CN201478821U - 三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置 - Google Patents

三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置 Download PDF

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本实用新型公开了一种三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置。它包括经真空断路器(DL)与三相三线系统的各相母线(1)电连接的用电设备(6)和其旁的三相三线系统的各相母线(1)与地之间置有的过电压吸收器(5)和消弧消谐保护组件(3),特别是真空断路器(DL)的两端并联连接有断路器重燃抑制器(2),用于限制过电压防止真空断路器(DL)重燃;过电压吸收器(5)由氧化锌压敏电阻器构成,用于消除雷击过电压或操作过电压;消弧消谐保护组件(3)中的电压互感器(PT)一次侧的中性点与地之间串接有电压互感器保护器(4),用于防止涌流对电压互感器(PT)的危害。它能对三相三线系统中发生的各种过电压进行有效的保护。

Description

三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置
技术领域
本实用新型涉及一种过电压保护装置,尤其是一种三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置。
背景技术
目前,我国出于经济和运行考虑,三相电力电网中的3~35kV系统为中性点非直接接地系统,该系统中的各种过电压对用电设备的绝缘有着很大的冲击,给用电系统的安全运行带来了很大的隐患。系统中过电压的构成主要有雷击过电压、操作过电压和弧光接地过电压;为解决这些过电压的危害,人们常在用电设备旁的三相三线系统的各相母线与地之间设置过电压吸收器和消弧消谐保护组件,其中的过电压吸收器由放电间隙与碳化硅或氧化锌相串接构成,消弧消谐保护组件由高压熔断器、高压限流熔断器、高压交流真空接触器、电压互感器和控制器电连接构成。这种将过电压吸收器和消弧消谐保护组件进行简单堆砌的过电压防治设施存在着不足之处,首先,过电压吸收器虽能消除因大气中的雷击或人为的操作而产生的过电压,却无法消除真空断路器因开断(闭合或关断)过程中产生的操作过电压而使其触头间重燃的缺陷,其缘由为,当真空断路器开断后,其两端因开断回路中的阻抗或感抗或容抗的不同而形成了不同的独立的小系统,这种独立的小系统所产生的过电压的频率、相位均不可能一致,所以造成了过电压吸收器难以彻底地消除真空断路器两端的过电压,从而也就无法抑制其重燃;其次,过电压吸收器中的放电间隙不仅使各种过电压需达到过电压吸收器的放电值时才能对过电压起到限制作用,而此时的系统已经受到了过电压的冲击,还因雷击过电压的放电时间太短,均为微秒级,而过电压吸收器却存在放电时间,使其对雷击过电压起不到有效的保护作用;再次,消弧消谐保护组件的保护特性有欠缺,例如,在系统历经发生弧光接地、消弧消谐保护组件动作、系统故障排除、三相电力电网恢复正常运行后,于消弧消谐保护组件复位的过程中,系统从一种稳定的状态转变成另一种状态,系统中正常的两相对地相间因相间电容而形成涌流,从而对系统中的电压互感器的一次线圈产生冲击,进而引起电压互感器的损坏和高压熔断器熔断的事故;最后,过电压吸收器和消弧消谐保护组件间因分属不同的保护范畴而多由多部门进行设计、配置和供货,使其相互间难以统筹考虑以进行有机地协调配合来构成完整全面的过电压保护系统而使过电压保护功能不尽人意。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处,提供一种结构合理、实用,使用方便的三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置。
为解决本实用新型的技术问题,所采用的技术方案为:三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置包括经真空断路器与三相三线系统的各相母线电连接的用电设备,以及用电设备旁的三相三线系统的各相母线与地之间置有的过电压吸收器和消弧消谐保护组件,特别是,
所述真空断路器的两端并联连接有断路器重燃抑制器,用于限制真空断路器开断时产生的过电压,以防止真空断路器重燃;
所述过电压吸收器由氧化锌压敏电阻器构成,用于消除雷击过电压或操作过电压;
所述消弧消谐保护组件中的电压互感器一次侧的中性点与地之间串接有电压互感器保护器,用于防止弧光接地故障消除后,系统恢复正常时的涌流对电压互感器的危害。
