CN202696141U - 一种消弧消谐装置 - Google Patents

Abstract

一种消弧消谐装置，包括过电压保护装置及消弧装置，其特征在于：过电压保护装置和消弧装置并联设置在三相母线的引出端线上，所述消弧装置包括高压限流熔断器、高压真空接触器、高能限压器、电压互感器、微机控制器，三只高压真空接触器的一端分别通过第一高压限流熔断器、隔离开关与三相母线连接，三只高压真空接触器另一端共同通过高能限压器接地，所述微机控制器分别与高压真空接触器和电压互感器相连接，电压互感器和第二高压限流熔断器串联经隔离开关与三相母线连接。本装置动作速度快，能快速消除间歇性弧光及稳定性弧光接地故障，抑制孤光接地过电压，防止事故进一步扩大，降低线路的事故跳闸率。

Description

一种消弧消谐装置

技术领域

    本实用新型属于一种应用在电力系统中的防护装置，具体涉及一种消弧消谐装置。

背景技术

随着我国对城市及农村电网的大规模技术改造，城市、农村的配电网必定向电缆化发展，系统对地电容电流在逐渐增大，弧光接地过电压问题也日益严重起来。运行经验证明，当这类电网发展到一定规模时，内部过电压，特别是电网发生单相间歇性孤光接地时产生的孤光接地过电压，及特殊条件下产生的铁磁谐振过电压已成为这类电网设备安全运行的一大威胁，其中以单相弧光接地过电压最为严重。为了解决上述问题，不少电网在电网中性点装设消弧线圈，当系统发生单相弧光接地时，利用消弧线圈产生的感性电流对故障点电容电流进行补偿，使流经故障电流减小，从而达到自然熄弧的目的。运行经验表明，虽然消弧线圈对抑制间歇性弧光接地过电压有一定作用，但在使用中也发现消弧线圈存在的一些问题：

1、由于电网运行方式的多样化及弧光接地点的随机性，消弧线圈要对电容电流进行有效补偿却有难度，且消弧线圈仅仅补偿了工频电容电流，而实际通过接地点的电流不仅有工频电容电流，而且包含大量的高频电流及阻性电流，严重时仅高频电流及阻性电流就可以维持电弧的持续燃烧。

2、当电网发生断线、非全向、同杆线路的电容耦合等非接地故障，使电网的不对称电压升高，可能导致消弧线圈的自动调节控制器误判电网发生接地而动作，这时将会在电网中产生很高的中性点位移电压，造成系统中一相或两相电压升高很多，以致损坏电网中的其它设备。

3、消弧线圈体积大，组件多，成本高，安装所占场地较大，运行维护复杂，而且随着电网的扩大，消弧线圈也要随之更换，不利于电网的远景规划。

目前国内电网采取经小电阻接地的方式，虽然抑制了弧光接地过电压，克服了消弧线圈存在的问题，但却牺牲了对用户供电的可靠性，一律切除故障线路而且也不能分辨出金属性或弧光接地故障类型；使并不存在弧光接地过电压危害的金属性接地故障线路也被切除，扩大了停电范围和时间。由于加大了故障电流，对于弧光接地则加剧了故障点的烧损。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种消弧消谐装置，能将中性点非有效接地系统的相间、相地过电压限制在电网安全范围内，彻底解决了各种过电压对电网的威胁，提高了电网安全供电的可靠性。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种消弧消谐装置，包括过电压保护装置及消弧装置，其特征在于：过电压保护装置和消弧装置并联设置在三相母线的引出端线上，所述消弧装置包括高压限流熔断器、高压真空接触器、高能限压器、电压互感器、微机控制器，三只高压真空接触器的一端分别通过第一高压限流熔断器、隔离开关与三相母线连接，三只高压真空接触器另一端共同通过高能限压器接地，所述微机控制器分别与高压真空接触器和电压互感器相连接，电压互感器和第二高压限流熔断器串联经隔离开关与三相母线连接。

所述过电压保护装置采用三相组合式电压保护器TBP。

本实用新型与现有技术相比具以有益效果：

1、装置动作速度快，能快速消除间歇性弧光及稳定性弧光接地故障，抑制孤光接地过电压，防止事故进一步扩大，降低线路的事故跳闸率。

2、能将系统的大气过电压和操作过电压限制到较低的电压水平，保证了电网及设备的绝缘安全。

3、能够快速、有效地消除系统的谐振过电压，防止长时间谐振过电压对系统绝缘破坏，防止谐振过电压对电网中装设的避雷器及小感性负载的损伤。

4、装置动作后，允许200A的电容电流连续通过至少2小时以上，用户可以完成转移负荷的倒闸操作之后再处理故障线路。

5、能够准确查找单相接地故障线路，对防止事故的进一步扩大，减轻运行和维护人员的工作量有重要的意义。

6、由于其限制过电压的机理与电网电流的大小无关，因而其保护性能不受电网运行方式的改变和电网扩大的影响。

7、本装置中的电压互感器可以向计量仪表和继电保护装置提供系统的电压信号，能够替代常规的PT柜。

8、能够测量系统的单相接地电容电流。

9、结构简单，体积小，安装、调试方便，适用范围广。

10、相对于消弧线圈系统而言，性价比较高。

11、选线功能，无论系统发生的是何种类型的接地故障，均能够对接地线路进行准确地选择。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

