CN201204451Y - 智能消弧线圈成套装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型由高漏抗可调消弧线圈、就地控制柜、微机控制器、单相电压互感器、单相电流互感器、避雷器、环保玻纤外壳组成。高漏抗可调消弧线圈的二次侧与装有大功率双向可控硅和滤波器件的就地控制柜连接，通过调节双向可控硅的导通角来实现补偿电流连续无级调节。微机控制器采用电压信号注入法测量系统电容电流，即使系统中性点不对称电压为零时也能快速准确地测量出系统的电容电流。本实用新型的优点是：补偿电流连续无级可调、响应迅速、电容电流测量方法先进、结构简单、安装维护方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统及其自动化技术领域，确切地说涉及适用于35kV配网系统中的智能消弧线圈成套装置。
背景技术
在35kV配网系统中，根据规程规定，系统电容电流超过10A时应装设高漏抗可调消弧线圈，以抑制单相接地时产生的弧光过电压，避免单相故障发展成相间短路，引起开关跳闸。目前国内35kV高漏抗可调消弧线圈主要有调匝式、调容式两种，它们都采用分档调节方式，不能实现精确补偿，同时为了防止系统在正常情况下产生谐振，都要附加阻尼电阻以增大系统阻尼率，在系统故障时要利用真空接触器短接阻尼电阻，增加了电阻箱、真空接触器等元件，不可避免的带来了系统复杂、控制维护难等问题。此外，35kV配网系统中性点的不对称电压通常很小，若采用常规的电容电流测量方法，有时测量误差很大，有时无法进行测量。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种既能实现补偿电流连续无级可调，又能在系统不对称电压很小时后仍能实现电容电流精确测量的智能消弧线圈成套装置，本实用新型结构简单，能快速消弧，可靠性高，安装维护方便。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种智能消弧线圈成套装置，包括有高漏抗可调消弧线圈，其特征在于：所述高漏抗可调消弧线圈包括一次绕组和二次绕组，所述一次绕组为工作绕组，所述二次绕组为控制绕组和滤波绕组；系统中性点经单极隔离开关连接到单相电压互感器和所述高漏抗可调消弧线圈一次侧的A端，高漏抗可调消弧线圈一次侧的X端穿过中性点单相电流互感器接地，高漏抗可调消弧线圈二次侧与就地控制柜相连；所述就地控制柜内设有双向可控硅和滤波器组，双向可控硅和所述控制绕组并接，滤波器组和所述滤波绕组并接；在所述单相电压互感器和单相电流互感器的一端上还连接有控制所述双向可控硅导通角度的和控制电压信号注入所述滤波绕组的微机控制器。
所述微机控制器包括与单相电压互感器和单相电流互感器连接并将对采集到信号调理的信号调理器，与所述信号调理器连接并对信号进行模数转换的A/D转换器，与所述A/D转换器连接并对转换后的数字信号进行处理的处理器，所述处理器包括采集信号、数据处理和发出双向可控硅控制命令的DSP，以及信息存储、显示、通讯和人机交互功能的PC104芯片；与所述处理器连接并对发出的双向可控硅动作命令进行光电隔离处理的光电隔离器，经光电隔离处理的双向可控硅动作命令使所述就地控制柜内的双向可控硅动作；与所述处理器连接并接受指令发出信号注入命令的信号注入板，与所述信号注入板连接并对信号注入命令进行变压器隔离处理的隔离变压器，经过变压器隔离处理的信号注入命令使电压信号注入所述滤波绕组。
所述信号调理器为抗混叠滤波器。
所述A/D转换器为MAX125芯片。
所述处理器上还连接有液晶显示和键盘操作模块。
所述处理器上还经光电隔离器连接有开关量I/O模块。
所述中性点同时与避雷器相连。
所述智能消弧线圈成套装置整体集成安装于环保玻纤外壳内。
本实用新型的工作工程为：
本装置把高漏抗可调消弧线圈的一次绕组作为工作绕组接入配电网中性点，控制绕组由1个双向可控硅短接，调节双向可控硅的导通角由0～180°之间变化，使双向可控硅的等效阻抗在无穷大至零之间变化，输出的补偿电流就可在零至额定值之间得到连续无极调节。同时设计了滤波绕组消除双向可控硅导通时产生的谐波，使输出电流保持为工频电流。该装置结构简单，不带任何转动或传动机构，可靠性高。
