CN1514522A - 单相接地补偿检测装置 - Google Patents

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本发明涉及一种限制或抑制接地故障电流及其补偿检测的保护装置，特别是一种单相接地补偿检测装置，包括接地变压器、消弧线圈回路和电阻回路，接地变压器为三相变压器，其一端的三相线与电网系统的三相线电连接，电阻回路包括有电阻，消弧线圈回路包括有消弧线圈，其结构要点在于，消弧线圈回路和电阻回路并联成一并接电路，其一端连接于接地变压器的中性点，另一端接地，还包括有一高低压开关装置，其与电阻电连接。其优点在于：既克服了本领域技术人员的技术偏见；又取得了预料不到的技术效果，从而既保证了使用上的人身安全，又可达到使故障残流最小的效果；同时节约了成本，提高了补偿和检测的性能。

Description

单相接地补偿检测装置
技术领域
本发明涉及一种限制或抑制接地故障电流及其补偿检测的保护装置，特别是一种单相接地补偿检测装置。
背景技术
现有技术中的单相接地补偿检测装置，包括接地变压器、消弧线圈和电阻回路，接地变压器为三相变压器其一端的三相分别与电网的三相线对应连接，消弧线圈和电阻回路分别接在三相变压器的中性点侧，电阻回路包括电阻和高压开关。在电网的接地系统中，当发生单相接地故障时，该相的接地点将流过容性接地电流，当该对地的容性电流过大时，容易点燃电弧，引起弧光过电压，从而导致故障的扩大，此时可通过消弧线圈的感性电流抵消故障的容性电流，使故障残流减小到最小值，同时通过高压开关对电阻回路进行瞬时投入和断开，以增加回路中瞬时的阻性电流，而保证电网中的继电保护有足够大的瞬间电流使之动作。其不足之处在于：1、对电阻回路的投切是采用高压开关的操作，存在着使用上的安全隐患；2、高压开关的售价高，导致成本也很高，使用的性能和经济价值比低。
发明构成
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种可安全操作、成本低的单相接地补偿检测装置。
本发明可以通过以下途径来实现：
单相接地补偿检测装置，包括接地变压器、消弧线圈回路和电阻回路，接地变压器为三相变压器，其一端的三相线与电网系统的三相线电连接，电阻回路包括有电阻，消弧线圈回路包括有消弧线圈，其结构要点在于，消弧线圈回路和电阻回路并联成一并接电路，其一端连接于接地变压器的中性点，另一端接地，还包括有一高低压开关装置，其与电阻电连接。
由于采用高压开关直接调节在结构上简单，因此，本领域技术人员从技术角度考虑，在单相接地补偿检测装置中都使用高压开关进行调节，而不考虑使用高低压开关装置，但久而久之，本领域技术人员均认为无论是在技术方面，还是在其他方面，高低压开关装置都不适用于本补偿检测装置中，这样，产生了这种普遍存在的偏离客观事实的认识，这种技术偏见长期引导着人们不从其他角度考虑高低压开关装置在该失地保护装置中应用的可能性。而本发明的发明人正是反其道而行之，采用了人们由这种技术偏见而舍弃的技术手段，从而解决了技术问题，即：由于高低压开关装置可通过低压回路控制高压回路，只需将人为控制端设置在低压回路，就可以控制高压电路，即通过高低压开关装置来控制电阻的接入与断开。这样，因为低压回路相对于高压开关在使用上更为安全，该装置就可以方便地通过人为进行控制，同时高低压开关装置的造价较为低廉，举例来说：在10KV电网系统中，一台10KV的高压开关的售价为4～5万元，而一套高低压开关装置如变压器，其最高不超过4～5千元，其相差了近10倍的成本金额，从而解决因成本高而导致的性价比低的问题。
本发明还可以进一步具体为：
高低压开关装置可以有多种形式：
高低压开关装置可以是一种高低压控制开关；
高低压控制开关可以是一种可控硅控制开关，还可以是一种继电断路器。
可控硅控制开关为一种高压电力可控硅开关，而继电断路器则可实现低压电磁继电器控制高压回路，二者均可实现低压开关控制高压回路的作用。
本发明还可以通过以下途径来实现：
高低压开关装置包括低压控制开关和变压器，电阻与低压控制开关连接，并连接在变压器的二次侧；
变压器也是一种高低压开关装置，其低压的二次侧连接电阻，这样就可以通过低压端的二次侧控制电阻的切断和接入，以增加一次侧回路中瞬时的阻性电流，而保证电网中的继电保护有足够大的瞬间电流使之动作，从而起到检测线路故障的作用。
变压器的二次侧绕组具有复数个接线端，有复数个控制开关与复数个接线端一一对应连接。
消弧线圈回路并接在变压器的二次侧，并与控制开关电连接。
因为系统中，故障电流的大小是不定的，需要根据故障电流大小而注入感性电流，防止出现补偿不足或者过补偿，因此通过调节并接在二次侧的控制开关与消弧线圈的电连接，既可自动调节电感性电流的大小，又保证了安全操作，同时，如果在高压侧要实现对消弧线圈的调节，其工程复杂、造价高，而将消弧线圈连接在低压侧，并对电感量进行调节，改变其电感电流的大小以对应故障电流，从而取得了预料不到的技术效果。
本发明还可以进一步具体为：
