CN204030586U - 带过电压抑制装置的消弧消谐柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带过电压抑制装置的消弧消谐柜，其包括柜体，所述柜体内部分成控制电源室、电源开关室、柜内照明室、电磁闭锁室、微机控制回路室以及智能开关室，所述智能开关室中包括过电压抑制装置控制器和中性点虚拟接地装置，所述控制电源室包括直流控制电源室，所述直流控制电源室包括有操作电源开关、分闸隔离刀以及合闸隔离刀。该装置通过将不稳定的单相弧光接地转变为金属性直接接地从而消除了过电压，提高了电网供电的可靠性。

Description

带过电压抑制装置的消弧消谐柜

技术领域

本实用新型涉及电力输配电系统的单相接地保护技术领域，特别涉及一种带过电压抑制装置的消弧消谐柜。 

背景技术

中性点不接地方式有着一系列的优点，因此被广泛应用于我国中压电网中（3-63kV）。但是，其单相接地保护问题一直没有得到很好解决。目前有采用工频过电压、过电流和零序功率方向等“绝对定值”原理构成的接地保护装置，但很难满足选择性和可靠性的要求。对于规模较大的中性点不接地电网而言，线路发生接地故障时，流过 接地点的接地电容电流足以启动灵敏的接地保护装置，其灵敏度的整定值难以躲过三相式TA的不平衡电流；对于规模较小的中性点不接地的中压电网而言，线路发生接地故障时，故障线路与非故障线路上的接地电容电流差别不是很大，很难实现接地保护的选择性。对于中性点谐振接地的中压电网而言，发生单相接地故障后，其接地故障线路与非故障线路，难以用电流幅值或零序功率方向保护原理来实现选择性要求，通常依靠首半波原理和五次谐波原理来实现选择性要求。但是，实践证明，基于这两种保护原理制 作的保护装置，都没有解决谐振接地系统中的单相接地故障的选择性问题。

长期以来在我国，3-35KV（含66KV）的电网大多采用中性点不接地的运行方式，中性点不接地的系统由于投资、运行经济、供电可靠性高被广泛采用，但是当发生单相弧光接地时，会产生弧光接地过电压，极易引起电气设备内绝缘的损伤或击穿引发事故，造成严重损失。

随着电网规模的扩大，电缆的广泛应用，接地电容电流越来越大，在其发生单相接地时，电弧不能自动熄灭，弧光接地过电压越来越严重，不少电网采用了谐振接地的方式，即消弧线圈接地。补偿电流经故障点的电容电流使之趋之于0，弧光不能维系燃烧而熄灭，故障点周围的绝缘介质“空气”得以补充能够恢复到正常的绝缘强度，故障点的绝缘不再击穿，谐振接地优点是具有很高的供电可靠性，但是存在着过电压倍数高，精确的调谐难度大，选线准确性低，组件多，结构复杂，自身故障率高，占地面积大，不利于电网的远景规划等缺点。 

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种带过电压抑制装置的消弧消谐柜，通过将不稳定的单相弧光接地转变为金属性直接接地从而消除了过电压，同时还能够准确的确定出故障线路，提高了电网供电的可靠性。

为达上述目的，本实用新型采取如下方案：

一种带过电压抑制装置的消弧消谐柜，其包括柜体，所述柜体内部分成控制电源室、电源开关室、柜内照明室、电磁闭锁室、微机控制回路室以及智能开关室，所述智能开关室中包括过电压抑制装置控制器和中性点虚拟接地装置，

所述中性点虚拟接地装置包括高压隔离开关、高压熔断器、电压互感器、一次消谐器、智能开关以及过电压吸收器；

所述高压隔离开关的上端接母线，其下端分别与并联的两个高压熔断器的上端连接，一个高压熔断器的另一端与过电压吸收器的一端相连，所述过电压吸收器的另一端接地，另一个高压熔断器的另一端与电压互感器的一次侧一端相连；

