CN111864715A - 一种归一化模块组合式消弧线圈 - Google Patents

一种归一化模块组合式消弧线圈 Download PDF

Info

Publication number
CN111864715A
CN111864715A CN202010705170.5A CN202010705170A CN111864715A CN 111864715 A CN111864715 A CN 111864715A CN 202010705170 A CN202010705170 A CN 202010705170A CN 111864715 A CN111864715 A CN 111864715A
Authority
CN
China
Prior art keywords
adjustable
arc suppression
component
current
capacity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010705170.5A
Other languages
English (en)
Inventor
梁志瑞
王铁玉
梁策
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202010705170.5A priority Critical patent/CN111864715A/zh
Publication of CN111864715A publication Critical patent/CN111864715A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/08—Limitation or suppression of earth fault currents, e.g. Petersen coil
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0092—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the data processing means, e.g. expert systems, neural networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

本发明公开了一种归一化模块组合式消弧线圈，包括一个“可调部件”和若干个“不可调部件”以及一个“智能决策模块”,每个不可调部件只能提供一个固定的消弧补偿电流，可调部件提供的消弧补偿电流可以在该部件的额定电流范围内全程灵活调节。所述归一化模块组合式消弧线圈接入配电系统的中性点后，构成谐振接地系统，依据自动监测到的系统当前总的对地电容电流，通过智能决策后合理设置不可调部件的接入个数，以及合理调节可调部件的参数设置从而控制其输出的电流，可调部件以及各个接入的不可调部件提供的消弧补偿电流汇合后接入配电系统的中性点，即可合理精确地补偿接地点的电容电流。

