CN200953472Y

CN200953472Y - 电力输配电系统弧光过电压综合限制装置

Info

Publication number: CN200953472Y
Application number: CN 200620126320
Authority: CN
Inventors: 杜志庭; 吴智林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2016-10-10

Abstract

本实用新型为电力输配电系统弧光过电压综合限制装置，涉及电力输配电系统过电压保护领域。该装置包括微机控制器、单相高压真空开关、高能限压灭弧装置、高压熔断器、快速熔断器、电压互感器、高压隔离开关。微机控制器通过电压互感器监测电网，在发生弧光过电压时通过控制单相高压真空开关和高能限压灭弧装置达到消弧目的。本实用新型能够有效的抑制3～35kV中性点非直接接地电网单相间歇电弧接地及谐振引起的过电压，可广泛用于3～35kV变电站和发电厂的高压厂用系统。

Description

电力输配电系统弧光过电压综合限制装置

技术领域

本实用新型涉及电力输配电系统的过电压限制，特别涉及电力输配电系统弧光接地过电压限制的领域，具体为电力输配电系统弧光过电压综合限制装置。

背景技术

电力输配电系统，尤其是中高压输配电电力系统(3～35kV)大都采用中性点非有效接地系统。在中性点非有效接地系统中，除雷电过电压外，由单相接地电弧引起的过电压最为频繁，并且这类过电压有较高的幅值和较长的持续时间，如果该类过电压不能进行有效的限制，将会对这类电网中的供用电设备产生积累性损伤，并且可能在外绝缘薄弱点造成对地发生击穿或相间闪络，从而引发短路事故等。

目前，限制弧光接地过电压的主要措施仍是电网中性点经消弧线圈接地。但消弧线圈并不能消除间歇性电弧接地过电压，也不能限制过电压的幅值，甚至在某些情况下，因消弧线圈的存在，电弧重燃可能在恢复电压最大这一最不利时刻才发生，使弧光接地过电压升高。消弧线圈不能补偿接地电流中的高频分量和有功分量，高频性的间歇电弧接地仍然存在；在有功分量大于一定值时，故障点接地电弧同样不能自熄。消弧线圈对限制谐振引起的过电压不起任何作用，而且在断线或高压侧出现零序电压和零序电流时极有可能引发铁磁谐振。实际运行经验也证明，在中性点经消弧线圈接地的3~35kV配电网中，因电弧过电压引发的事故时有发生。

专利号为99229228.x的中国专利公开了一种“三相电力电网非直接接地系统过电压限制器”。其采取了将间歇性电弧接地转变为母线金属性直接接地的消弧措施，但该过电压限制器在母线接地和断开的瞬间造成对系统的冲击，特别是断开接地母线瞬间产生的瞬态过电压，使在绝缘水平下降由过电压冲击引起的单相间歇电弧接地仍然可能再次发生，而且在接地断开后，健全相对地电容上多余的存储电荷将通过互感器的绕组放电，造成绕组的瞬间磁饱和，仍会激发铁磁谐振。

目前国外(国内也有少数地区开始采用)对此类电网采取中性点经小电阻接地来抑制这种过电压，但这种系统在发生单相接地时，不论单相接地故障是瞬间的、还是永久性的，都直接将故障接地线路切除，而电力系统的运行经验表明，单相接地故障绝大多数是瞬间的，特别是架空线路构成的电网，这样必然造成停电事故的急剧增多，明显降低了供电可靠性。

实用新型内容

本实用新型针所要解决的技术问题是，提供一种电力输配电系统弧光接地过电压综合限制装置，使3～35kV中性点非直接接地电网，在各种运行方式下均能有效的限制单相间歇性电弧接地过电压。

本实用新型采用如下技术方案：

电力输配电系统弧光过电压综合限制装置，包括微机控制器、单相高压真空开关、高能限压灭弧装置、高压熔断器、快速熔断器、电压互感器、高压隔离开关，单相高压真空开关为三只，三只单相高压真空开关的常开触点呈星型连接，其中三个端头分别接于系统三相母线之上，另外一端接在高能限压灭弧装置上。

高能限压灭弧装置由线性电阻和高能氧化锌非线性电阻及一台高压可控快速开关组成，其中高压可控快速开关并联在高能氧化锌非线性电阻两端。

电压互感器连接于三相母线与微机控制器输入端之间，电压互感器的二次边带有辅助绕组，并将辅助绕组连接成开口三角绕组，开口三角绕组连接到微机控制器的信号输入端，所述的电压互感器由三台单相电压互感器构成，三只单相电压互感器的一次和二次边均采用星型连接，将二次边的三相辅助绕组三角形连接但不闭合而形成开口三角绕组。

微机控制器的输出端连接单相高压真空开关、高能限压灭弧装置。

高压隔离开关作为本装置与电力系统连接的主要部件，可通过该元件实现本装置与系统的通断。

高压熔断器连接于三相母线与电压互感器之间。

快速熔断器连接于三相母线与单相高压真空开关之间。

微机控制器通过判断电压互感器提供的三相电压及零序电压瞬时值的变化对系统实时监控，在发生间歇电弧接地过电压时，通过闭合故障相的高压真空开关的常开触点，使故障相接入高能限压灭弧装置而消弧，在发生稳定性电弧接地过电压时，通过闭合故障相的高压真空开关的常开触点及并联在高能氧化锌非线性电阻两端得高压可控快速开关，使故障相转变成稳定的阻性接地而消弧。

