CN114172384A - 一种66kV低励磁阻抗变压器及其实现接地转移的方法 - Google Patents
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Abstract
一种66kV低励磁阻抗变压器及其实现接地转移的方法，解决了在中性点不接地系统中信号注入困难的问题，可有效提高供电安全性。包括一个初级线圈W1、第一次级线圈W2和和第二次级线圈W3；初级线圈W1用于与单相断路器连接，另一侧用于与变电站主地网接地连接，第一次级线圈W2、第二次级线圈W3分别用于特征信号注入和测量；其特殊之处是：初级线圈W1的额定电流200A、端电压150V；所述次级线圈W2作为主二次绕组，额度电流150A；端电压37.5V；所述次级线圈W3作为副二次绕组，额度电流150A；端电压9.375V；初级线圈W1末端配置有单相电流互感器。
Description
技术领域
本发明属于电力系统技术领域，特别涉及一种66kV低励磁阻抗变压器及其实现接地转移的方法。
背景技术
传统的能源供应已不能跟随当前社会发展的步伐，另外传统能源存在效率低下、不环保、不可再生等弊端因素，因此考虑采用新型清洁可再生能源来为社会的发展提供支持。考虑到经济、高效、环保等因素，综合来看，电能是相对来说最合适的能源。
随着时间的推移，我国在各个领域均取得了举世瞩目的发展，特别是我国的电网建设方面，其建设面积更是涉及到各个偏远地区，几乎含盖了每村每户，尽量使每一个人都能顺利用上电。这就需要在各省市建设一定数量级的变电站，铺设相应规模的传输电缆。在东北地区存在很多66kV系统，这些系统大多采用中性点不接地的运行方式，需要使用到低励磁阻抗变压器。现有的低励磁阻抗变压器，需要使用电压互感器进行信号注入，进行选线和故障定位，解决选线和定位问题；但目前在中性点不接地系统中信号注入困难。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种66kV低励磁阻抗变压器及其实现接地转移的方法。以解决在中性点不接地系统中信号注入困难的问题，可有效提高供电安全性。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种66kV低励磁阻抗变压器，包括一个初级线圈W1、第一次级线圈W2和和第二次级线圈W3；初级线圈W1用于与单相断路器连接，另一侧用于与变电站主地网接地连接，第一次级线圈W2、第二次级线圈W3分别用于特征信号注入和测量；其特殊之处是：初级线圈W1的额定电流200A、端电压150V；所述次级线圈W2作为主二次绕组，额度电流150A；端电压37.5V；所述次级线圈W3作为副二次绕组，额度电流150A；端电压9.375V；初级线圈W1末端配置有单相电流互感器。
进一步，所述单相电流互感器的变比200/5、准确级5P20，以满足系统要求。
进一步，在初级线圈W1和次级线圈W2中间设有第一绝缘接地屏；在初级线圈W1和次级线圈W3中间设有第二绝缘接地屏，以防止线圈之间放电。
进一步，在主次级线圈W2与副次级线圈W3引出端间设有绝缘子支撑，可提高供电安全性，防止漏电。
利用该66kV低励磁阻抗变压器实现接地转移的方法，步骤是：
步骤1构建66kV低励磁阻抗变压接地转移装置，包括：间隔断路器、单相断路器、66kV低励磁阻抗变压器、母线电压互感器和接地选相控制单元，使该66kV低励磁阻抗变压器上口与系统母线通过所述单相断路器KA、KB和KC以及间隔断路器连接，使该66kV低励磁阻抗变压器下口通过接地电缆穿过所述单相电流互感器后直接经变电站主地网接地；接地选相控制单元与所述单相断路器连接，利用母线电压互感器实时获取变电站的66kV母线的电压，在接地选相控制单元测量到系统接地并判别相别后，将单相断路器投入，同时锁闭其它相；
步骤2单相断路器合闸后，经过设定时间延时，启动信号发生器，通过与信号发生器相连的66kV低励磁阻抗变压器主二次线圈W2向系统注入可调频率的电压信号，通过初级线圈W1感应出同频的电压信号，接地选相控制单元采集低励磁阻抗变压器副二次线圈W3反馈的电压信号，分离出与注入的信号同频的电压信号，利用自带单相电流互感器测量出流过初级线圈W1的电流，接地选相控制单元计算系统接地阻抗变化，判别系统接地程度，如判别接地故障消失，控制单相断路器分闸，实现单相接地故障自动复归。
进一步，所述设定时间为3-10秒。
进一步，所述可调频率为75-225Hz。