微机控制器采用电压信号注入法测量系统电容电流，即使系统中性点不对称电压为零时也能快速准确地测量出系统的电容电流。微机控制器采用模块化结构，主板为DSP+PC104双CPU结构，DSP负责采集、数据处理及双向可控硅控制，PC104负责信息存储、显示、通讯及人机交互功能。通过电压、单相电流互感器、运放芯片组成的采样回路对电压、电流进行采样，由一片MAX125芯片进行A/D转换，DSP同时进行电容电流的计算，即利用微机控制器发出指令使信号注入板向高漏抗可调消弧线圈二次侧的滤波绕组注入能量很小的电压信号，二次侧电压信号的注入将引起高漏抗可调消弧线圈一次侧电压和电流的变化，微机控制器根据测量信号注入前、后的矢量变化差值，利用电压相量的单位圆计算方法准确地计算出系统金属性接地时的电容电流。当系统接地时，根据最近一次电容电流计算结果，微机控制器控制双向可控硅投入相应角度，使高漏抗可调消弧线圈补偿的感性电流抵消系统的电容电流，接地点的残流达到最小值，从而达到故障点可靠、快速消弧的目的。
本实用新型的优点在于：
1、由于本实用新型采用高漏抗可调消弧线圈，所述高漏抗可调消弧线圈包括一次绕组和二次绕组，所述一次绕组为工作绕组，所述二次绕组为控制绕组和滤波绕组，且双向可控硅和所述控制绕组并接，滤波器组和所述滤波绕组并接；在所述单相电压互感器和单相电流互感器的一端上还连接有控制所述双向可控硅导通角度的和控制电压信号注入所述滤波绕组的微机控制器。采用这样的技术方案，本实用新型与现有技术相比，既能实现补偿电流连续无级可调，又能在系统不对称电压很小时后仍能实现电容电流精确测量。本实用新型把高漏抗可调消弧线圈的一次绕组作为工作绕组接入配电网中性点，控制绕组由1个双向可控硅短接，调节双向可控硅的导通角由0～180°之间变化，使双向可控硅的等效阻抗在无穷大至零之间变化，输出的补偿电流就可在零至额定值之间得到连续无极调节。同时滤波绕组消除双向可控硅导通时产生的谐波，使输出电流保持为工频电流。该装置结构简单，不带任何转动或传动机构，可靠性高。
2、由于本实用新型采用微机控制器来控制双向可控硅动作，控制信号注入板将信号注入至滤波绕组，即使系统中性点不对称电压为零时也能快速准确地测量出系统的电容电流，同时当系统接地时，根据最近一次电容电流计算结果，微机控制器控制双向可控硅投入相应角度，使高漏抗可调消弧线圈补偿的感性电流抵消系统的电容电流，接地点的残流达到最小值，从而达到故障点可靠、快速消弧的目的。
3、本实用新型本实用新型与已有技术相比，电容电流测量方法更先进，补偿更精确、快速，灭弧效果更佳，结构更简单，安装维护更方便。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的补充说明，其中：
图1为本实用新型的电路结构示意图
图2为微机控制器的控制原理结构方框图
具体实施方式
实施例1
参照附图1，本实用新型公开了一种智能消弧线圈成套装置，包括高漏抗可调消弧线圈1，所述高漏抗可调消弧线圈包括一次绕组和二次绕组，所述一次绕组为工作绕组，所述二次绕组为控制绕组和滤波绕组；系统中性点经单极隔离开关7连接到单相电压互感器4和所述高漏抗可调消弧线圈1一次侧的A端，高漏抗可调消弧线圈1一次侧的X端穿过中性点单相电流互感器5接地，高漏抗可调消弧线圈1二次侧与就地控制柜2相连；所述就地控制柜2内设有双向可控硅和滤波器组，双向可控硅和所述控制绕组并接，滤波器组和所述滤波绕组并接；在所述单相电压互感器4和单相电流互感器5的一端上还连接有控制所述双向可控硅导通角度的和控制电压信号注入所述滤波绕组的微机控制器3。所述中性点同时与避雷器6相连。
本实用新型把高漏抗可调消弧线圈的一次绕组作为工作绕组接入配电网中性点，控制绕组由1个双向可控硅短接，调节双向可控硅的导通角由0～180°之间变化，使双向可控硅的等效阻抗在无穷大至零之间变化，输出的补偿电流就可在零至额定值之间得到连续无极调节。同时滤波绕组消除双向可控硅导通时产生的谐波，使输出电流保持为工频电流。该装置结构简单，不带任何转动或传动机构，可靠性高。
实施例2
参照说明书附图1和2，在实施例1的基础上，本实用新型的微机控制器3包括与单相电压互感器4和单相电流互感器5连接并将对采集到信号调理的信号调理器，与所述信号调理器连接并对信号进行模数转换的A/D转换器，与所述A/D转换器连接并对转换后的数字信号进行处理的处理器，所述处理器包括采集信号、数据处理和发出双向可控硅控制命令的DSP，以及信息存储、显示、通讯和人机交互功能的PC104芯片；与所述处理器连接并对发出的双向可控硅动作命令进行光电隔离处理的光电隔离器，经光电隔离处理的双向可控硅动作命令使所述就地控制柜2内的双向可控硅动作；与所述处理器连接并接受指令发出信号注入命令的信号注入板，与所述信号注入板连接并对信号注入命令进行变压器隔离处理的隔离变压器，经过变压器隔离处理的信号注入命令使电压信号注入所述滤波绕组。所述信号调理器为抗混叠滤波器。所述A/D转换器为MAX125芯片。所述处理器上还连接有液晶显示和键盘操作模块。所述处理器上还经光电隔离器连接有开关量I/O模块。
