CN206195325U - 一种10kv配电线路ct供电控制系统 - Google Patents

一种10kv配电线路ct供电控制系统 Download PDF

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张坤
林文宙
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郭明磊
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Abstract

本实用新型提供了一种10KV输电线路CT供电控制系统,包括检测集能互感器CT、寻常储能器XN、非常储能器FN、反馈短接器DJ、寻常信号处理器XX、非常信号输出器FX和分闸线圈FZ,本实用新型可以使控制箱的启动电流大大降低,更重要的是,不论什么情况下发生短路故障或严重接地故障,控制箱都可以发挥“速断”保护作用——不存在保护盲区。

Description

一种10KV配电线路CT供电控制系统
技术领域
本实用新型涉及一种10KV配电线路CT供电控制系统,属于10KV交流高压配电线路技术领域;按照《国家重点支持的高新技术领域》的规定分类,属于电力电子技术领域。
背景技术
10KV交流配电线路中,为了便于管理,需要在线路的始端和末端安装自动断路器(或称分界断路器、分界开关,以下统称“开关”)及其控制箱,形成一个控制系统,用以对线路的过载、短路实施有效保护(包括对变电站变压器和用户变压器实施保护),还可兼做负荷调控之用。这种控制系统总是需要提供工作电源才能工作,现有技术条件下大多数采用“PT供电”方式。“PT”,通常称作“电压互感器”,也就是安装在室外10KV线路上的小型降压变压器,用以将10KV交流电压降至220V或220V以下,从而为控制箱提供工作电源。这种供电方式目前得到较为普遍的应用;但它也存在诸多不容忽视的缺陷,如体积大、安装不便、价格较高、寿命不长(抗雷击、抗雨雪、抗鸟巢侵害等能力差)等;还有一个突出的不便之处是与高压线路的直接接触必不可少,“高压危险”的潜在威胁随时存在。为了避免“PT供电”的这些缺陷,近年来开发出了“CT供电”方式,即电流互感器供电方式,如本烟台市华能电器有限公司的2013203660714“特功互感器”专利。现行“CT供电”确实优点突出——不需外接PT,自然就不存在PT供电的那些缺陷,尤其在安装简便、安全性好、可靠耐用等方面获得好评。但现行“CT供电”也有不尽人意之处;①“小电流不能启动”,即当输电线路中通过的电流太小时(如小于10A时)其传输的电能就不足以使控制箱进入工作状态;②非常情况下不能实施速断保护,即倘若正好赶在停电以后重新送电的时刻10KV线路发生短路故障或严重接地故障,这种情况控制箱就不能及时驱动开关跳闸,这虽然是特殊或极端情况,发生的概率极小,但总是存在一定程度的保护盲区。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种10KV配电线路CT供电控制系统,可以使控制箱的启动电流大大降低(3A以下),更重要的是,不论什么情况下发生短路故障或严重接地故障,控制箱都可以发挥“速断”保护作用——不存在保护盲区。
本实用新型的技术方案是:一种10KV配电线路CT供电控制系统,特点是:包括检测集能互感器CT、寻常储能器XN、非常储能器FN、反馈短接器DJ、寻常信号处理器XX、非常信号输出器FX和分闸线圈FZ,所述检测集能互感器CT由三只特制电流互感器CT1、CT2、CT3组成,每只特制电流互感器都由集能器和检测器两部分构成,集能器和检测器分别由各自的磁芯和线圈构成,其中集能器的线圈称作H线圈,检测器的线圈称作S线圈,三组H线圈的首端依次命名为H1、H2、H3,三组H线圈的尾端共接于系统的共地端GND,三组S线圈的首端依次命名为S1、S2、S3,三组S线圈的尾端共接于系统的电流公共端COM,其中:
所述H线圈首端H1、H2、H3分别与寻常储能器XN的三个输入端和非常储能器FN的三个输入端相接的同时还分别与反馈短接器DJ的三个输出端相接;所述S线圈首端S1、S2、S3分别与非常信号处理器FX输入端的三只小型电流互感器XL1、XL2、XL3的原边线圈L1、L2、L3串联后分别接于寻常信号处理器XX的三个输入端Ia、Ib、Ic,所述S线圈尾端共接于寻常信号处理器XX的信号公共端即系统的电流公共端COM;
所述寻常储能器XN的高压正极输出端C+与所述反馈短接器DJ的对比电压输入端BX相接,XN的低压直流正极输出端Uo+对外两路引出—— 一是与DJ的电源正极端V+相接,二是与所述寻常信号处理器XX的电源正极E+相接;
