CN203251091U - 用电接地综合保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用电接地综合保护装置，包括有母线排和控制器MCU，从母线排上引出接线并连接有高压隔离开关QF后分别三个支路，其中第一个支路中依次连接高压限流熔断器FU1和电压互感器PT后连接至控制器MCU的信号输入端，第二个支路中依次连接高压限流熔断器FU2、交流真空接触器Ka、Kb、Kc、电抗器L和电流互感器LH后接地，从控制器MCU的信号输出端引出接线并分别连接至交流真空接触器Ka、Kb、Kc的受控端，第三个支路中连接过压保护器THLV后接地。本实用新型通过电抗器限制故障相电压和电流，并通过交流真空接触器，使故障相接地，达到了彻底消弧的目的，从而提高了电网运行的安全性、供电的可靠性及电能质量。

Description

用电接地综合保护装置

技术领域

    本实用新型涉及用电保护装置领域，具体是一种用电接地综合保护装置。

背景技术

在电力系统的运行过程中，时常会发生故障，电力系统的运行经验表明，电力系统中的大部分故障是单相接地故障。3～35kV（含66kV）的配电网，绝大多数采用中性点非有效接地方式。随着城网和农网的大规模技术改造，越来越多的配电网实现了电缆化，接地电容电流也随之大幅度的增长。在城网10kV系统，与相同长度的架空线路相比，电缆线路的电容电流比架空线路的电容电流大20倍以上，以至发生单相弧光接地故障时，故障点的电弧难以熄灭，并产生高达相电压3.15～3.5倍的过电压，威胁系统的绝缘脆弱的设备，往往会发展为相间短路，甚至造成“火烧连营”的恶劣后果。

传统的用电保护装置一般采用电流补偿消弧法，这种方法虽然具有中性点不接地方式的优点：接地电流小，供电可靠性高；但是容易受电容电流大小的影响，不能做到100%消弧，且不接地方式的单相接地电弧易重燃，易造成内部过电压倍数高等缺点。其次，传统用电保护装置的有效性易受接地电阻值变化的影响，难以察觉高阻接地故障的微弱信号，对于架空线路断线、电缆绝缘老化等故障的前期征兆一般无法判断。而且传统用电保护装置往往功能较单一，占用了大量宝贵的现场空间。

可见，在三相非直接接地或中性点经消弧线圈接地的电力系统中，现行的用电保护装置无法满足对电网中出现的各种过电压进行限制、保护的需求。开发研制一种具有消弧、选线、消谐、PT切换等一机多能的用电接地综合保护装置已经成为电力系统所急需解决的实际问题，也是提高电气设备可靠性的迫切需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用电接地综合保护装置，在电网产生弧光接地时，采用电压消弧法，通过电抗器限制故障相电压和电流，并通过一组可以分相控制的交流真空接触器，使故障相接地，以达到彻底消弧的目的，从而来提高电网运行的安全性、供电的可靠性及电能质量。

本实用新型的技术方案如下：

一种用电接地综合保护装置，包括有母线排和控制器MCU，其特征在于：从所述的母线排上引出接线并连接有高压隔离开关QF后分别三个支路，其中第一个支路中依次连接高压限流熔断器FU1和电压互感器PT后连接至控制器MCU的信号输入端，第二个支路中依次连接高压限流熔断器FU2、交流真空接触器Ka、Kb、Kc、电抗器L和电流互感器LH后接地，从所述控制器MCU的信号输出端引出接线并分别连接至交流真空接触器Ka、Kb、Kc的受控端，第三个支路中连接过压保护器THLV后接地。

所述的用电接地综合保护装置，其特征在于：控制器MCU包括有16位单片机、DSP、24位模数转换器、FLASH存储器、时钟电路、RS485接口或CAN总线接口和显示屏。

所述的用电接地综合保护装置，其特征在于：所述的电流互感器LH上连接有电流表PA。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型在电网产生弧光接地时，采用电压消弧法，通过电抗器限制故障相电压和电流，并通过一组可以分相控制的交流真空接触器，使故障相接地，达到了彻底消弧的目的，适用于3~35kV三相非直接接地或中性点经消弧线圈接地的电力系统中，用来对电网中出现的各种过电压进行限制，提高了电网运行的安全性、供电的可靠性及电能质量。

2、本实用新型具有消弧、选线、消谐、PT切换及PT柜的功能，节约了现场宝贵的空间，广泛应用于电力、冶金、化工、石油、交通、建材、煤炭、城建、市政、水利、军工等多个领域，完全适用于以电缆线路为主的电网或是电缆线路与架空线路混合电网，以及架空线路为主的电网。