所述电压互感器的一次侧另一端与并联的一次消谐器和智能开关的上端相连，一次消谐器和智能开关的另一端接地，所述电压互感器的二次侧带有辅助绕组，该辅助绕组首尾串联形成开口三角绕组，开口三角绕组的一端串联高压熔断器以及高压隔离开关后连接到过电压抑制装置控制器的信号输入端，开口三角绕组的另一端接地并同时连接到过电压抑制装置控制器的信号输入端，所述电压互感器二次侧的剩余三相绕组在分别串联高压熔断器以及高压隔离开关后连接到过电压抑制装置控制器的信号输入端；

所述过电压抑制装置控制器包括三相电压室、零序电压室、消弧装置电压测量室、通讯接口室以及装置电源室，该过电压抑制装置控制器还包括低压告警信号输出端、过压告警信号输出端、PT断线告警信号输出端、谐振告警信号输出端以及信号公共端；

所述控制电源室包括直流控制电源室，所述直流控制电源室包括有操作电源开关、分闸隔离刀以及合闸隔离刀。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

1）能够有效的抑制3-35kv中性点虚拟接地电网单相间歇电弧接地及谐振引起的过电压，能够确保分支线路单相接地时准确选线，其消弧和选线的机理与电网电容电流的大小无关，因而不受电网运行方式的改变和电网扩大的影响，大网小网均可使用；

2）整个装置可组成一台高压柜，结构简单、体积小、安装和调试方便、价格低廉并且使用安全，可广泛用于3-35kv变电站和发电厂的高压厂用系统中，在装有消弧线圈的系统中同样可以使用。

附图说明

图1为带过电压抑制装置的消弧消谐柜结构示意图；

图2为中性点虚拟接地装置的电路原理图；

图3为过电压抑制装置控制器的电路原理图；

图4为电压互感器的接线电路原理图；

图5为直流控制电源室的接线电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

该带过电压抑制装置的消弧消谐柜结构如图1所示。该消弧消谐柜包括柜体，所述柜体内部分成控制电源室1、电源开关室2、柜内照明室3、电磁闭锁室4、微机控制回路室5以及智能开关室6。智能开关室中包括过电压抑制装置控制器WZK和中性点虚拟接地装置。

中性点虚拟接地装置的电路原理图如图2所示。中性点虚拟接地装置包括高压隔离开关QS、高压熔断器FU1和FU2、电压互感器PT、一次消谐器LXQ、智能开关PTK以及过电压吸收器PTB。

高压隔离开关QS的上端接母线，其下端分别与并联的两个高压熔断器FU1和FU2的上端连接，高压熔断器FU1的另一端与过电压吸收器PTB的一端相连，过电压吸收器PTB的另一端接地，高压熔断器FU2的另一端与电压互感器PT的一次侧一端相连。

电压互感器的接线电路原理图如图4所示。电压互感器PT的一次侧另一端与并联的一次消谐器LXQ和智能开关PTK的上端相连，一次消谐器LXQ和智能开关PTK的另一端接地，电压互感器PT的二次侧带有辅助绕组，该辅助绕组首尾串联形成开口三角绕组，开口三角绕组的一端串联高压熔断器以及高压隔离开关后连接到过电压抑制装置控制器的信号输入端，开口三角绕组的另一端接地并同时连接到过电压抑制装置控制器的信号输入端，所述电压互感器二次侧的剩余三相绕组在分别串联高压熔断器以及高压隔离开关后连接到过电压抑制装置控制器的信号输入端。

其中高压隔离开关QS型号为GN19-12C/400，额定电压是12KV，电流为400A；高压熔断器FU1型号为XRNT-12/50，额定电压为12KV，电流为50A；高压限流熔断器FU2型号为XRNP-12/0.5A，额定电压为12KV，电流为0.5A；电压互感器PT，型号为JDZJ-10，变比是10000：√3 /100：√3/100：3；一次消谐器LXQ型号为LXQ-10；智能开关型号为PTK；过电压吸收器PTB型号为PTB-B-12.7/131，额定电压为12.7KV。