所述非常储能器FN除设有三个输入端分别与H1、H2、H3相接以外,还设有3个接点对外连接—— 一是设有低压直流正极输出端W+与所述非常信号处理器FX的电源正极端V+*相接,二是设有驱动信号输入端qx*与所述非常信号处理器FX的输出端Uo*相接,三是设有非常能量输出端EC*与寻常储能器XN的能量输出端EC共接于分闸线圈FZ的正极端;
所述寻常储能器XN还设有驱动信号输入端qx与所述寻常信号处理器XX的驱动信号输出端Uo相接;
XN的负极端与DJ的负极端、FN的负极端、FX的负极端、XX的负极端及FZ的负极端共接于系统的共地端GND。
本技术方案中,所述寻常储能器XN由电容器C1、C2、C3、C、CI、二极管D1、D2、D3、D1*、D2*、D3*、Do、T、单向闸流管G、电阻器R及成品稳压模块M构成,D1的正极端与D1*的负极端相接,D2的正极端与D2*的负极端相接,D3的正极端与D3*的负极端相接,C1、C2、C3的负极端分别与上述三组H线圈的首端H1、H2、H3相接,D1、D2、D3的负极端与C的正极端、Do的正极端、G的阳极端共接于C+,C+即为XN的高压正极输出端;Do的负极端与CI的正极端共接于M的正极输入端UI+,M的正极输出端Uo+即为XN的低压正极输出端;M的负极输入端UI-、负极输出端Uo-以及D1*、D2*、D3*的正极端、C、CI的负极端共接于系统的共地端GND。
本技术方案中,所述反馈短接器DJ由电阻R1、R2、R3、RS、RX、RS*、稳压二极管Q、Q*、运算放大器A、双向闸流管K1、K1*、K2、K2*、K3、K3*构成,RS的一端与RX的一端、Q的负极端共接于A的正向输入端+,RS的另一端即成为对比电压输入端BX;RS*的一端与Q*的负极端共接于A的反向输入端-,RS*的另一端接A的电源正极V+,V+即为DJ的电源正极端;K1的阴极接K1*的门极,K2的阴极接K2*的门极,K3的阴极接K3*的门极;K1、K1*两者的阳极共接点、K2、K2*两者的阳极共接点、K3、K3*两者的阳极共接点,分别成为DJ输出端的三个反馈短接点(分别与H1、H2、H3相接);K1、K2、K3的门极分别与R1、R2、R3的一端相接,RI、R2、R3的另一端共接于A的输出端,Q的正极端与RX的另一端、Q*的正极端、A的电源负极端、K1*、K2*、K3*的阴极端共接于系统的共地端GND,GND兼做DJ输出端公共反馈短接点(亦即三相线路三组H线圈的公共短接点)。
本技术方案中,所述非常储能器FN由二极管V1、V2、V3、T*和电容器C*、电阻器R、RG*、稳压二极管W及单向闸流管G*、G**构成,V1、V2、VC三者的负极端与G*、G**的阳极端及R的一端都共接于C*的正极端即成为FN的高压正极端C*+,R的另一端与W负极端的接点即成为FN的低压正极端W+,T*的正极接于G**的阴极,T*的负极即成为FN的能量输出端EC*,RG*的一端与G*的门极相接,RG*的另一端即成为FN的驱动信号输入端qx*,V1、V2、V3的正极端各自分别与上述三组H线圈的首端H1、H2、H3相接,C*的负极端与W的正极端共接于系统的共地端GND。
另外,可以将所述非常储能器FN中采用的三相半波整流电路设置成三相全波整流电路,即将三条整流电路中除了原有的三只二极管V1、V2、V3以外再增设三只二极管V1*、V2*、V3*;将检测集能互感器CT中的H线圈改变成两组相同匝数的线圈串联——前一线圈的尾端与后一线圈的首端共接于系统的共地端GND(即前一线圈与后一线圈順向串联后形成的中心抽头接GND);将第一条电路的后一线圈的尾端H1*接另一二极管V1*的正极,第二条电路的后一线圈的尾端H2*接另一二极管V2*的正极,第三条电路的后一线圈的尾端H3*接另一二极管V3*的正极,二极管V1、V2、V3、V1*、V2*、V3*的负极共接于C*+。
本技术方案中,所述非常信号输出器FX由三只小型电流互感器XL1、XL2、XL3和三支稳压二极管X1、X2、X3、三支电阻器RX1、RX2、RX3、三个运算放大器单元B1、B2、B3、三支二极管T1、T2、T3、电阻器R、稳压二极管Z构成,Z的负极与RZ的一端共接于B1、B2、B3的反向输入端-,RZ的另一端与B1、B2、B3的公共电源正极端V+*相接;XL1的副边线圈的首端L1*与X1的负极端、RX1的一端共接于B1的正向输入端+,XL2的副边线圈的首端L2*与X2的负极端、RX2的一端共接于B2的正向输入端+,XL3的副边线圈的首端L3*与X3的负极端、RX3的一端共接于B3的正向输入端+;T1、T2、T3各自的正极端分别与BI、B2、B3的输出端相接,T1、T2、T3的负极端共接于一点Uo*, Uo*即为FX的输出端;L1*、L2*、L3*的尾端、X1、X2、X3的正极端、RX1、RX2、RX3的另一端、Z的正极端、B1、B2、B3的公共电源负极端共接于系统的共地端GND。
