CN202772570U - 一种电压消弧法智能型接地故障综合保护系统 - Google Patents

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王涛
李韶军
李立
黄运达
胡黎明
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Abstract

本实用新型公开的一种电压消弧法智能型接地故障综合保护系统,包括高压开关柜体、安装于高压开关柜体内的智能接地保护装置,智能接地保护装置包括三相母线开关量输入端、与三相母线开关量输入端依次串联连接的用于过电流保护的限流熔断器、用于跳开故障相的单相真空接触器,单相真空接触器的另一端共接于一只用于钳制故障相的电抗器,在电抗器的另一端接地,并在其接地端设置有用于检测其电流值的电流互感器;三相母线开关量输入端还接有依次串联的限流熔断器和用于检测三相电压的电压互感器,电压互感器的另一端接地;智能接地保护装置还包括用于数据采集和处理的微机控制器,微机控制器与电压互感器、电流互感器、单相真空接触器连接。

Description

一种电压消弧法智能型接地故障综合保护系统
技术领域
本实用新型涉及一种变电站接地保护系统,特别是涉及一种电压消弧法智能型接地故障综合保护系统。 
背景技术
广东电网10kV系统使用较多的自动跟踪补偿消弧线圈接地系统及小电阻接地系统两种接地方式。其中自动跟踪补偿消弧线圈接地系统方式存在着选线准确性低、高阻接地故障时保护有盲区等缺点;小电阻接地系统方式存在无论瞬时接地还是永久接地均作用跳闸、供电可靠性低、高阻接地故障时保护有盲区等缺点。 
实用新型内容
为解决上述问题,本实用新型提供一种电压消弧法智能型接地故障综合保护系统,采用电压消弧原理以及微机控制技术,实现消弧、消谐、单相接地故障保护等功能。 
本实用新型解决其问题所采用的技术方案是: 
一种电压消弧法智能型接地故障综合保护系统,包括高压开关柜体、安装于高压开关柜体内的智能接地保护装置,所述智能接地保护装置包括三相母线开关量输入端、与所述三相母线开关量输入端依次串联连接的用于过电流保护的限流熔断器、用于跳开故障相的单相真空接触器,所述单相真空接触器的另一端共接于一只用于钳制故障相的电抗器,在所述电抗器的另一端接地,并在其接地端设置有用于检测其电流值的电流互感器;所述三相母线开关量输入端还接有依次串联的限流熔断器和用于检测三相电压的电压互感器,所述电压互感器的另一端接地;所述智能接地保护装置还包括用于数据采集和处理的微机控制器,所述微机控制器与所述电压互感器、电流互感器、单相真空接触器连接。
在本实用新型的工作过程中,微机控制器从电压互感器和电流互感器的二次端检测系统的三相电压及频率、零序电压及零序电流,根据这些电压量、电流量及频率的变化,判断系统的状况并作出相应的保护。当母线设备正常运行时,三只单相真空接触器均处于断开状态,装置不对母线设备产生任何影响;一旦判断母线发生单相弧光接地,微机控制器立即驱动故障相的真空接触器闭合,将电抗器接于故障相,钳制故障相电压,破坏电弧重燃条件,达到迅速消弧的目的。 
此外,本实用新型还能达到消谐的目的,当微机控制器检测到谐振发生后,立即驱动电抗器并联到产生磁路饱和的那项母线和地之间,这就消除了回路谐振点,使ωL≠1/Ωc,可靠消谐。 
进一步,所述智能接地保护装置还设有报警器,所述报警器与所述微机控制器连接。当微机控制器经过数据分析发现母线相出现故障时,立即将报警信号传输至报警器报警。 
进一步,所述智能接地保护装置还设有用于输出保护继电器动作信号的保护继电器输出端,所述保护继电器输出端与微机控制器连接。当发现母线设备出现故障时,微机控制器立即输出保护动作信号,跳开对应的保护继电器。 
进一步,所述微机处理器为高速DSP数据处理器。所述高速DSP数据处理器,能够高速采样,高速数据处理和快速傅氏变换及谐波分析,在故障发生30ms内,完成对32路馈线零序电流采集和选线。 
进一步,所述高压开关柜体表面设有连接微机处理器的用于显示工作状态的控制面板、指示开关输出量和输入量状态的指示灯、用于选择装置功能的按键。变电站的工作人员通过开关柜的控制面板就能直观地监控各母线的工作状态,以及通过按键选择系统的功能。 
本实用新型的有益效果是:本实用新型摒弃传统的电流补偿消弧法,采用新的电压消弧法——用电抗器钳制故障相的电压,切断电弧通道,实现不受电容电流大小的影响,100%消弧。它比直接接地,小电阻接地的大电流接地方式利用变电站的接地网更为安全,其消弧性能、以及弧光过电压和谐振过电压的限制比消弧线圈更为有效,而且结构简单可靠,占地面积小,综合成本低,是一种值得推广使用的接地保护系统。 
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。 
图1为本实用新型的结构原理图。 
图2为本实用新型的外观结构图。 
具体实施方式
参照图1和图2,本实用新型提供的一种电压消弧法智能型接地故障综合保护系统,包括高压开关柜体1、安装于高压开关柜体内的智能接地保护装置2,所述智能接地保护装置2包括三相母线开关量输入端21、与所述三相母线开关量输入端依次串联连接的用于过电流保护的限流熔断器220、用于跳开故障相的单相真空接触器23,所述单相真空接触器23的另一端共接于一只用于钳制故障相的电抗器24,在所述电抗器24的另一端接地,并在其接地端设置有用于检测其电流值的电流互感器25;所述三相母线开关量输入端21还接有依次串联的限流熔断器221和用于检测三相电压的电压互感器26,所述电压互感器26的另一端接地;所述智能接地保护装置2还包括用于数据采集和处理的微机控制器27,所述微机控制器27与所述电压互感器26、电流互感器25、单相真空接触器23连接。 
单相接地后,熄弧的充分必要条件是:只要由回路电感和电流陡度所决定的恢复电压峰值小于弧度介质的恢复强度,接地电弧便不会发生重燃;反之,电弧会再次重燃,形成间歇性弧光接地故障。采用电压消弧法,当电网系统中任一相发生单相弧光接地,通过单相真空触发器23对故障相的合闸直接将一电抗器并接于故障相的母线和地之间,用电抗器24两端的电压来钳制故障点两端的电压,使其远小于弧隙抗电强度恢复的幅值,破坏电弧重燃的机会,消除弧光接地。 
微机控制器27从电压互感器26和电流互感器25的二次端检测系统的三相电压及频率、零序电压及零序电流,根据这些电压量、电流量及频率的变化,判断系统的状况并作出相应的保护。当母线设备正常运行时,三只单相真空接触器均处于断开状态,装置不对母线设备产生任何影响;一旦判断母线发生单相弧光接地,微机控制器27立即驱动故障相的真空接触器闭合,将电抗器24接于故障相,钳制故障相电压,破坏电弧重燃条件,达到迅速消弧的目的。 
此外,本系统还能达到消谐的目的,当微机控制器27检测到谐振发生后,立即驱动电抗器并联到产生磁路饱和的那项母线和地之间,这就消除了回路谐振点,使ωL≠1/Ωc,可靠消谐。 
进一步,所述智能接地保护装置2还设有报警器28,所述报警器28与所述微机控制器27连接。当微机控制器27经过数据分析发现母线相出现故障时,立即将报警信号传输至报警器28报警。 
进一步,所述智能接地保护装置2还设有用于输出保护继电器动作信号的保护继电器输出端29,所述保护继电器输出端29与微机控制器27连接。当发现母线设备出现故障时,微机控制器27立即输出保护动作信号,跳开对应的保护继电器。 
进一步,所述微机处理器27为高速DSP数据处理器。所述高速DSP数据处理器,能够高速采样,高速数据处理和快速傅氏变换及谐波分析,在故障发生30ms内,完成对32路馈线零序电流采集和选线。 
进一步,所述高压开关柜体1表面设有连接微机处理器27的用于显示工作状态的控制面板11、指示开关输出量和输入量状态的指示灯12、用于选择装置功能的按键13。变电站的工作人员通过开关柜的控制面板11能直观地监控各母线是否正常工作,以及通过按键13选择系统的功能。 
以上所述,只是本实用新型的较佳实施例而已,本实用新型并不局限于上述实施方式,只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果,都应属于本实用新型的保护范围。 