 参见图1，一种消弧消谐装置，包括过电压保护装置1及消弧装置，过电压保护装置1和消弧装置并联设置在三相母线的引出端线上，消弧装置包括高压限流熔断器2和3、高压真空接触器4、高能限压器5、电压互感器6及微机控制器7，三只高压真空接触器4的一端分别通过第一高压限流熔断器2、隔离开关8与三相母线连接，三只高压真空接触器4另一端共同通过高能限压器5接地，微机控制器7分别与高压真空接触器4和电压互感器6相连接，电压互感器6和第二高压限流熔断器3串联经隔离开关8与三相母线连接。

过电压保护装置采用大容量ZnO非线性元件组成的三相组合式过电压保护器TBP，是本装置第一保护元件，与目前其他各种过电压保护器相比，本元件具有保护值较低，承受暂态过电压能力较高的优点，能在后续保护装置动作前，对系统出现的高幅值弧光过电压进行有效的限制，主要用来限制大气过电压和操作过电压。

微机控制器（ZK）：本装置的技术核心元件采用美国Microchip公司新一代的PIC系列单片机，工作稳定可靠；采用先进的开关电源供电，抗干扰能力强；具有测量、显示、运算、通讯和控制功能。它根据电压互感器PT提供的三相电压信号Ua、Ub、Uc和开口三角电压Uo瞬时的变化，判定接地的性质和接地相别，发出相应的指令控制高压真空接触器的接通和开断。

高压限流熔断器：整个装置的后备保护器件，用来防止短路事故，具有开断迅速、开断容量大的特点。

高能限压器：当系统发生间歇性弧光接地时，真空接触器立即将高能限压器投入到故障相，由限压器将故障相的最高电压限制在相电压的70%左右，使弧道的恢复电压上升到该值时就不再上升，保证电弧的可靠熄灭。这种限制弧道两端恢复电压的方法便于电网扩容与改建。

高压真空接触器是由三只操作回路相互闭锁的单相真空交流接触器组成，分别接于系统三相母线和地之间。在系统正常时，高压真空接触器处于开断状态，不会对系统正常运行产生影响；系统发生单相弧光时，真空接触器根据微机控制器的指令分合，将故障母线直接接地，完成对弧光接地过电压的限制。

电压互感器（PT）：用于将系统的一次电压转换为微机控制器可处理的二次电压，供检测及采样。本装置中的电压互感器可以向计量仪表和继电保护装置提供系统的电压信号，能够替代常规的PT柜。

高压隔离开关（QS）：用于消弧消谐及过电压保护装置安装维护时的投切。

本装置的工作原理：当系统发生弧光接地时, 微机控制器判断接地的相别及弧光接地类型, 同时发出指令使故障相的真空接触器闭合, 把系统由不稳定的弧光接地故障变为稳定的金属性接地故障, 故障相的对地电压降为零, 原接地故障点的弧光消失,同时由于故障相可靠接地, 增大了故障线路的零序电流, 增加接地保护的选择性, 从而准确的查找并切除故障线路。消谐原理是当系统发生谐振时, 微机控制器在PT的开口三角绕组瞬间接入大功率的消谐电阻, 利用消谐电阻破坏系统的谐振参数, 消耗谐振功率, 从而消除系统的谐振故障。

Claims (2)

1.一种消弧消谐装置，包括过电压保护装置（1）及消弧装置，其特征在于：过电压保护装置和消弧装置并联设置在三相母线的引出端线上，所述消弧装置包括高压限流熔断器（2、3）、高压真空接触器（4）、高能限压器（5）、电压互感器（6）、微机控制器（7），三只高压真空接触器（4）的一端分别通过第一高压限流熔断器（2）、隔离开关（8）与三相母线连接，三只高压真空接触器（4）另一端共同通过高能限压器（5）接地，所述微机控制器（7）分别与高压真空接触器（4）和电压互感器（6）相连接，电压互感器（6）和第二高压限流熔断器（3）串联经隔离开关（8）与三相母线连接。

2.如权利要求1所述的一种消弧消谐装置，其特征在于：所述过电压保护装置（1）采用三相组合式电压保护器TBP。

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