附图说明

    图1为本实用新型电气原理图。

具体实施方式

参见图1，一种用电接地综合保护装置，包括有母线排1和控制器MCU，从母线排上引出接线并连接有高压隔离开关QF后分别三个支路，其中第一个支路中依次连接高压限流熔断器FU1和电压互感器PT后连接至控制器MCU的信号输入端，第二个支路中依次连接高压限流熔断器FU2、交流真空接触器Ka、Kb、Kc、电抗器L和电流互感器LH后接地，从控制器MCU的信号输出端引出接线并分别连接至交流真空接触器Ka、Kb、Kc的受控端，第三个支路中连接过压保护器THLV后接地。

本实用新型中，控制器MCU包括有16位单片机、DSP、24位模数转换器、FLASH存储器、时钟电路、RS485接口或CAN总线接口和显示屏；电流互感器LH上连接有电流表PA。

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明：

1、过压保护器THLV是一种高能容的氧化锌过电压保护器，与一般的氧化锌避雷器（MOA）相比，具有以下优点：

（1）、过电压保护器THLV采用的是大能容的ZnO非线性电阻和放电间隙相组合的结构，由于间隙元件与ZnO阀片的配合，解决了保护器的荷电率及工频老化问题；

（2）、过电压保护器THLV的冲击系数为1，各种电压波形下的放电电压值相等，不受过电压波形影响，过电压保护值准确，保护性能优良；

（3）、过电压保护器THLV采用四星型接法，可将相间过电压大大降低，与常规避雷器相比，相间过电压降低了60-70%，保护可靠性大大提高；

（4）过电压保护器THLV是本实用新型中限制各类过电压的第一器件，主要用来限制大气过电压和操作过电压。

2、交流真空接触器Ka、Kb、Kc三相分体，与传统的真空接触器相比具有动作速度快的特点，正常运行时，交流真空接触器Ka、Kb、Kc处于断开状态，受控制器MCU控制而动作，各相之间相互闭锁，当其中任一相闭合使该相母线经电抗器接地后，其它两相中的任何一相绝对不会动作闭合，交流真空接触器Ka、Kb、Kc的作用是：当系统发生铁磁谐振时，与电抗器L配合破坏谐振点，起到消谐的作用；当系统发生弧光接地时，与电抗器L配合，钳制故障相电压和电流起到100%消弧的作用，从而保护了系统中的设备。

3、控制器MCU中，16位单片机作为保护CPU，DSP作为运算CPU，运算快速，保护可靠，功能完善，性能优越，24位模数转换器每周波采样24点，FLASH存储器存储程序、定值与系统参数，抗干扰能力强，数据被破坏的可能性极小，时钟电路满足独立运行时对时标的要求，RS485接口或CAN总线接口的通讯速率可设置，通讯介质简单，并可扩展为光纤网，显示屏为友好的人机界面，大屏幕液晶，汉字显示，信息详细直观，查询、控制、修改等操作方便快捷，且装置在执行查询、通信、控制等操作时不影响装置保护的正常运行。

4、高压限流熔断器FU1、FU2具有以下特殊功能：

（1）、开断容量大，可达63kA；

（2）、 开断迅速，开断时间小于3ms；

（3）、限流效果好，可使故障电流限制在最大短路电流冲击电流的1/5以下；

（4）、开断电弧电压低，在熔断器分断过程中电弧电压很低，并当用于低于额定电压系统时，电弧电压将进一步减小，所以可将12kV的熔断器用于7.2kV系统而没有损坏系统绝缘的危险。

5、电压互感器PT可将系统的高压三相信号转变成可供控制器MCU处理的三相电压信号（Ua、Ub、Uc）及中性点信号（Uo）。

6、高压隔离开关QF用于本装置安装和维护时的投切。

7、电抗器L与交流真空接触器Ka、Kb、Kc配合，起到钳制故障相电压电流和破坏谐振点的作用。

Claims (3)

1.一种用电接地综合保护装置，包括有母线排和控制器MCU，其特征在于：从所述的母线排上引出接线并连接有高压隔离开关QF后分别三个支路，其中第一个支路中依次连接高压限流熔断器FU1和电压互感器PT后连接至控制器MCU的信号输入端，第二个支路中依次连接高压限流熔断器FU2、交流真空接触器Ka、Kb、Kc、电抗器L和电流互感器LH后接地，从所述控制器MCU的信号输出端引出接线并分别连接至交流真空接触器Ka、Kb、Kc的受控端，第三个支路中连接过压保护器THLV后接地。

2.根据权利要求1所述的用电接地综合保护装置，其特征在于：控制器MCU包括有16位单片机、DSP、24位模数转换器、FLASH存储器、时钟电路、RS485接口或CAN总线接口和显示屏。

3.根据权利要求1所述的用电接地综合保护装置，其特征在于：所述的电流互感器LH上连接有电流表PA。