CN113690868A - 一种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统，包括主线路、第一电路、第二电路、第三电路和第四电路，所述第一电路、第二电路、第三电路和第四电路依次并联；所述主线路串联有单级隔离开关，所述单级隔离开关电性连接有控制单元；所述第一电路串联有避雷器；所述第二电路串联有真空接触器和有效接地电阻器；所述第三电路串联有非线性电阻器和特种熔断器；所述第四电路串联有电压互感器和电流互感器。本发明既能有效地降低过电压水平,又保留了单相接地时供电不中断的优点,同时又具有对非线性电阻的热容量要求不高,以及对设备的短路冲击小等优点，因而对改造现有系统使之减少绝缘事故有实现的可行性。

Description

一种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统
技术领域
本发明涉及电路技术领域，具体为一种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统。
背景技术
当电阻两端的电压与流过的电阻的电流不成比例关系时，伏安特性是曲线，电阻不是一个常数，其随电压和电流变动，称之为非线性电阻。非线性原件导电时不遵从欧姆定律，非线性是指电阻在某些条件下，阻值会发生急剧的变化，比如电视机的消磁电阻，在电视机正常工作时，它的阻值是无穷大的，然而在电视机刚刚接通电源的一刹那，电视机的消磁电阻是很小的，这样电流就可通过消磁线圈对显像管消磁，消磁完毕后，消磁电阻又变的很大，保证了用电的安全可靠。
当非线性电阻系统发生故障，引发高倍过电压时，中性点电压会同时升高，升高至额定电压时非线性电阻立即响应而导通，将电压限制在设定范围内，系统的过电压也被限制在两倍以下，从而消除故障。非线性电阻额定电压高无法限制中性点低电压，中性点电压达到非线性电阻器额定才能够完全导从而通消除故障。
为了解决上述问题，我们对此做出改进，提出一种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供一种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统，包括：主线路、第一电路、第二电路和第三电路，其中所述第一电路、第二电路和第三电路依次并联，并且所述第一电路、第二电路和第三电路均与主线路串联；所述主线路串联有用于建立可靠绝缘间隙的单级隔离开关，所述单级隔离开关电性连接有用于采集系统信号的控制单元；所述第一电路串联有用于保护接地变压器设备绝缘的避雷器；所述第二电路串联有用于导通低阻非线性电阻器的真空接触器；所述第三电路串联有用于保证高压电机和相关设备安全运行的非线性电阻器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第二电路串联有用于降低系统过电压水平的有效接地电阻器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第三电路串联有用于保护电路的特种熔断器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第三电路并联有第四电路，所述第四电路串联有用于把高电压按比例关系变换成低等级标准二次电压的电压互感器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第四电路串联有用于检测电流并反馈给测控装置的电流互感器。
本发明的有益效果是：
一、该种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统过电压水平较低，选线准确率高，能迅速查出接地故障点；
二、本发明既能有效地降低过电压水平,又保留了单相接地时供电不中断的优点,同时又具有对非线性电阻的热容量要求不高,以及对设备的短路冲击小等优点，因而对改造现有系统使之减少绝缘事故也有实现的可行性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统的电路示意图；
图2是本发明一种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统的结构示意图；
图中：1、控制单元；2、单级隔离开关；3、电压互感器；4、避雷器；5、真空接触器；6、特种熔断器；7、有效接地电阻器；8、非线性电阻器；9、电流互感器；10、主线路；11、第一电路；12、第二电路；13、第三电路；14、第四电路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1和图2所示，一种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统，包括主线路10、第一电路11、第二电路12、第三电路13和第四电路14，其中所述第一电路11、第二电路12、第三电路13和第四电路14依次并联，并且所述第一电路11、第二电路12、第三电路13和第四电路14均与主线路10串联。