Description

一种归一化模块组合式消弧线圈
技术领域
本发明属于电力系统中性点接地技术领域。
背景技术
中性点经消弧线圈接地是我国城市10kV及35kV配电网现在及将来的主要运行方式之一。随着城市配电网的快速发展，电缆线路的应用急剧增加，配电网的电容电流数值也急剧增大。目前的消弧线圈采用的设计原理主要是电感线圈型、调容型、饱和电抗器型、相控型，绝大部分产品是电感线圈型的，其它类型的产品各有特点，但是因为各有明显的缺点，所以应用的并不多。目前，各类设备大部分都是单体式结构，其额定容量不易做大，缺乏统一的产品技术规范，各个生产厂家自行规定其产品系列的参数，其不适应性日益突出：首先是在许多场合即使使用最大的单台设备的容量也达不到补偿容量的需求，多台并联不便于控制而应用受限，所以这些场合往往存在严重的欠补偿运行方式，隐患较大；其次，各个厂家产品自成体系，给用户在长期使用中的维修和更换设备造成许多困难；再者，难以使先进的控制方法和技术及时地应用到相关的环节上，不利于技术进步，等等。若按照某8421并联电抗器理念设计消弧线圈，则其产品系列的额定容量最小级差只能是按照2的平方倍数增加，产品容量级差太粗，不适宜合理的系列化产品的设计和生产。
发明目的
本发明的目的是为了克服消弧线圈目前在生产和使用上存在的问题，旨在设计一种归一化模块组合式消弧线圈及其系列产品，以达到以下目的和效果：
1.本发明所设计的组合式消弧线圈内部将一个可调部件和若干个不可调部件并联，不可调部件并联的个数根据系统总的电容电流确定，这样就可以适应系统中的任意大小的电容电流。
2.组成组合式消弧线圈的可调部件和不可调部件都是优化设计后采用统一标准制造的，使得设备制造需要的总的部件类型非常少，使得生产过程简单，便于降低生产成本，提高产品质量，用户的备品备件也可以大大减少，从而减少备件库存，降低维修成本。
3.消弧线圈硬件生产统一后，有利于相关的智能部件对消弧线圈硬件接口的统一，同时有利于先进的测控系统的独立开发和应用，有利于使先进的控制方法和技术及时地得以推广应用。
4.消弧线圈的主回路原件(尤其是绕线式电感设备)是皮实耐用的，而其智能控制部分以及调节开关往往是比较容易出现故障的，是易损的，此时，因为本发明组合式消弧线圈的主体的标准化设计，就使得易损部件容易更换，甚至可以采用不同厂家生产的部件都可以轻易更换损坏部件。
5.按照本发明的方法容易形成较高级别的统一的产品标准，产生更大的社会和经济效益。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种归一化模块组合式消弧线圈，包括一个可调部件和若干个不可调部件以及一个智能决策模块，所述可调部件和所述不可调部件均可提供消弧补偿电流，其中，所述可调部件所提供的消弧补偿电流是可调节的，所述不可调部件所提供的消弧补偿电流是不可调节的；
所述智能决策模块根据电压电流输入接口取得的配电系统的电压及电流信号，经过智能分析后，计算出系统当前总的额定对地电容电流，对所有不可调部件的接入进行控制，对可调部件的调谐进行控制，对接地选线及保护控制进行控制，并且通过相应的接口将控制信号输出到受控模块的输入接口；所述智能决策模块具有人机交互接口、与测控中心交互信息接口，所述人机交互接口、与测控中心交互信息接口均采用标准化接口；
所述归一化模块组合式消弧线圈接入配电系统的中性点后，构成谐振接地系统；依据自动监测到的所述谐振接地系统当前总的对地电容电流，通过智能分析后，设置不可调部件的接入个数，并调节可调部件的参数设置，对接地点的电容电流进行补偿。
所述不可调部件采用线绕电抗器型部件。
所述可调部件优选线绕式可调电抗器型部件，也可使用调容式、磁饱和式、相控式部件。
所述不可调部件和可调部件的额定容量的配置采用“部件额定容量同一化”准则，即归一化模块组合式消弧线圈中的可调部件与不可调部件的额定容量均相等，所述均相等的额定容量被称为“部件额定容量”，简称“部件容量”；将消弧线圈设备整体的额定容量称为“设备额定容量”，简称“设备容量”，设备容量最小的消弧线圈只用一个可调部件，不配不可调部件，随着设备容量的增大需要逐步增加配接的不可调部件的个数，假设部件容量是INBJ，设备容量是INSB，则满足如下关系：
INSB＝(1+n)INBJ，其中，n是不可调部件接入的个数，n＝0,1,2,3…。
采用按照“设备总输出端的容量调节细度”，简称“设备总输出调节细度”，对可调部件输出抽头的容量全程等差设置的准则，简称“可调部件抽头全程等差准则”，在部件容量INBJ和设备总输出调节细度ΔI给定后，算出可调部件抽头个数m，即m＝INBJ/ΔI，其中，m为整数；
按照所算出的抽头个数m制造可调部件，则组成的归一化模块组合式消弧线圈，无论其设备容量多大，其总输出的调节细度总能在设备容量的全范围内保持与可调部件一样的不变的调节细度ΔI。
使用所得到的消弧线圈，在运行中在其设备容量全范围内，可调接到与要求的电流相差不大于ΔI/2的精度。
优选地，采用消弧线圈总输出调节细度ΔI为2.5安培，INBJ为50安培或30安培。
采用INBJ为50安培时，可调部件的抽头个数为m＝50/2.5＝20；采用INBJ为30安培时，可调部件的抽头个数为m＝30/2.5＝12。
优选地，本发明的可调部件采用饼线圈串联组合可调电抗器，即饼式电抗器的方式设计制作，每个饼线圈的磁路都是独立的，没有互感，饼线圈的个数等于可调部件的抽头数m，每个饼线圈内部没有抽头,所有饼线圈依次串接组合，设第i个饼线圈的抽头为抽头i，则所述可调部件的各个参数如下：
Figure BDA0002594483140000041
附图说明