微机控制器3采用电压信号注入法测量系统电容电流，即使系统中性点不对称电压为零时也能快速准确地测量出系统的电容电流。微机控制器3采用模块化结构，主板为DSP+PC104双CPU结构，DSP负责采集、数据处理及双向可控硅控制，PC104负责信息存储、显示、通讯及人机交互功能。通过电压、单相电流互感器5、运放芯片组成的采样回路对电压、电流进行采样，由一片MAX125芯片进行A/D转换，DSP同时进行电容电流的计算，即利用微机控制器3发出指令使信号注入板向高漏抗可调消弧线圈1二次侧的滤波绕组注入能量很小的电压信号，二次侧电压信号的注入将引起高漏抗可调消弧线圈1一次侧电压和电流的变化，微机控制器3根据测量信号注入前、后的矢量变化差值，利用电压相量的单位圆计算方法准确地计算出系统金属性接地时的电容电流。当系统接地时，根据最近一次电容电流计算结果，微机控制器3控制双向可控硅投入相应角度，使高漏抗可调消弧线圈补偿的感性电流抵消系统的电容电流，接地点的残流达到最小值，从而达到故障点可靠、快速消弧的目的。
实施例3
在实施例1和2的基础上，本实用新型采用集成安装方式，即把整个成套装置都安装在一个环保玻纤外壳内，布局紧凑合理，占地小，外形美观，安装维护方便。
本实用新型不限于上述实施例，根据上述实施例的描述，本领域的普通技术人员还可作出一些显而易见的改变，但这些改变均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1、一种智能消弧线圈成套装置，包括高漏抗可调消弧线圈(1)，其特征在于：所述高漏抗可调消弧线圈包括一次绕组和二次绕组，所述一次绕组为工作绕组，所述二次绕组为控制绕组和滤波绕组；系统中性点经单极隔离开关(7)连接到单相电压互感器(4)和所述高漏抗可调消弧线圈(1)一次侧的A端，高漏抗可调消弧线圈(1)一次侧的X端穿过中性点单相电流互感器(5)接地，高漏抗可调消弧线圈(1)二次侧与就地控制柜(2)相连；所述就地控制柜(2)内设有双向可控硅和滤波器组，双向可控硅和所述控制绕组并接，滤波器组和所述滤波绕组并接；在所述单相电压互感器(4)和单相电流互感器(5)的一端上还连接有控制所述双向可控硅导通角度的和控制电压信号注入所述滤波绕组的微机控制器(3)。
2、根据权利要求1所述的智能消弧线圈成套装置，其特征在于：所述微机控制器(3)包括与单相电压互感器(4)和单相电流互感器(5)连接并将对采集到信号调理的信号调理器，与所述信号调理器连接并对信号进行模数转换的A/D转换器，与所述A/D转换器连接并对转换后的数字信号进行处理的处理器，所述处理器包括采集信号、数据处理和发出双向可控硅控制命令的DSP，以及信息存储、显示、通讯和人机交互功能的PC104芯片；与所述处理器连接并对发出的双向可控硅动作命令进行光电隔离处理的光电隔离器，经光电隔离处理的双向可控硅动作命令使所述就地控制柜(2)内的双向可控硅动作；与所述处理器连接并接受指令发出信号注入命令的信号注入板，与所述信号注入板连接并对信号注入命令进行变压器隔离处理的隔离变压器，经过变压器隔离处理的信号注入命令使电压信号注入所述滤波绕组。
3、根据权利要求2所述的智能消弧线圈成套装置，其特征在于：所述信号调理器为抗混叠滤波器。
4、根据权利要求2所述的智能消弧线圈成套装置，其特征在于：所述A/D转换器为MAX125芯片。
5、根据权利要求2所述的智能消弧线圈成套装置，其特征在于：所述处理器上还连接有液晶显示和键盘操作模块。
6、根据权利要求2所述的智能消弧线圈成套装置，其特征在于：所述处理器上还经光电隔离器连接有开关量I/O模块。
7、根据权利要求1或2所述的智能消弧线圈成套装置，其特征在于：所述中性点同时与避雷器(6)相连。
8、根据权利要求1或2所述的智能消弧线圈成套装置，其特征在于：所述智能消弧线圈成套装置整体集成安装于环保玻纤外壳内。
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