CN202189094U - 谐振接地电网脱谐度自动测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型谐振接地电网脱谐度自动测量装置，涉及限制或抑制接地故障电流而不切断电路的紧急保护电路装置，由Z型接地变压器、调匝式消弧线圈、微机测控装置、接地阻尼电阻和用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备组成，Z型接地变压器的中性点通过开关与调匝式消弧线圈一端相连，调匝式消弧线圈另一端与接地阻尼电阻一端连接，接地阻尼电阻另一端接地，接地阻尼电阻还与一个开关并联，微机测控装置与用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备连接，微机测控装置还与调匝式消弧线圈的远地端连接，用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备又与接地阻尼电阻并联的开关相连。本实用新型测试速度快，结果准确，控制精度高，实时性好，保障电网的安全运行。

Description

谐振接地电网脱谐度自动测量装置

技术领域

本实用新型的技术方案涉及限制或抑制接地故障电流而不切断电路的紧急保护电路装置，具体地说是谐振接地电网脱谐度自动测量装置。

背景技术

在我国中压配电网中广为采用中性点经消弧线圈接地方式。近年来出现了一些自动跟踪补偿装置，又无一例外地以中性点位移电压作为启动信号。现有技术中，谐振接地电网脱谐度的测试也都采用间接测量法，致使测量精度低，测试过程繁复，抗干扰能力有限。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供谐振接地电网脱谐度自动测量装置，对谐振接地电网脱谐度予以直接测量，测试速度快，测量结果准确，控制精度高，具有较好的实时性，保障了电网的安全运行。

本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：谐振接地电网脱谐度自动测量装置，由Z型接地变压器、调匝式消弧线圈、微机测量装置、接地阻尼电阻和用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备组成，Z型接地变压器的中性点通过开关与调匝式消弧线圈一端相连，调匝式消弧线圈另一端与接地阻尼电阻一端连接，接地阻尼电阻另一端接地，接地阻尼电阻还与一个开关并联，微机测量装置与用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备连接，微机测量装置还与调匝式消弧线圈的远地端连接，用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备又与接地阻尼电阻并联的开关相连。

上述谐振接地电网脱谐度自动测量装置，所述的Z型接地变压器每相铁芯上的绕组分为上、下相等匝数的两部分，接成曲折形连接，其他在结构与普通三相芯式电力变压器相同。

上述谐振接地电网脱谐度自动测量装置，通过Z型接地变压器的并入三相电网中构成谐振接地电网脱谐度自动测量系统。

上述谐振接地电网脱谐度自动测量装置，所述调匝式消弧线圈的技术参数由被测电网的相关数据所决定(参见下面实施例1的表1)；接地阻尼电阻的参数由下式计算得出：

$R_Z=\frac{1}{3\mathrm{\ω}{C}_0\sqrt{\frac{0.0225}{{\mathrm{\ρ}}^2}-1}}$

 上式中3C₀表示电网三相对地电容，ρ表示电网不对称度；微机测量装置包括单片机、A/D转换、相位比较、计数器、键盘显示、输入输出设备、通信接口、复位电路和断电存储器；用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备的接地阻尼电阻短接控制回路为交流220V真空接触器控制驱动回路，包括一只额定电压≥相电压的真空接触器、电压继电器和中间继电器各一块，由中性点电压或母线PT开口三角电压启动，启动电压为30V；上述这些都是本技术领域的技术人员所熟知的。

上述谐振接地电网脱谐度自动测量装置，所涉及到的设备、元器件及其连接方法均是本技术领域的技术人员熟知的，是可以通过商购或其他公知的途径获得的。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型谐振接地电网脱谐度自动测量装置的工作原理是：

Z型接地变压器用于电网主变侧为角形(Δ)接线的电力系统以引出电网中性点，调匝式消弧线圈直接安装在电网中性点上，调匝式消弧线圈的功能是根据电网电容电流的变化提供相应的补偿电流，微机测量装置用于电网正常运行时在线测量脱谐度并对调匝式消弧线圈进行调感，接地阻尼电阻则在电网正常运行时起遏制中性点位移电压过高的作用，用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备用于在电网发生单相接地故障时将接地阻尼电阻短接，以免影响消弧线圈的正常工作。

用本实用新型谐振接地电网脱谐度自动测量装置进行测量谐振接地电网脱谐度的具体过程见下面的实施例3。

本实用新型谐振接地电网脱谐度自动测量装置的显著进步是：

本实用新型谐振接地电网脱谐度自动测量装置可对零序电压即电网中性点位移电压及电流信号进行实时测量，并发送一系列频率不同的方波信号，对谐振接地电网进行频率扫描，从而确定电网的自振频率，计算出当前脱谐度值，控制补偿装置的及时跟踪调谐，使电网始终运行在设定的脱谐度范围之内，对谐振接地电网脱谐度予以直接测量，测试速度快，测量结果准确，控制精度高，具有较好的实时性，保障了电网的安全运行。又微机测量装置的功能是在线测试脱谐度，监控电网中性点位移电压，自动跟踪运行方式的变化，调整消弧线圈的电感量，并对各种异常状态进行判断，以实现单相接地故障时的最佳补偿。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型谐振接地电网脱谐度自动测量装置的结构示意图。

图2是本实用新型谐振接地电网脱谐度自动测量装置连入电网主变侧为角形(Δ)接线的电力系统时的示意图。

图3是对谐振接地电网脱谐度进行测试时的PT低压侧等值电路图。

图中，1.Z型接地变压器，2.微机测量装置，3.用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备，L.调匝式消弧线圈，R_Z.接地阻尼电阻，K₁.开关，K₂.开关。