进一步，当接地电阻≥2000欧姆时，判别接地故障消失。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
该变压器是一种应用于66kV电力系统的单相三绕组变压器。其额定容量为30kvar,一次绕组的额定电流200A、端电压150V，达到满足接地转移要求和产品成本要求的平衡。一次绕组末端配置有单相电流互感器，用于测量流过一次绕组的电流，使整体结构更紧凑，安装方便，减小占用空间。主二次绕组W2额定电流150A、端电压37.5V，用于向系统注入特定频率信号。副二次绕组W3额定电流150A、端电压9.375V，用于注入信号的测量采集。该变压器提出了一种全新的信号注入方式，实现了小信号向66kV系统的注入并且集成了单相电流互感器，便于接地时流入该变压器的电流的测量；解决了在中性点不接地系统中信号注入困难的问题，可有效提高供电安全性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的66kV低励磁阻抗变压器接线原理图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1所示，本发明提供的一种66kV低励磁阻抗变压器，包括一个初级线圈W1、主次级线圈W2和副次级线圈W3组成；初级线圈W1用于与单相接地断路器连接，另一侧用于与变电站主地网4接地连接，次级线圈W2、W3分别用于特征信号注入和测量；初级线圈W1末端配置有单相电流互感器6，所述单相电流互感器6的变比200/5、准确级5P20，以满足系统要求。
所述初级线圈W1作为一次绕组，额定电流200A；端电压150V，其额定容量为30kvar。主次级绕组(主二次绕组)W2r额定电流150A、端电压37.5V，增大注入信号的强度，用于向系统注入特定频率信号。副次级线圈(副二次绕组)W3额定电流150A、端电压9.375V，用于注入信号的测量采集。在主次级线圈W2与副次级线圈W3引出端间设有绝缘子支撑，可提高供电安全性，防止漏电。为防止线圈之间放电，在初级线圈W1和主次级线圈W2中间设有第一绝缘接地屏；在初级线圈W1和副次级线圈W3中间设有第二绝缘接地屏。
利用该66kV低励磁阻抗变压器实现接地转移的方法，步骤是：
步骤1构建66kV低励磁阻抗变压接地转移装置，包括：间隔断路器5、单相断路器1(KA、KB和KC)、66kV低励磁阻抗变压器2、母线电压互感器7和接地选相控制单元8，使该66kV低励磁阻抗变压器上口与系统母线通过所述单相断路器KA、KB和KC以及间隔断路器5连接，间隔断路器5为装置本体故障时的后备保护，负荷侧经低励磁阻抗变压器地网连接。未发生单相接地时，处于分闸状态。三相之间设置机械、电气或程序闭锁，不会使任意两相同时合闸；
该66kV低励磁阻抗变压器下口通过接地电缆穿过所述单相电流互感器3后直接经变电站主地网4接地；接地选相控制单元8与单相断路器1(单相断路器KA、KB和KC)连接；接地选相控制单元安装在控制室通过外接电缆连接到室外的高压装置；用于采集变电站的66kV母线三相电压及零序电压、零序电流互感器的电流信号，并控制单相断路器1的断开与闭合。母线电压互感器7实时获取变电站的66kV母线的电压，在接地选相控制单元8测量到系统接地并判别相别后，将单相断路器1投入，同时锁闭其它相；
步骤2单相断路器1合闸后，经过设定时间(8秒)延时，启动信号发生器6，通过与信号发生器6相连的66kV低励磁阻抗变压器主二次线圈W2向系统注入可调频率(本例为220Hz)的电压信号，通过初级线圈W1感应出同频的电压信号，接地选相控制单元8采集66kV低励磁阻抗变压器副二次线圈W3反馈的电压信号，分离出与注入的信号同频的电压信号，利用自带单相电流互感器3测量出流过初级线圈W1的电流，接地选相控制单元8计算系统接地阻抗变化，判别系统接地程度，如判别接地故障消失(接地电阻≥2000欧姆)，控制单相断路器1分闸，实现单相接地故障自动复归。
该低励磁阻抗变压器符合以下要求：
a)干式铁芯变压器：
b)绝缘水平应与接入电网绝缘水平一致：
c)应满足接入系统最大接地电流，额定电流值不低于200A：
d)初级线圈空载工频励磁阻抗应不大于2Q：
e)应具有耐受两相对地短路电流的能力，耐受电流能力应满足规定；
f)其他应满足GB1094.11的要求。
