CN201038754Y - 配电网中性点接地阻抗测控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种配电网中性点接地阻抗测控装置。它包括：接地变压器(1)、开关(2)、消弧线圈(3)、测量电抗器(4)、阻抗测控仪(5)。配电网正常运行时，阻抗测控仪(5)实时监控配电网中性点位移电压、对地电容、对地电阻和阻尼率，并根据对地电容值实时调节消弧线圈(3)的容量；配电网发生接地故障时，阻抗测控仪(5)控制开关(2)闭合，全补偿配电网对地电容电流，快速、可靠熄灭接地故障电弧；接地故障消除后，阻抗测控仪(5)控制开关(2)断开，使配电网运行在严重欠补偿状态，降低了不对称度大的配电网中性点位移电压。本实用新型解决了不对称度大的配电网中性点位移电压、故障熄弧和中性点对地阻抗在线测量难题。

Description

配电网中性点接地阻抗测控装置

技术领域

本实用新型涉及一种配电网中性点接地阻抗测控装置，特别适用于不对称度大的配电网。

背景技术

我国现有的6～35kV配电网一般采用中性点经消弧线圈接地方式，消弧线圈补偿单相接地故障产生的对地电容电流，能有效熄灭故障电弧。但对于不对称度大的经消弧线圈接地配电网，正常运行时中性点位移电压高，甚至超过电力系统运行规程允许范围，影响配电网安全稳定运行。为降低中性点位移电压，需要退出消弧线圈运行，但导致配电网的单相接地故障熄弧能力降低。所以目前国内不对称度大的配电网普遍存在着故障熄弧和中性点位移电压的矛盾，有必要对配电网中性点接地阻抗进行最优控制，确保不对称度大的配电网正常运行时中性点位移电压不超过电力系统运行规程的允许范围，接地故障时又能有效熄灭故障电弧。

目前国内外尚没有相关配电网中性点接地阻抗测量和控制的装置。现有的配电网对地电阻和阻尼率的测量一般采用测量单相金属性接地故障电流实现，还没有研制出在线测量的仪器；国内仅开发了几种配电网对地电容测量装置，如申请号为99125328.0名称为“电网对地电容电流测量仪”申请公开了一种通过母线电压互感器注入电流信号测量配电网对地电容电流的装置，该装置受电压互感器阻抗的影响，测量精度有限。目前国内外还没有研制出相关配电网中性点接地阻抗控制的装置。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种配电网中性点接地阻抗测控装置，能够精确在线测量和控制配电网中性点接地阻抗，降低不对称度大的配电网正常运行时中性点的位移电压，且能有效熄灭接地故障电弧。

为实现上述目的，本实用新型包括：

一个接地变压器，它接在配电网的A、B、C三相母线上，引出配电网的中性点；

一个开关，它串接在接地变压器中性点和消弧线圈之间；

一个容量可调的消弧线圈，它经一个开关串接在接地变压器中性点与大地之间；

一个电感值固定、具有多个二次侧绕组的测量电抗器，它串接在接地变压器中性点与大地之间；

一个阻抗测控仪，当电网正常运行时，阻抗测控仪实时监控配电网的对地电容、对地电阻和阻尼率；配电网出现单相接地故障时，所述阻抗测控仪控制开关迅速闭合，投入消弧线圈，有效促进接地故障电弧熄灭；配电网单相接地故障消除时，所述阻抗测控仪控制开关断开。

本实用新型配电网中性点接地阻抗测控装置已在多个变电站运行，运行结果达到了预期目标：配电网正常运行时，阻抗测控仪实时监控配电网的对地电容、对地电阻和阻尼率，并根据测量的对地电容值实时调节消弧线圈的容量；当配电网出现单相接地故障时，迅速投入消弧线圈，补偿配电网对地电容电流，可靠熄灭电弧；单相接地故障消除时，消弧线圈退出配电网运行。