该过电压抑制装置控制器的电路原理图如图3所示。该过电压抑制装置控制器包括三相电压室11、零序电压室12、消弧装置电压测量室13、通讯接口室14以及装置电源室15，该过电压抑制装置控制器还包括低压告警信号输出端16、过压告警信号输出端7、PT断线告警信号输出端8、谐振告警信号输出端9以及信号公共端10。

控制电源室1包括直流控制电源室。直流控制电源室的接线电路原理图如图5所示，该直流控制电源室包括有操作电源开关17、分闸隔离刀18以及合闸隔离刀19。其中操作电源开关1ZK采用型号为DZ47-60 2P/18A的直流双极开关。

当系统受到“激励”冲击时，“激励”会在虚拟接地变压器的开口反映，开口接入的消谐电阻器快速消耗“激励”及系统电容、电感储存的能量，阻止过电压的形成，阻止过电压冲击系统绝缘，防止老化的绝缘受到过电压的冲击发生击穿而发生故障，大幅降低故障概率。电压互感器发生谐振时，虚拟接地变压器吸收泄放谐振能量，从源头消除谐振过电压，三相电压很快恢复到正常电压水平，不仅保护了系统的绝缘安全，防止了谐振过电压对系统绝缘的危害，同时保证电压互感器的特性永远处于线性区域，呈高感抗，保障谐振不会发展，具有小电阻、高阻接地的优点。

隔离开关QS合上之后本装置就进入了工作状态，QS分闸的时候为检修状态可对柜内的元器件进行维护和检查。

当系统产生雷击过电压或者操作过电压时，PTB会通过FU1对系统中的雷击过电压和操作过电压进行吸收，能够有效平缓过电压上升前沿，抑制、过滤直至消除电压尖峰，并能够耐受过电压产生大量的能量。消除系统过电压产生的大量能量，抑制系统过电压，有效的保证了系统的安全。FU1则是保护PTB的，当PTB在吸收过电压的过程中，产生的过电流会使FU1熔断，PTB退出工作，对PTB达到保护功能。

过电压抑制装置正常运行时，柜内微机控制器实时检测PT提供的二次电压信号，一旦系统内发生PT断线、谐振、金属接地、弧光接地等现象。WZK检测出这些现象之后，便会发出智能合上PTK智能开关消除PT二次谐振。LXQ也会在一次测对PT一次谐振进行抑制，并逐步消除。

本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (1)

1.一种带过电压抑制装置的消弧消谐柜，其包括柜体，所述柜体内部分成控制电源室、电源开关室、柜内照明室、电磁闭锁室、微机控制回路室以及智能开关室，所述智能开关室中包括过电压抑制装置控制器和中性点虚拟接地装置，其特征在于：

所述中性点虚拟接地装置包括高压隔离开关、高压熔断器、电压互感器、一次消谐器、智能开关以及过电压吸收器；

所述高压隔离开关的上端接母线，其下端分别与并联的两个高压熔断器的上端连接，一个高压熔断器的另一端与过电压吸收器的一端相连，所述过电压吸收器的另一端接地，另一个高压熔断器的另一端与电压互感器的一次侧一端相连；

所述电压互感器的一次侧另一端与并联的一次消谐器和智能开关的上端相连，一次消谐器和智能开关的另一端接地，所述电压互感器的二次侧带有辅助绕组，该辅助绕组首尾串联形成开口三角绕组，开口三角绕组的一端串联高压熔断器以及高压隔离开关后连接到过电压抑制装置控制器的信号输入端，开口三角绕组的另一端接地并同时连接到过电压抑制装置控制器的信号输入端，所述电压互感器二次侧的剩余三相绕组在分别串联高压熔断器以及高压隔离开关后连接到过电压抑制装置控制器的信号输入端；

所述过电压抑制装置控制器包括三相电压室、零序电压室、消弧装置电压测量室、通讯接口室以及装置电源室，该过电压抑制装置控制器还包括低压告警信号输出端、过压告警信号输出端、PT断线告警信号输出端、谐振告警信号输出端以及信号公共端；

所述控制电源室包括直流控制电源室，所述直流控制电源室包括有操作电源开关、分闸隔离刀以及合闸隔离刀。