的低压绕组与补偿器APC的输出端相连；补偿器APC控制端与控制器KZQ通过RS485通讯线路相连。
2.根据权利要求1所述的一种利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置，其特征在于：Z型补偿变压器ZDB的高压绕组为Z型接线方式，低压绕组为Y型接线方式。
3.根据权利要求2所述的一种利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置，其特征在于：Z型补偿变压器ZDB的高压绕组与母线相连，低压绕组与补偿器APC相连。
4.根据权利要求1所述的一种利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置，其特征在于：高短路阻抗升压变压器GSB将传统的串联电抗器与升压变压器集成在一起。
5.根据权利要求1所述的一种利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置，其特征在于：补偿器APC为有源补偿器或无源补偿器。
6.根据权利要求1所述的一种利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置，其特征在于：快速开关K为有触点开关或电子无触点开关。
7.根据权利要求1所述的一种利用Z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置，其特征在于：不包括快速开关K而直接短接Z型补偿变压器ZDB的中性点O与高短路阻抗升压变压器GSB的高压绕组。
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| CN110350504A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-10-18 | 中山职业技术学院 | 一种应用在中性点谐振接地电网的有源多级补偿装置 |
| CN110601206A (zh) * | 2019-10-18 | 2019-12-20 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种自产供电相电源的接地故障电流补偿系统及方法 |
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| CN104319757A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-01-28 | 中国矿业大学 | 补偿单相接地故障电流中有功分量的消弧线圈装置及方法 |
| CN209375132U (zh) * | 2019-01-18 | 2019-09-10 | 苏州立旭智能电气有限公司 | 利用z型补偿变压器实现配电网单相接地电流全补偿装置 |
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