所述主线路10串联有单级隔离开关2，通过单级隔离开关2，建立可靠的绝缘间隙,将需要检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开,以保证检修人员和设备的安全。所述单级隔离开关2电性连接有用于采集系统信号的控制单元1，通过控制单元模块1，采集系统信号，根据预先编好的程序，通过采集的信号信息分析指令确定应该进行什么操作，按确定的时序，向相应的部件发出微操作控制信号，主要包括节拍脉冲发生器、控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等控制逻辑。
所述第一电路11串联有用于保护接地变压器设备绝缘的避雷器4。当配电系统出现故障时,避雷器4立即动作,将保护接地变压器,从而限制电压幅值,保护接地变压器设备绝缘。
所述第二电路12串联有真空接触器5，当配电系统有故障时，真空接触器5可用来导通低阻非线性电阻器8，在保证不中断负载电流的情况下，实现系统中性点接地电阻之间的切换，从而消除故障，保证设备安全运行。所述第二电路12串联有用于降低系统过电压水平的有效接地电阻器7，降低系统过电压水平，当系统中性点电压处于故障初始阶段时导通，消除故障防止故障扩大化，进一步提高小电流选线准确率，从而快速找到故障点。
所述第三电路13串联有非线性电阻器8，用于无延时准确动作灭弧各消除谐振，吸收弧光、谐振能量，有效防止恢复电压冲击时弧道重燃等故障。此外，非线性电阻器8能有效的控制弧光过电压，保证高压电机和相关设备的安全运行。所述第三电路13串联有特种熔断器6，当电流超过一定数值时，熔断器会产生热量使其熔体熔化，从而断开电流，达到保护的效果。
所述第四电路14串联有电压互感器3，其把高电压按比例关系变换成低等级的标准二次电压,供保护、测量、仪表装置取用。所述第四电路14串联有电流互感器9，当配电系统发生故障会有电流通过，电流互感器9会测得电流反馈给测控装置。
工作原理：该方式在在系统正常运行时非线性电阻器处于高阻状态，有效接地电阻器7处于断开状态，具备不接地方式供电的可靠性与安全性。当系统发生故障时中性点电压处于低水平时有效非线性电阻器投入系统，促使系统电压保持在较低水平，克服了接地电流选线对高阻接地选线不准的缺点，能够正确对金属接地、高阻接地和母线接地进行选线，使得选线准确性达到100％。
当由于事故及操作的原因,系统处于暂态过程中,中性点电压高于相电压时,系统转为中性点大电流接地系统,限制了暂态过程及过电压的发展；当中性点电压低于相电压,如单相接地系统进入稳态时,则系统转为有效接地电阻器接地系统,使供电得以维持,保留了有效接地电阻器系统的优点；若系统长期处于中性点电压高于相电压的准稳态状况中,则系统转为大电流接地系统而将有选择性地保护动作。
综上，该种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统过电压水平较低，选线准确率高，能迅速查出接地故障点。此外，本发明既能有效地降低过电压水平,又保留了单相接地时供电不中断的优点,同时又具有对非线性电阻的热容量要求不高,以及对设备的短路冲击小等优点，因而对改造现有系统使之减少绝缘事故也有实现的可行性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统，其特征在于，包括：
主线路(10)、第一电路(11)、第二电路(12)和第三电路(13)，其中所述第一电路(11)、第二电路(12)和第三电路(13)依次并联，并且所述第一电路(11)、第二电路(12)和第三电路(13)均与主线路(10)串联；
所述主线路(10)串联有用于建立可靠绝缘间隙的单级隔离开关(2)，所述单级隔离开关(2)电性连接有用于采集系统信号的控制单元(1)；
所述第一电路(11)串联有用于保护接地变压器设备绝缘的避雷器(4)；
所述第二电路(12)串联有真空接触器(5)；
所述第三电路(13)串联有用于保证高压电机和相关设备安全运行的非线性电阻器(8)。
2.根据权利要求1所述的一种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统，其特征在于：
所述第二电路(12)串联有用于降低系统过电压水平的有效接地电阻器(7)。
3.根据权利要求1所述的一种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统，其特征在于：
所述第三电路(13)串联有用于保护电路的特种熔断器(6)。
4.根据权利要求1所述的一种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统，其特征在于：
所述第三电路(13)并联有第四电路(14)，所述第四电路(14)串联有用于把高电压按比例关系变换成低等级标准二次电压的电压互感器(3)。
5.根据权利要求4所述的一种非线性电阻并联有效电阻的补偿及限制过电压保护系统，其特征在于：
所述第四电路(14)串联有用于检测电流并反馈给测控装置的电流互感器(9)。
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