图1是本发明所述归一化模块组合式消弧线圈的结构示意图。
图2是本发明所述消弧线圈的可调部件的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本发明。
本发明提出一种归一化模块组合式消弧线圈，主要包括一个可调部件和若干个不可调部件以及一个智能决策模块，所述可调部件和所述不可调部件均可提供消弧补偿电流，其中，所述可调部件所提供的消弧补偿电流是可调节的，所述不可调部件所提供的消弧补偿电流是不可调节的。
图1是本发明所述归一化模块组合式消弧线圈的结构示意图，各部件的连接关系和控制原理是这样的，可调部件和各个不可调部件分别经过电流互感器TC和开关连接到小母线，小母线经过TC和开关连接到配电系统的中性点，小母线汇集可调部件和各个不可调部件的补偿电流后注入配电系统中性点；智能决策模块的可调部件调谐控制信号输出端口通过信号线连接到可调部件的可调部件控制器端口，向可调部件下达调谐控制信号，控制可调部件的输出电流，该电流与接入到小母线的各个不可调部件的电流汇总后注入配电系统的中性点，然后去补偿接地点的电容电流；智能决策模块的不可调部件接入控制信号输出端口通过信号线连接到各个不可调部件的开关的控制端口，控制各个开关的通断，从而控制相应的不可调部件是否需要接入；接入配电系统中性点处的总开关以及可调部件的接入开关也有来自智能决策模块的开关控制信号线，可根据应用中的需要控制其通断；智能决策模块的电压电流入口接收有关电压电流的二次信号，包括所在配电系统的各段母线电压、所有出线零序电流、本消弧线圈内部各个测量点的电流，智能决策模块对这些信息进行科学的分析后才能做出对可调部件和不可调部件的控制决策，以及产生各种故障报警信息和接地保护跳闸信号等；智能决策模块的人机交互接口提供与显示器、打印机、键盘和U盘等的连接接口，为现场人机交互创造方便；智能决策模块的接地选线及保护控制信号输出接口进行接地故障报警信号的输出，以及接地保护跳闸控制信号的输出，控制接地故障所在线路的跳闸；智能决策模块还有与测控中心交互信息接口，用于自动上传接地故障等信息，并接受调控中心对本设备的调控指令。
不可调部件采用线绕电抗器型式，经济性及可靠性最好。可调部件优先采用线绕式可调电抗器形式，经济与可靠性好，也可选择调容式、磁饱和式、相控式。
可调部件和不可调部件的额定容量及组合标准的确定是一个多变量优化问题，不同的额定容量及组合标准具有不同的特点。本发明采用“部件额定容量同一化”准则，也可简称“部件容量同一化”准则，即归一化模块组合式消弧线圈中的可调部件与不可调部件的额定容量均相等的原则。这个都相等的额定容量称为“部件额定容量”简称“部件容量”。消弧线圈设备整体的额定容量称为“设备额定容量”，简称“设备容量”。设备容量最小的消弧线圈只用一个可调部件，不配不可调部件，随着设备额定容量的增大需要逐步增加配接的不可调部件的个数。
假设部件容量是INBJ，设备容量是INSB，则本发明作为系列产品生产时设备容量的系列是数列INSB＝(1+n)INBJ，(n是不可调部件接入的个数，n＝0,1,2,3…)。
应该优化决策该部件额定容量的值，充分发挥“组合”的优势，还要便于消弧线圈产品的系列化生产。例如，采用INBJ为50安培或30安培。INBJ为50安培时产品的设备容量系列是：50、100、150、200、250、300、350、400、450、…(安培)。INBJ为30安培时产品的设备容量系列是30、60、90、120、150、180、210、240、270、300、330、360、390、420、450、…(安培)。
本发明采用“按照设备总输出端的容量调节细度(简称，设备总输出调节细度)对可调部件输出抽头的容量全程等差设置”准则，简称“可调部件抽头全程等差”准则，在部件容量INBJ和设备总输出调节细度ΔI给定后，可算出可调部件抽头个数m，m＝INBJ/ΔI，注意应该能整除。只要按照该准则算出的抽头个数m制造可调部件，则组成的归一化模块组合式消弧线圈无论其总容量多大(无论其中使用了多少个不可调部件)，其总输出的调节细度总能在全容量范围内保持与可调部件一样的不变的调节细度ΔI。在运行中可以在其总容量范围内，调接到与要求的电流相差不大于ΔI/2的精度。
例如，采用消弧线圈总输出调节细度ΔI为2.5安培，INBJ为50安培或30安培。采用INBJ为50安培时，可调部件的抽头个数为m＝50/2.5＝20。采用INBJ为30安培时，可调部件的抽头个数为m＝30/2.5＝12。
可调部件若是按照传统的方法采用一个单独的线绕多抽头电抗器方式来制作的话，这个部件的耐压需要比工作电压高出几十倍，因此绝缘费用很高。又因为各段线圈的最大工作电流差别很大，为了照顾大的电流需要的导线截面积，绕组导线也很浪费。本发明的可调部件主体采用多个独立线圈串联组合而成，每个线圈都有自己单独的磁回路，所有线圈的磁路都是相互隔离的，没有互感，每个独立线圈称为一个“饼线圈”，饼线圈中间可以有抽头，本发明称这种结构方式为“饼线圈串联组合可调电抗器”，简称“饼式电抗器”。
本发明的可调部件采用饼式电抗器的方式设计制作，饼线圈的个数等于可调部件的抽头数m，每个饼线圈内部没有抽头，其结构原理如图2，各个参数如下：
Figure BDA0002594483140000071
图2中的分接开关(FJKG)是专门定制的，用于控制饼式电抗器的输出端与抽头连接的切换。
图1中的可调部件也可选择调容式原理制造，此时应以能满足规程规定的调谐精度为条件，设置其电容器的组数及容量组合方式。
图1中的可调部件还可选择磁饱和电抗器原理、或者相控原理制造，此时最大的优点是其工作时输出的补偿电流应该连续可调，但是其缺点也是非常明显。