消弧线圈为一种可变电抗器，其包括主线圈、副线圈、控制装置和磁通变化装置，控制装置的一端通过磁通变化装置而与副线圈电连接，而另一端则与主线圈连接；
控制装置包括有取样电路、基准电路、比较选通器和控制开关，取样电路的一端与主线圈连接，另一端则与比较选通器的一输入端连接，基准电路与比较选通器的另一输入端连接，比较选通器输出端与控制开关的控制端连接，共有复数个控制开关并列并分别与磁通变化装置中的复数个接线端对应连接。
可变电抗器可以根据电力系统的需要而变化其电抗值：取样电路取样因系统变化而变化的电信号，将该电信号值的变化范围分成若干区域，每个区域对应一组基准值，而每组基准值又对应一个控制开关，由于每个控制开关对应连接磁通变化装置的一个接头，通过对控制开关的开断控制，即可实现对主线圈电抗值的调整。这样，消弧线圈就可以通过变换电抗值而提供相应的感性电流以满足系统的需要。可变电抗器的具体描述见中国专利ZL98227941.8。
本发明还可以通过以下途径来实现：
还包括有控制器，其与高低压控制开关的控制端连接，控制器包括取样装置、比较装置、基准装置、计时装置和执行装置，取样装置和基准装置的输出端分别与比较装置的两个输入端连接，比较装置的输出端分别连接计时装置的输入端和执行装置的控制端，同时计时装置的输出端与执行装置的另一个输入端连接，执行装置的输出控制端与高低压控制开关的控制端连接。
控制器用于控制高低压控制开关：取样装置取样线路中的电信号，并通过比较装置与基准装置中的基准值进行比较，当电信号大于基准值时，则当达到计时装置所设定的时间时，发送一个信号至执行装置，通过执行装置控制高低压控制开关的开断。
综上所述，本发明的优点在于：采用了高低压开关装置，既克服了本领域技术人员的技术偏见：既认为单相接地补偿检测装置中只适用高压开关进行调节；又取得了预料不到的技术效果，既将消弧线圈放置在低压二次侧，使之能够对电感量进行调节，从而即保证了使用上的人身安全，又可达到使故障残流最小的效果；同时节约了成本，提高了补偿和检测的性能。
附图说明
图1所示为本发明实施例1的电路结构示意图；
图2所示为本发明控制器的电路框架示意图；
图3所示为本发明控制器的电路示意图；
图4所示为本发明实施例1中可变电抗器控制装置的电路框架示意图。
图5所示为本发明最佳实施例的电路结构示意图。
下面我们结合附图对本发明作进一步的描述。
具体实施例
实施例1：
参照附图1，单相接地补偿检测装置，包括有接地变压器1、消弧线圈回路2、电阻回路3、高低压开关装置4和控制器5，消弧线圈回路2包括消弧线圈21，电阻回路3包括电阻31；高低压开关装置4为一电力可控硅开关，其安装在电阻回路3中，并与电阻31电连接；消弧线圈21为可变电抗器，其包括有主线圈22、副线圈23、控制装置24和磁通变化装置25，控制装置24的一端通过磁通变化装置25而与副线圈23电连接，而另一端则与主线圈22连接；控制器5一端与电力可控硅开关电连接，另一端与电网监测装置连接。
参照附图2，控制器5包括取样装置51、比较装置52、基准装置53、计时装置54和执行装置55，取样装置51和基准装置53的输出端分别与比较装置52的两个输入端连接，比较装置52的输出端分别连接计时装置54的输入端和执行装置55的控制端，同时计时装置54的输出端与执行装置55的另一个输入端连接，执行装置55的输出控制端与电力可控硅开关4的控制端连接。其工作电路如下：
参照附图3，取样装置51、比较装置52和基准装置53包括继电器YJ，而执行装置55包括继电器YJ常开接点、继电器ZJ常闭接点、合闸线圈HC和低压开关DL依序连接的回路，和继电器ZJ常开接点、继电器DL常开接点和跳闸线圈TQ依序连接的回路，计时装置54包括继电器YJ常开接点与时间继电器SJ连接的回路和时间继电器SJ延时接点与继电器ZJ连接的回路。
当通过取样所得的数值大于基准装置53的值时，则继电器YJ动作，执行装置和计时装置的继电器YJ常开接点闭合，此时合闸线圈HC动作，控制电力可控硅开关导通，而时间继电器SJ进行计时1秒，1秒后时间动作继电器SJ闭合，继电器ZJ动作，执行装置中的继电器ZJ常开接点和继电器ZJ常闭接点分别闭合和打开，继电器HC再次动作，控制电力可控硅开关关断。
消弧线圈为一可变电抗器，其控制装置实施方式如下：
参照附图4，控制装置包括有取样电路241、基准电路242、比较选通器243和控制开关244，取样电路241的一端与主线圈连接，另一端则与比较选通器243的一输入端连接，基准电路242与比较选通器243的另一输入端连接，比较选通器243输出端与控制开关244的控制端连接，共有5个控制开关244并列并分别与磁通变化装置25中的5个接线端一一对应连接。(可变电抗器具体可参见中国专利ZL98227941.8。)
本实施例未述部分与现有技术相同。
最佳实施例：
参照附图5，高低压开关装置4包括低压开关41和变压器42，电阻31与低压控制开关41连接，并连接在变压器42的二次侧，变压器42的二次侧绕组具有5个接线端，有5个控制开关45与该接线端一一对应连接，消弧线圈21为一电感，其并接在变压器42的二次侧，并与控制开关45电连接。
本实施例未述部分与实施例1相同。