Claims (5)

1.一种电压消弧法智能型接地故障综合保护系统,其特征在于:包括高压开关柜体(1)、安装于高压开关柜体内的智能接地保护装置(2),所述智能接地保护装置(2)包括三相母线开关量输入端(21)、与所述三相母线开关量输入端依次串联连接的用于过电流保护的限流熔断器(220)、用于跳开故障相的单相真空接触器(23),所述单相真空接触器(23)的另一端共接于一只用于钳制故障相的电抗器(24),在所述电抗器(24)的另一端接地,并在其接地端设置有用于检测其电流值的电流互感器(25);所述三相母线开关量输入端(21)还接有依次串联的限流熔断器(221)和用于检测三相电压的电压互感器(26),所述电压互感器(26)的另一端接地;所述智能接地保护装置(2)还包括用于数据采集和处理的微机控制器(27),所述微机控制器(27)与所述电压互感器(26)、电流互感器(25)、单相真空接触器(23)连接。
2.根据权利要求1所述的一种电压消弧法智能型接地故障综合保护系统,其特征在于:所述智能接地保护装置(2)还设有报警器(28),所述报警器(28)与所述微机控制器(27)连接。
3.根据权利要求1所述的一种电压消弧法智能型接地故障综合保护系统,其特征在于:所述智能接地保护装置(2)还设有用于输出保护继电器动作信号的保护继电器输出端(29),所述保护继电器输出端(29)与微机控制器(27)连接。
4.根据权利要求1所述的一种电压消弧法智能型接地故障综合保护系统,其特征在于:所述微机处理器(27)为高速DSP数据处理器。
5.根据权利要求1所述的一种电压消弧法智能型接地故障综合保护系统,其特征在于:所述高压开关柜体(1)表面设有连接微机处理器(27)的用于显示工作状态的控制面板(11)、指示开关输出量和输入量状态的指示灯(12)、用于选择装置功能的按键(13)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104466690A (zh) * 2014-12-26 2015-03-25 苏州市龙源电力科技股份有限公司 一种具有地图功能的电源柜
CN106908686A (zh) * 2017-04-21 2017-06-30 国网安徽省电力公司淮北供电公司 基于不对称法的小电流接地系统单相接地故障可靠判断装置
CN107769185A (zh) * 2017-10-26 2018-03-06 国网山东省电力公司临朐县供电公司 基于微处理器的综合消弧消谐系统
CN108258663A (zh) * 2017-12-29 2018-07-06 河南北瑞电子科技有限公司 一种高压开关柜接地保护系统
CN109802377A (zh) * 2017-11-17 2019-05-24 天津平高智能电气有限公司 一种转移型接地消弧装置

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