本实用新型还包含组合式过电压保护器，主要用来保护操作过电压和雷电过电压。

本实用新型具有的积极技术效果是：

本实用新型能够有效的抑制3～35kV中性点非直接接地电网单相间歇电弧接地引起的过电压，不受电网运行方式的改变和电网扩大的影响，大网小网均可使用，整个装置可组成一台高压柜，结构简单，体积小，安装、调试方便，价格低廉，使用安全，可广泛用于3～35kV变电站和发电厂的高压厂用系统，原装有消弧线圈的系统同样可用。

附图说明

图1是本实用新型结构原理图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

电力输配电系统弧光过电压综合限制装置，包括微机控制器1、单相高压真空开关4、高能限压灭弧装置5、高压熔断器2、快速熔断器3、电压互感器TV、高压隔离开关QS。

单相高压真空开关为三只，三只单相高压真空开关的常开触点ZKa、ZKb、ZKc呈星型连接，其中三个端头分别接于系统三相母线之上，另外一端接在高能限压灭弧装置5上。

高能限压灭弧装置5由线性电阻R和高能氧化锌非线性电阻RV及一台高压可控快速开关GK组成，其中高压可控快速开关GK并联在高能氧化锌非线性电阻RV两端。

电压互感器TV连接于三相母线与控制器输入端之间，电压互感器的二次边带有辅助绕组，并将辅助绕组连接成开口三角绕组，开口三角绕组连接到多功能微机控制器1的信号输入端。在系统发生谐振故障时，通过控制器输出节点，瞬间短接电压互感器的开口三角绕组，破坏系统的谐振参数，消除谐振。所述的电压互感器TV由三台单相电压互感器构成，三只单相电压互感器的一次和二次边均采用星型连接，将二次边的三相辅助绕组三角形连接但不闭合而形成开口三角绕组；该电压互感器的特点是线性范围宽、相移小，即使在系统发生最严重的弧光接地过电压时，也能保证其输出信号的幅值和相位的准确性。

多功能微机控制器1采用以单片机为核心的硬件结构。微机控制器的输出端连接单相高压真空开关4、高能限压灭弧装置5。

高压隔离开关QS，作为本装置与电力系统连接的主要部件，可通过该元件实现本装置与系统的通断。

高压熔断器2作为本装置的后备保护单元，主要用来保护电压互感器的安全运行。快速熔断器3作为本装置的主要后备保护单元，特点在于开断时间短(＜2ms)，开断容量大(＞63kA)，主要用来防止装置的内部短路故障。

本实用新型还包含组合式过电压保护器6，主要用来保护操作过电压和雷电过电压。

工作时，由电压互感器TV提供动作信号，完成对系统的实时监控。多功能微机控制器1在相应软件支持下，根据电压互感器提供的三相电压及零序电压瞬时值的变化进行判断，并根据判断的结果，发出相应的指令，令三只高压真空开关及并联在高能氧化锌非线性电阻RV两端的高压可控快速开关GK动作。若是由于真空开关操作引起的操作过电压，单片机控制器不会发出任何指令；在发生间歇电弧接地过电压时，通过闭合故障相的高压真空开关的常开触点ZKa或ZKb或ZKc，使故障相接入高能限压灭弧装置，泄放接地引起的电磁能量，限制接地相的恢复电压，故障点因恢复电压被限制得较低，电弧不能重燃而消弧。在发生稳定性电弧接地过电压时，通过闭合故障相的高压真空开关的常开触点ZKa或ZKb或ZKc及并联在高能氧化锌非线性电阻两端得高压可控快速开关GK，使故障相转变成的稳定的阻性接地，从而限制接地相的电压，消除弧光接地故障。

Claims

1、电力输配电系统弧光过电压综合限制装置，包括微机控制器[1]、单相高压真空开关[4]、高能限压灭弧装置[5]、高压熔断器[2]、快速熔断器[3]、电压互感器TV、高压隔离开关QS，其特征在于：

单相高压真空开关为三只，三只单相高压真空开关的常开触点ZKa、ZKb、ZKc呈星型连接，其中三个端头分别接于系统三相母线之上，另外一端接在高能限压灭弧装置[5]上，

高能限压灭弧装置[5]由线性电阻R和高能氧化锌非线性电阻RV及一台高压可控快速开关GK组成，其中高压可控快速开关GK并联在高能氧化锌非线性电阻RV两端，

电压互感器TV连接于三相母线与微机控制器输入端之间，电压互感器的二次边带有辅助绕组，并将辅助绕组连接成开口三角绕组，开口三角绕组连接到微机控制器[1]的信号输入端，所述的电压互感器TV由三台单相电压互感器构成，三只单相电压互感器的一次和二次边均采用星型连接，将二次边的三相辅助绕组三角形连接但不闭合而形成开口三角绕组，

微机控制器的输出端连接单相高压真空开关[4]、高能限压灭弧装置[5]，

高压隔离开关QS作为本装置与电力系统连接的主要部件，可通过该元件实现本装置与系统的通断，

高压熔断器[2]连接于三相母线与电压互感器之间，

快速熔断器[3]连接于三相母线与单相高压真空开关之间，

微机控制器[1]通过判断电压互感器TV提供的三相电压及零序电压瞬时值的变化对系统实时监控，在发生间歇电弧接地过电压时，通过闭合故障相的高压真空开关的常开触点ZKa或ZKb或ZKc，使故障相接入高能限压灭弧装置而消弧，在发生稳定性电弧接地过电压时，通过闭合故障相的高压真空开关的常开触点ZKa或ZKb或ZKc及并联在高能氧化锌非线性电阻两端得高压可控快速开关GK，使故障相转变成稳定的阻性接地而消弧。

2、如权利要求1所述的电力输配电系统弧光过电压综合限制装置，其特征在于：它还包括组合式过电压保护器[6]，主要用来保护操作过电压和雷电过电压。