作为三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置的进一步改进,所述的断路器重燃抑制器为相串接的放电间隙与氧化锌压敏电阻的两端并联连接有电容器,用于跨接于真空断路器的两端,以限制过电压防止真空断路器重燃;所述的断路器重燃抑制器和真空断路器与三相三线系统的各相母线和用电设备间的电连接为手车推入式接触连接;所述的消弧消谐保护组件为高压限流熔断器与高压交流真空接触器的常开接点相串接后跨接于三相三线系统的各相母线和地之间,用于短路连接三相三线系统的各相母线上的弧光过电压,电压互感器的一次侧经高压熔断器与三相三线系统的各相母线电连接、二次侧与控制器的输入端电连接,控制器的输出端与高压交流真空接触器的工作线圈电连接,用于检测三相三线系统的各相母线上的弧光过电压,并将消除对应相弧光过电压的控制信号送往高压交流真空接触器相应相的工作线圈;所述的高压交流真空接触器为分相控制且相互闭锁的三只;所述的电压互感器保护器为保护开关,所述保护开关的常闭接点串接于电压互感器一次侧的中性点与地之间、工作线圈与消弧消谐保护组件中的高压交流真空接触器的辅助常开接点或控制器的输出端电连接,用于防止弧光故障点接地电流对电压互感器一次侧的冲击;所述的保护开关为继电器或接触器或断路器;所述的消弧消谐保护组件、电压互感器保护器和过电压吸收器与三相三线系统的各相母线间串接有高压隔离开关。
相对于现有技术的有益效果是,其一,采用在用电设备旁置有过电压吸收器和消弧消谐保护组件的基础上,于真空断路器的两端并联连接断路器重燃抑制器,过电压吸收器仅由氧化锌压敏电阻器构成,以及再于消弧消谐保护组件中的电压互感器一次侧的中性点与地间串接电压互感器保护器的构造,不仅杜绝了开断断路器时的重燃,还确保了对三相三线系统中出现的各种达标过电压进行有效地消除,更是防止了弧光接地故障消除后,系统恢复正常时的涌流对电压互感器的危害。其二,这种将多种过电压保护和防治设施进行有机结合的技术方案,使得各种保护设施间能相互取长补短、相辅相成,使其既可对各种过电压进行有效地消除和防止,也能对其内在的保护设施动作后产生的副作用或缺陷进行有效地消除和防护,是一种完整全面的过电压保护装置,能对用电设备进行全方位的保护,确保了用电设备的安全运行;其三,优化后的结构合理和实用,作为整机安装后使用非常的方便。
作为有益效果的进一步体现,一是断路器重燃抑制器优选为相串接的放电间隙与氧化锌压敏电阻的两端并联连接有电容器,当将其跨接于真空断路器的两端,就完全地限制了真空断路器动作时产生的过电压,杜绝了真空断路器的重燃;二是断路器重燃抑制器和真空断路器与三相三线系统的各相母线和用电设备间的电连接优选为手车推入式接触连接,便于了日常的维护和检修;三是消弧消谐保护组件优选为高压限流熔断器与高压交流真空接触器的常开接点相串接后跨接于三相三线系统的各相母线和地之间,电压互感器的一次侧经高压熔断器与三相三线系统的各相母线电连接、二次侧与控制器的输入端电连接,控制器的输出端与高压交流真空接触器的工作线圈电连接,其中的高压交流真空接触器优选为分相控制且相互闭锁的三只的结构,既能实时地检测出三相三线系统的各相母线上的弧光过电压,又能及时地将消除对应相弧光过电压的控制信号送往高压交流真空接触器相应相的工作线圈,以短路连接掉三相三线系统的各相母线上的弧光过电压,进而消除了弧光过电压的危害;四是电压互感器保护器优选为保护开关,该保护开关的常闭接点串接于电压互感器一次侧的中性点与地之间、工作线圈与消弧消谐保护组件中的高压交流真空接触器的辅助常开接点或控制器的输出端电连接,防止了弧光故障点接地电流对电压互感器一次侧的冲击,保证了消弧消谐保护组件的长期正常工作;五是消弧消谐保护组件、电压互感器保护器和过电压吸收器与三相三线系统的各相母线间优选串接高压隔离开关,利于对其的维护。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的优选方式作进一步详细的描述。
图1是本实用新型的一种基本结构示意图。
具体实施方式
参见图1,用电设备6经带有断路器重燃抑制器2的真空断路器DL与三相三线系统的各相母线1电连接,其中的断路器重燃抑制器2并联连接于真空断路器DL的两端,以限制真空断路器DL开断时产生过电压防止其重燃。断路器重燃抑制器2由相串接的放电间隙JX与氧化锌压敏电阻ZNO的两端并联连接电容器C构成。上述的断路器重燃抑制器2和真空断路器DL与三相三线系统的各相母线1和用电设备6间的电连接为手车推入式接触连接。
用电设备6旁的三相三线系统的各相母线1与地之间置有与高压隔离开关QS相串接的过电压吸收器5、消弧消谐保护组件3和电压互感器保护器4;其中:
过电压吸收器5由氧化锌压敏电阻器构成,用于消除大气中的雷击过电压和三相三线系统中的操作过电压。
消弧消谐保护组件3为高压限流熔断器FU与高压交流真空接触器JZ的常开接点相串接后跨接于三相三线系统的各相母线1和地之间,用于短路连接三相三线系统的各相母线1上的弧光过电压,其中的高压交流真空接触器JZ为分相控制且相互闭锁的三只;电压互感器PT的一次侧经高压熔断器RD与三相三线系统的各相母线1电连接、二次侧与控制器ZK的输入端电连接,控制器ZK的输出端与高压交流真空接触器JZ的工作线圈电连接,用于检测三相三线系统的各相母线1上的弧光过电压,并将消除对应相弧光过电压的控制信号送往高压交流真空接触器JZ相应相的工作线圈。
电压互感器保护器4为保护开关,其为继电器(或接触器或断路器)。该保护开关的常闭接点ZJ串接于电压互感器PT一次侧的中性点与地之间、工作线圈HQ与消弧消谐保护组件3中的高压交流真空接触器JZ的辅助常开接点或控制器ZK的输出端电连接,用于防止弧光故障点接地电流对电压互感器PT一次侧的冲击。