66kV低励磁阻抗变压接地转移装置，形成一个集监测、保护、控制于一体的综合成套系统，在不改变中性点非有效接地方式优势的前提下，彻底解决中性点不接地系统中难以彻底熄灭接地电弧的问题。可快速接地转移，可减轻对电击人员的伤害，避免间歇性接地引发系统过电压和单相接地引发相间短路故障,同时实现接地故障相自动识别，方便检修人员快速定位接地点，对保证电力企业安全生产、可靠供电及社会群众的生命安全有重要意义。
由于该装置实现了低电阻接地，初级线圈W1(主线圈)工频阻抗只有0.75Ω。使该相对地电压钳制到与地基本等电位，使电击人员接地电流降至很小，且使电弧不能保持，人员脱离导电部分。由于作用在人体的电流时间很短,一般为0.05～0.2S，因此该接地方式能对电击人员起到有效的保护。
配合单相接地断路器KA/KB/KC使故障相经初级线圈W1接地，初级线圈W1(主线圈)工频阻抗只有0.75Ω。所以压降很低，从而使故障相几乎100％接地，相当于人为再造了一个与故障点同相的稳态金属性100％接地，强制故障相电压与大地等电位，从而熄灭单相接地故障电弧，以将故障相、人体、大地三者强迫等电位的方式实现对人身电击保护；以通过接地转移的方式，利用人为制造的稳态接地方式限制间歇性接地过电压。为解决现有单相接地故障时消弧、抑制过电压、人身电击保护、接地选相选线、测距、故障定位困难等问题提供了有力保障。可解决在中性点不接地系统中难以彻底熄灭接地电弧的问题。可防止单相接地飞弧造成相间短路事故，有效提高供电安全性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种66kV低励磁阻抗变压器，包括一个初级线圈W1、第一次级线圈W2和和第二次级线圈W3；初级线圈W1用于与单相断路器连接，另一侧用于与变电站主地网接地连接，第一次级线圈W2、第二次级线圈W3分别用于特征信号注入和测量；其特征是：初级线圈W1的额定电流200A、端电压150V；所述次级线圈W2作为主二次绕组，额度电流150A；端电压37.5V；所述次级线圈W3作为副二次绕组，额度电流150A；端电压9.375V；一次绕组W1末端配置有单相电流互感器。
2.根据权利要求1所述的一种66kV低励磁阻抗变压器，其特征是：所述单相电流互感器的变比200/5、准确级5P20。
3.根据权利要求1所述的一种66kV低励磁阻抗变压器，其特征是：所述初级线圈W1和次级线圈W2中间设有第一绝缘接地屏；所述初级线圈W1和次级线圈W3中间设有第二绝缘接地屏。
4.根据权利要求1所述的一种66kV低励磁阻抗变压器，其特征是：在主次级线圈W2与副次级线圈W3引出端间设有绝缘子支撑。
5.利用如权利要求1所述的66kV低励磁阻抗变压器实现接地转移的方法，其特征是：步骤是：
步骤1构建66kV低励磁阻抗变压接地转移装置，包括：间隔断路器、单相断路器、66kV低励磁阻抗变压器、母线电压互感器和接地选相控制单元，使该低励磁阻抗变压器上口与系统母线通过所述单相断路器KA、KB和KC以及间隔断路器连接，使该低励磁阻抗变压器下口通过接地电缆穿过母线电压互感器后直接经变电站主地网接地；接地选相控制单元与所述单相断路器连接，利用母线电压互感器实时获取变电站的66kV母线的电压，在接地选相控制单元测量到系统接地并判别相别后，将单相断路器投入，同时锁闭其它相；
步骤2单相断路器合闸后，经过设定时间延时，启动信号发生器，通过与信号发生器相连的66kV低励磁阻抗变压器主二次线圈W2向系统注入可调频率的电压信号，通过初级线圈W1感应出同频的电压信号，接地选相控制单元采集低励磁阻抗变压器副二次线圈W3反馈的电压信号，分离出与注入的信号同频的电压信号，利用自带单相电流互感器测量出流过初级线圈W1的电流，接地选相控制单元计算系统接地阻抗变化，判别系统接地程度，如判别接地故障消失，控制单相断路器分闸，实现单相接地故障自动复归。
6.根据权利要求5所述的利用该66kV低励磁阻抗变压器实现接地转移的方法，其特征是：所述设定时间为3-10秒。
7.根据权利要求5所述的利用该66kV低励磁阻抗变压器实现接地转移的方法，其特征是：所述可调频率为75-225Hz。
8.根据权利要求5所述的利用该66kV低励磁阻抗变压器实现接地转移的方法，其特征是：当接地电阻≥2000欧姆时，判别接地故障消失。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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