Claims (10)

1.一种归一化模块组合式消弧线圈，其特征在于，包括一个可调部件和若干个不可调部件以及一个智能决策模块，所述可调部件和所述不可调部件均可提供消弧补偿电流，其中，所述可调部件所提供的消弧补偿电流是可调节的，所述不可调部件所提供的消弧补偿电流是不可调节的；
所述智能决策模块根据电压电流输入接口取得的配电系统的电压及电流信号，经过智能分析后，计算系统当前总的额定对地电容电流，对所有不可调部件的接入进行控制，对可调部件的调谐进行控制，对接地选线及保护控制进行控制，并且通过相应的接口将控制信号输出到受控模块的输入接口；所述智能决策模块具有人机交互接口、与控制中心交互信息接口，所述人机交互接口、与控制中心交互信息接口均采用标准化接口；
所述归一化模块组合式消弧线圈接入配电系统的中性点后，构成谐振接地系统；依据自动监测到的所述谐振接地系统当前总的对地电容电流，通过智能分析后，设置不可调部件的接入个数，并调节可调部件的参数设置，对接地点的电容电流进行补偿。
2.根据权利要求1所述的归一化模块组合式消弧线圈，其特征在于，所述不可调部件采用线绕电抗器型部件。
3.根据权利要求1所述的归一化模块组合式消弧线圈，其特征在于，所述可调部件采用线绕式可调电抗器型部件。
4.根据权利要求1所述的归一化模块组合式消弧线圈，其特征在于，所述可调部件采用调容式、磁饱和式、相控式部件。
5.根据权利要求2-4任一所述的归一化模块组合式消弧线圈，其特征在于，所述不可调部件和可调部件的额定容量的配置采用“部件额定容量同一化”准则，即归一化模块组合式消弧线圈中的可调部件与不可调部件的额定容量均相等，所述均相等的额定容量被称为“部件额定容量”，简称“部件容量”；将消弧线圈设备整体的额定容量称为“设备额定容量”，简称“设备容量”，设备容量最小的消弧线圈只用一个可调部件，不配不可调部件，随着设备容量的增大需要逐步增加配接的不可调部件的个数，假设部件容量是INBJ，设备容量是INSB，则满足如下关系：
INSB＝(1+n)INBJ，其中，n是不可调部件接入的个数，n＝0,1,2,3…。
6.根据权利要求5所述的归一化模块组合式消弧线圈，其特征在于，采用按照“设备总输出端的容量调节细度”，简称“设备总输出调节细度”，对可调部件输出抽头的容量全程等差设置的准则，简称“可调部件抽头全程等差准则”，在部件容量INBJ和设备总输出调节细度ΔI给定后，算出可调部件抽头个数m，即m＝INBJ/ΔI，其中，m为整数；
按照所算出的抽头个数m制造可调部件，则组成的归一化模块组合式消弧线圈，无论其总容量多大，其总输出的调节细度总能在全容量范围内保持与可调部件一样的不变的调节细度ΔI。
7.根据权利要求6所述的归一化模块组合式消弧线圈，其特征在于，在运行过程中，在所述消弧线圈的总容量范围内，可调接到与要求的电流相差不大于ΔI/2的精度。
8.根据权利要求7所述的归一化模块组合式消弧线圈，其特征在于，采用消弧线圈总输出调节细度ΔI为2.5安培，INBJ为50安培或30安培。
9.根据权利要求8所述的归一化模块组合式消弧线圈，其特征在于，采用INBJ为50安培时，可调部件的抽头个数为m＝50/2.5＝20；采用INBJ为30安培时，可调部件的抽头个数为m＝30/2.5＝12。
10.根据权利要求6-9任一所述的归一化模块组合式消弧线圈，其特征在于，所述可调部件采用饼线圈串联组合可调电抗器，每个饼线圈的磁路都是独立的，没有互感，饼线圈的个数等于可调部件的抽头数m，每个饼线圈内部没有抽头,所有饼线圈依次串接组合，设第i个饼线圈的抽头为抽头i，则所述可调部件的各个参数如下：
消弧线圈接入系统的额定电压：UN伏
可调部件的额定电压：U0N＝UN/√3伏
抽头电抗，即抽头i到地端的总电抗：XT,i＝U0N/ITN,i欧
饼电抗，即抽头i对应连接那个饼线圈的电抗：XB,i＝XT,i-XT,(i-1)欧
饼额定电流等于它对应连接的抽头的额定电流：IBN,i＝ITN,i
抽头额定电流，即抽头i的额定电流：ITN,i安
饼额定电流，即饼线圈i的额定电流：IBN,i安。
CN202010705170.5A 2020-07-21 2020-07-21 一种归一化模块组合式消弧线圈 Pending CN111864715A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010705170.5A CN111864715A (zh) 2020-07-21 2020-07-21 一种归一化模块组合式消弧线圈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010705170.5A CN111864715A (zh) 2020-07-21 2020-07-21 一种归一化模块组合式消弧线圈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111864715A true CN111864715A (zh) 2020-10-30