使用时,在开断真空断路器DL的过程中,真空断路器DL两端产生的操作过电压的峰值首先被电容器C所平缓和削平,随后,只要真空断路器DL两端产生的操作过电压达到断路器重燃抑制器2设定的动作值后,断路器重燃抑制器2中的放电间隙JX被击穿、氧化锌压敏电阻ZNO将操作过电压限制在其残压的范围内,防止了真空断路器DL灭弧室的重燃,杜绝了重燃过电压产生的可能。当被抑制的操作过电压低于放电间隙JX的击穿电压时,放电间隙JX断开,氧化锌压敏电阻ZNO仍不承受任何电压和任何漏电流的作用,不会造成其的老化。
当三相三线系统中出现雷击过电压或操作过电压时,由过电压吸收器5将其吸收,消除了其对三相三线系统和用电设备6的危害。
当三相三线系统中出现弧光接地故障时,弧光接地过电压由消弧消谐保护组件3中的电压互感器PT采集后送往控制器ZK,由控制器ZK判断出发生弧光接地故障的相,并输出控制信号至高压交流真空接触器JZ相应相的工作线圈,将发生弧光接地的故障相直接接地,从而抑制了弧光接地过电压的产生。
当系统正常后,消弧消谐保护组件3复位时,已闭合的高压交流真空接触器JZ的常开接点断开,此时的系统从一种稳定的状态转变成另一种稳定的状态,系统中的正常两相对接地相形成涌流。而此时的电压互感器保护器4的串接于电压互感器PT一次侧的中性点与地之间的常闭接点ZJ也因高压交流真空接触器JZ的常开接点的断开而滞后于其约30ms恢复常态,即重新闭合,从而避开了故障点接地电流的冲击,完全杜绝了故障点接地电流对消弧消谐保护组件3中的电压互感器PT一次侧的冲击,防止了电压互感器PT的损坏或电压互感器PT一次侧高压熔断器RD的熔断。
显然,本领域的技术人员可以对本实用新型的三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置,包括经真空断路器(DL)与三相三线系统的各相母线(1)电连接的用电设备(6),以及用电设备(6)旁的三相三线系统的各相母线(1)与地之间置有的过电压吸收器(5)和消弧消谐保护组件(3),其特征在于:
所述真空断路器(DL)的两端并联连接有断路器重燃抑制器(2),用于限制真空断路器(DL)开断时产生的过电压,以防止真空断路器(DL)重燃;
所述过电压吸收器(5)由氧化锌压敏电阻器构成,用于消除雷击过电压或操作过电压;
所述消弧消谐保护组件(3)中的电压互感器(PT)一次侧的中性点与地之间串接有电压互感器保护器(4),用于防止弧光接地故障消除后,系统恢复正常时的涌流对电压互感器(PT)的危害。
2.根据权利要求1所述的三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置,其特征是断路器重燃抑制器(2)为相串接的放电间隙(JX)与氧化锌压敏电阻(ZNO)的两端并联连接有电容器(C),用于跨接于真空断路器(DL)的两端,以限制过电压防止真空断路器(DL)重燃。
3.根据权利要求2所述的三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置,其特征是断路器重燃抑制器(2)和真空断路器(DL)与三相三线系统的各相母线(1)和用电设备(6)间的电连接为手车推入式接触连接。
4.根据权利要求1所述的三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置,其特征是消弧消谐保护组件(3)为高压限流熔断器(FU)与高压交流真空接触器(JZ)的常开接点相串接后跨接于三相三线系统的各相母线(1)和地之间,用于短路连接三相三线系统的各相母线(1)上的弧光过电压,电压互感器(PT)的一次侧经高压熔断器(RD)与三相三线系统的各相母线(1)电连接、二次侧与控制器(ZK)的输入端电连接,控制器(ZK)的输出端与高压交流真空接触器(JZ)的工作线圈电连接,用于检测三相三线系统的各相母线(1)上的弧光过电压,并将消除对应相弧光过电压的控制信号送往高压交流真空接触器(JZ)相应相的工作线圈。
5.根据权利要求4所述的三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置,其特征是高压交流真空接触器(JZ)为分相控制且相互闭锁的三只。
6.根据权利要求5所述的三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置,其特征是电压互感器保护器(4)为保护开关,所述保护开关的常闭接点(ZJ)串接于电压互感器(PT)一次侧的中性点与地之间、工作线圈(HQ)与消弧消谐保护组件(3)中的高压交流真空接触器(JZ)的辅助常开接点或控制器(ZK)的输出端电连接,用于防止弧光故障点接地电流对电压互感器(PT)一次侧的冲击。
7.根据权利要求6所述的三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置,其特征是保护开关为继电器,或接触器,或断路器。
8.根据权利要求1或4或6所述的三相电力电网中性点非直接接地系统过电压保护装置,其特征是消弧消谐保护组件(3)、电压互感器保护器(4)和过电压吸收器(5)与三相三线系统的各相母线(1)间串接有高压隔离开关(QS)。
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