具体实施方式

图1所示实施例表明，本实用新型谐振接地电网脱谐度自动测量装置由Z型接地变压器(1)、调匝式消弧线圈(L)、微机测量装置(2)、接地阻尼电阻(R_Z)和用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备(3)组成，Z型接地变压器(1)的中性点O通过开关K₁与调匝式消弧线圈(L)一端相连，调匝式消弧线圈(L)另一端与接地阻尼电阻(R_Z)一端连接，接地阻尼电阻(R_Z)另一端接地，接地阻尼电阻(R_Z)还与一个开关K₂并联，微机测量装置(2)与用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备(3)连接，微机测量装置(2)还与调匝式消弧线圈(L)的远地端连接，用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备(3)又与接地阻尼电阻(R_Z)并联的开关K₂相连。

上述的微机测量装置(2)与调匝式消弧线圈(L)的远地端连接，是指通过微机测量装置(2)中的单片机与调匝式消弧线圈(L)的远地端连接。

图2所示实施例表明，本实用新型谐振接地电网脱谐度自动测量装置按本技术领域熟知的连接方式连入电网主变侧为角形(Δ)接线的电力系统的接入方法是，Z型接地变压器(1)按本技术领域熟知的方式接于电网主变侧为角形(Δ)接线的电力系统的A相、B相和C相，以引出电网中性点O，调匝式消弧线圈(L)通过开关K₁安装在电网中性点O上；调匝式消弧线圈(L)的功能是根据电网电容电流的变化提供相应的补偿电流；微机测量装置(2)用于电网正常运行时在线测量脱谐度并对调匝式消弧线圈(L)进行调感；接地阻尼电阻(R_Z)则在电网正常运行时起遏制中性点位移电压过高的作用；用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备(3)用于在电网发生单相接地故障时将接地阻尼电阻(R_Z)短接，以免影响消弧线圈的正常工作。

实施例1

用本实用新型谐振接地电网脱谐度自动测量装置进行谐振接地电网脱谐度自动测量的方法如下。

图3是对谐振接地电网脱谐度进行测试时的PT低压侧等值电路图，图中C′、L′、r′和

分别为三相导线对地总分布电容、消弧线圈电感、接地阻尼电阻以及故障发生时电网中性点位移电压折算至PT低压侧的值；

为本实用新型谐振接地电网脱谐度自动测量装置的微机测量装置(2)所控制的扫频信号源电压，R_Q为取样电阻，其数值为1Ω/5W，R为限流电阻，其数值为300Ω/300W。

在进行测试装置工作时，上述扫频信号源在本实用新型谐振接地电网脱谐度自动测量装置的微机测量装置(2)及相关电源电路的配合下发出一系列幅值恒定为300V、频率为30～80Hz自动改变的方波信号，对图3中M、N点右侧的电路进行频率扫描，同时又将取样电阻R_Q上的电压

和M、N两点间的电压

取回微机测量装置(2)。方波信号中主要是基波即与方波同频率的正弦电压在工作。

的相位与电路中的电流

的相位完全一致，这是因为R_Q纯电阻元件，故其电压和电流同相。当方波信号扫至某一频率f₀时，微机测量装置(2)分析出

与

相位差为零，证明图3中M、N点右侧电路发生了并联谐振，f₀即为被测谐振接地电网的自振频率，被测谐振接地电网脱谐度可由式：

算出。

用本实用新型谐振接地电网脱谐度自动测量装置对邯郸阜阳电站1号、2号配电网的脱谐度进行了现场测试，这两路电网电压等级均为10kV，所用调匝式消弧线圈(L)型号相同，其技术参数如表1所列。

表1调匝式消弧线圈技术参数

类型	容量(KVA)	ILmax /ILmin	挡数	脱谐度变化量
					调匝式消弧线圈	400	50A/25A	15	2.5％

上述两路电网的脱谐度的测试结果列于表2中。

表2两路电网的测试数据

在测试工作完成后，电站工作人员采用其它复杂的方法对两路电网的各参数重新进行了测试，提供的数据列于表3中。

表3两路电网的其它方法的测试数据

比较两表数据，测试结果基本一致。这表明用本实用新型谐振接地电网脱谐度自动测量装置对电网脱谐度的测试结果不但具有较高的准确性，还具有对谐振接地电网脱谐度予以直接测量，测试速度快，测量结果准确，控制精度高，具有较好的实时性，保障了电网的安全运行的优点。

Claims (2)

1.谐振接地电网脱谐度自动测量装置，其特征在于：由Z型接地变压器、调匝式消弧线圈、微机测量装置、接地阻尼电阻和用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备组成，Z型接地变压器的中性点通过开关与调匝式消弧线圈一端相连，调匝式消弧线圈另一端与接地阻尼电阻一端连接，接地阻尼电阻另一端接地，接地阻尼电阻还与一个开关并联，微机测量装置与用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备连接，微机测量装置还与调匝式消弧线圈的远地端连接，用于短接接地阻尼电阻的短接控制设备又与接地阻尼电阻并联的开关相连。

2.根据权利要求1所述谐振接地电网脱谐度自动测量装置，其特征在于：所述的Z型接地变压器的每相铁芯上的绕组分为上、下相等匝数的两部分，接成曲折形连接，其他在结构与普通三相芯式电力变压器相同。

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