本实用新型具有如下优点：

(1)彻底解决了不对称度大的配电网中性点位移电压和接地故障熄弧的难题；

(2)信号从测量电抗器的二次侧线圈注入，无需增加专用的辅助设备，不影响电气设备的运行，操作简单、安全、可靠；

(4)阻抗测控仪采用自动增益、光电隔离、电磁屏蔽、数字滤波、重要数据备份等措施，装置测量精度高、实时性好、抗干扰能力强；

(5)阻抗测控仪采用带触摸功能的图形型液晶显示屏，分辨率高，显示内容丰富；用液晶显示屏的触摸功能代替了键盘，操作简便。

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1是本实用新型的原理图；

图2是本实用新型实施例2中阻抗测控仪的原理框图；

具体实施方式

实施例1：参见附图1，配电网中性点接地阻抗测控装置包括以下几部分：

一个接地变压器1，它高压侧接在三相母线上，引出配电网的中性点O，中性点O接开关2和测量电抗器4；

一个开关2，它串接在接地变压器1中性点O和消弧线圈3之间；

一个容量可调的消弧线圈3，它经一个开关2串接在接地变压器1中性点O与大地之间，并根据阻抗测控仪5测量的对地电容值实时调节消弧线圈3的容量；

一个电感值固定、具有多个二次侧绕组的测量电抗器4，它串接在接地变压器1中性点O与大地之间，其电抗值为配电网总容抗的8～20倍，使配电网正常运行的谐振频率远离工频50Hz，有效降低了不对称度大的配电网中性点位移电压；

一个阻抗测控仪5，当配电网正常运行时，监测配电网运行状况，实时测量配电网的对地电容、对地电阻和阻尼率；并根据测量的对地电容值实时调节消弧线圈3的容量；电网发生单相接地故障时，所述阻抗测控仪5控制开关2闭合，投入消弧线圈，补偿配电网的对地电容电流，促进接地故障电弧熄灭。配电网单相接地故障消除时，所述阻抗测控仪5控制开关2断开，使消弧线圈退出配电网。

实施例2：参见附图2，本实用新型所述的阻抗测控仪5包括：

信号注入单元6，它在单片机控制单元8的控制下向配电网注入频率变化的电流信号；

FPGA单元7，当需要发出电流信号时，它从单片机控制单元8读取相应频率的控制信号，并控制信号注入单元6向配电网注入相应频率的电流信号；

单片机控制单元8，它对注入的电流信号和采集的电压信号进行计算，得出配电网的中性点位移电压、对地电容、对地电阻和阻尼率等参数；

信号采集单元9，它采集返回的电压信号，并将采集到的数据送到单片机控制单元8；

滤波单元10，它选用差分运算放大器构造了四个中心频率不同的切比雪夫带通滤波器，根据电网返回信号的频率，在单片机控制单元8的控制下，选通相应带通频率的滤波器，以达到最佳的滤波效果；

存储器单元11，它扩展了32K程序存储器和32K数据存储器；

通讯单元12，包括RS-232和RS-485两种通讯接口；

人机界面单元13，它选用320×240点阵式带触摸屏的图形型液晶屏，对测量结果进行显示，并且用液晶屏的触摸功能代替键盘；

开关量输出单元14，它控制继电器驱动双向可控硅输出，调节消弧线圈容量所需要的电压信号；并且在出现单相接地故障时闭合开关2，单相接地故障消除时断开开关2。

Claims (2)

1.一种配电网中性点接地阻抗测控装置，包括：

一个接地变压器(1)，它接在配电网的A、B、C三相母线上，引出配电网的中性点；

一个开关(2)，它串接在接地变压器(1)的中性点(O)和消弧线圈(3)之间；

一个电感值可调的消弧线圈(3)，它经一个开关串接在接地变压器(1)中性点(O)与大地之间；

一个电感值固定、具有多个二次侧绕组的测量电抗器(4)，它串接在接地变压器(1)中性点(O)与大地之间；

一个阻抗测控仪(5)，与测量电抗器(4)相连。

2.如权利要求1所述的配电网中性点接地阻抗测控装置，其特征是：所述的阻抗测控仪(5)包括：

信号注入单元(6)，它在单片机控制单元(8)的控制下向配电网注入频率可以变化的电流信号；

FPGA单元(7)，当需要发出电流信号时，它从单片机控制单元(8)读取相应频率的控制信号，并控制信号注入单元(6)向配电网注入相应频率的电流信号；

单片机控制单元(8)，它对注入的电流信号和采集的电压信号进行计算，得出配电网的中性点位移电压、对地电容、对地电阻和阻尼率等参数；

信号采集单元(9)，它采集返回的电压信号，并将采集到的数据送到单片机控制单元(8)；

滤波单元(10)，它选用差分运算放大器构造了四个中心频率不同的切比雪夫带通滤波器，根据电网返回信号的频率，在单片机控制单元(8)的控制下，选通相应带通频率的滤波器，以达到最佳的滤波效果；

存储器单元(11)，它扩展了32K程序存储器和32K数据存储器；

通讯单元(12)，它包括RS-232和RS-485两种通讯接口；

人机界面单元(13)，它选用320×240点阵式带触摸屏的图形型液晶屏对测量结果进行显示，并且用液晶屏的触摸功能代替键盘；

开关量输出单元(14)，它用于调节消弧线圈容量，并且控制开关(2)的闭合或断开。

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