Claims (10)

1、单相接地补偿检测装置，包括接地变压器(1)、消弧线圈回路(2)和电阻回路(3)，接地变压器(1)为三相变压器，其一端的三相线与电网系统的三相线电连接，电阻回路(3)包括有电阻(31)，消弧线圈回路(2)包括有消弧线圈(21)，其特征在于，消弧线圈回路(2)和电阻回路(3)并联成一并接电路，其一端连接于接地变压器(1)的中性点，另一端接地，还包括有一高低压开关装置(4)，其与电阻(31)电连接。
2、根据权利要求1所述的单相接地补偿检测装置，其特征在于，高低压开关装置(4)可以是一种高低压控制开关。
3、根据权利要求2所述的单相接地补偿检测装置，其特征在于，高低压控制开关可以是一种可控硅控制开关，还可以是一种继电断路器。
4、根据权利要求1所述的单相接地补偿检测装置，其特征在于，高低压开关装置(4)包括低压控制开关(41)和变压器(42)，电阻(31)与低压控制开关(41)连接，并连接在变压器(42)的二次侧。
5、根据权利要求4所述的单相接地补偿检测装置，其特征在于，变压器(42)的二次侧绕组具有复数个接线端，有复数个控制开关(45)与复数个接线端一一对应连接。
6、根据权利要求5所述的单相接地补偿检测装置，其特征在于，消弧线圈回路(2)并接在变压器(42)的二次侧，并与控制开关(45)电连接。
7、根据权利要求1所述的单相接地补偿检测装置，其特征在于，消弧线圈(21)为一种可变电抗器，其包括主线圈(22)、副线圈(23)、控制装置(24)和磁通变化装置(25)，控制装置(24)的一端通过磁通变化装置(25)而与副线圈(23)电连接，而另一端则与主线圈(22)连接。
8、根据权利要求7所述的单相接地补偿检测装置，其特征在于，控制装置(24)包括有取样电路(241)、基准电路(242)、比较选通器(243)和控制开关(244)，取样电路(241)的一端与主线圈(41)连接，另一端则与比较选通器(243)的一输入端连接，基准电路(242)与比较选通器(243)的另一输入端连接，比较选通器(243)输出端与控制开关(244)的控制端连接，共有复数个控制开关并列并分别与磁通变化装置(45)中的复数个接线端一一对应连接。
9、根据权利要求1所述的单相接地补偿检测装置，其特征在于，消弧线圈(21)与电阻(31)并接，并通过高低压开关装置(4)与接地变压器(1)的中性点连接。
10、根据权利要求1所述的单相接地补偿检测装置，其特征在于，还包括有控制器(5)，其与高低压开关装置(4)电连接，控制器(5)包括取样装置(51)、比较装置(52)、基准装置(53)、计时装置(54)和执行装置(55)，取样装置(51)和基准装置(53)的输出端分别与比较装置(52)的两个输入端连接，比较装置(52)的输出端分别连接计时装置(54)的输入端和执行装置(55)的控制端，同时计时装置(54)的输出端与执行装置(55)的另一个输入端连接，执行装置(55)的输出控制端与高低压开关装置(4)的控制端连接。
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