Family

ID=73002024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010705170.5A Pending CN111864715A (zh) 2020-07-21 2020-07-21 一种归一化模块组合式消弧线圈

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111864715A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1793996A (zh) * 2005-12-12 2006-06-28 华北电力大学（北京） 主从式消弧线圈自动调谐及小电流接地故障选线系统
CN101075737A (zh) * 2007-06-14 2007-11-21 思源电气股份有限公司 可实现补偿电流大范围的连续可调的消弧线圈
CN201122483Y (zh) * 2007-11-07 2008-09-24 左红艳 主从组合式消弧电抗器
CN201750145U (zh) * 2010-09-09 2011-02-16 河北旭辉电气股份有限公司 特大容量消弧线圈

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1793996A (zh) * 2005-12-12 2006-06-28 华北电力大学（北京） 主从式消弧线圈自动调谐及小电流接地故障选线系统
CN101075737A (zh) * 2007-06-14 2007-11-21 思源电气股份有限公司 可实现补偿电流大范围的连续可调的消弧线圈
CN201122483Y (zh) * 2007-11-07 2008-09-24 左红艳 主从组合式消弧电抗器
CN201750145U (zh) * 2010-09-09 2011-02-16 河北旭辉电气股份有限公司 特大容量消弧线圈

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107834567B (zh) 特高压直流换流站与近区发电厂的无功电压协调控制方法
CN105633977B (zh) 智慧型低压无功补偿装置及方法
CN108573330B (zh) 配电网降损方法及装置
CN107611983A (zh) 一种实现误差补偿供电的一体化设备
CN103457270A (zh) 变压器集中动态无功补偿装置
CN204832484U (zh) 智能变电站补偿式升流装置
CN111969605A (zh) 一种配电线路节能降损系统及方法
CN106712036A (zh) 带激磁调节线圈的可调并联电抗器原理及控制和元件物理参数设计
CN201878088U (zh) Svr线路自动调压器
CN204928102U (zh) 一种分布式自适应配网故障监测处理装置
CN2424559Y (zh) 快速调节消弧线圈装置
CN111864715A (zh) 一种归一化模块组合式消弧线圈
CN108616131A (zh) 一种用于对供电一体化互感器进行功率补偿的装置及方法
CN103384066A (zh) 调匝式消弧线圈自动跟踪补偿系统
CN101388551B (zh) 一种电能质量智能监控调谐装置
CN104749453B (zh) 降低外网单相接地故障对用户电压暂降影响的方法
CN109980665A (zh) 一种配电网三相负载不平衡调节参数优化值的计算方法
CN109274105A (zh) 一种变电站avc系统及其无功实时调节量计算方法
CN109039185B (zh) 一种具有自调节功能的调压变压系统
CN108808692B (zh) 一种分列运行变电站avc系统及其无功实时调节量计算方法
CN217739460U (zh) 一种互感器自动检测系统
Su et al. Research on loop closing operation in 10 kV arc suppression coil grounding distribution network
CN220190473U (zh) 一种新型电容器串联补偿装置
CN216350969U (zh) 用于jp柜工频过电压保护试验的可调功率因数源装置
TWI813191B (zh) 電力管理設備與電力管理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201030

RJ01 Rejection of invention patent application after publication