上述技术方案中,电容器C1、C2、C3可以是有极性的也可以是无极性的,其耐压不小于400V,其容量不小于4微法、不大于40微法;电容器C、CI、C*都是有极性的,C的容量至小是2200微法,耐压至小是200伏;CI的容量至小是220微法,耐压至小是200伏;C*的容量不大于330微法、不小于100微法,耐压不小于400伏。
附图说明
图1为本实用新型技术方案的结构原理图。
图2为本实用新型技术方案的一种实施例结构原理图。
图3是本实用新型技术方案的另一种实施例结构原理图。
附图图面说明如下:
CT—检测集能互感器:CT1、CT2、CT3—三只集能检测互感器,分别安装于三条10KV输电线路;H1、H2、H3—三只检测集能互感器之集能线圈之首端;S1、S2、S3—三只检测集能互感器之检测线圈之首端;COM—三只检测集能互感器之检测线圈之尾端共接点。
XN—寻常储能器:C1、C2、C3—3支电容器,可以是有极性也可以是无极性的;C、CI—2支极性电容器; D1、D2、D3、D1*、D2*、D3*、Do、T—8支二极管;M—成品稳压模块;G—单向闸流管;C+—高压正极输出端;Do+—低压正极输出端;EC—寻常能量输出端;qx—寻常驱动信号输入端;GND—电源负极端和系统的共地端。
DJ—反馈短接器:A—运算放大器(或运算放大器单元);K1、K1*、K2、K2*、K3、K3*—三组双向闸流管复合管(每两支组合成一组);R1、R2、R3、RS、RX、RS*—6支电阻器;Q、Q*—2支稳压二极管;V+—运算放大器A的电源正极;BX—对比信号输入端;GND—电源负极端、输出端公共反馈短接点、系统的共地端。
FN—非常储能器:V1、V2、V3、T*—4支二极管;G*、G**—2支单向闸流管;C*—电容器;R—电阻器;W—稳压二极管;C*+—高压正极输出端;W+—低压正极输出端;EC*—非常能量输出端;qx*—驱动信号输入端;GND—电源负极端和系统的共地端。
FX—非常信号输出器:XL1、XL2、XL3—三只小型电流互感器;L1、L2、L3—分别为XL1、XL2、XL3的原边线圈,分别串联在S1、S2、S3与COM的回路中;L1*、L2*、L3*—分别为XL1、XL2、XL3的副边线圈首端,它们的尾端共接于GND;X1、X2、X3—三支稳压二极管,它们的负极端分别与L1*、L2*、L3*相接,它们的正极端共接于GND;RX1、RX2、RX3—三支电阻器,分别与X1、X2、X3并联;RZ—电阻器;Z—稳压二极管;B1、B2、B3—三个运算放大器单元;T1、T2、T3—三个二极管,三者构成B1、B2、B3的“或门”输出电路;V+*—FX的电源正极端;Uo*—FX的驱动信号输出端。
XX—寻常信号处理器:E+—电源正极端;E- —电源负极端;Ia、Ib、Ic—三相电流信号输入端;COM—三相电流信号公共端;Uo—驱动信号输出端;GND—电源负极端和系统的共地端。
FZ—分闸线圈。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行详细说明,所举实例用于对本实用新型加以解释而不是加以限定。
参考图1,图1中表示了本实用新型的主体结构及各部分电能量、电信号的传输关系,包括检测集能互感器CT、寻常储能器XN、非常储能器FN、反馈短接器DJ、寻常信号处理器XX、非常信号输出器FX和分闸线圈FZ,所述检测集能互感器CT由三只特制电流互感器CT1、CT2、CT3组成,每只特制电流互感器都由集能器和检测器两部分构成,集能器和检测器分别由各自的磁芯和线圈构成,其中集能器的线圈称作H线圈,检测器的线圈称作S线圈,三组H线圈的首端依次命名为H1、H2、H3,三组H线圈的尾端共接于系统的共地端GND,三组S线圈的首端依次命名为S1、S2、S3,三组S线圈的尾端共接于系统的电流公共端COM,其中:
所述H线圈首端H1、H2、H3分别与寻常储能器XN的三个输入端和非常储能器FN的三个输入端相接的同时还分别与反馈短接器DJ的三个输出端相接;所述S线圈首端S1、S2、S3分别与非常信号处理器FX输入端的三只小型电流互感器XL1、XL2、XL3的原边线圈L1、L2、L3串联后分别接于寻常信号处理器XX的三个输入端Ia、Ib、Ic,所述S线圈尾端共接于寻常信号处理器XX的信号公共端即系统的电流公共端COM;
所述寻常储能器XN的高压正极输出端C+与所述反馈短接器DJ的对比电压输入端BX相接,XN的低压直流正极输出端Uo+对外两路引出—— 一是与DJ的电源正极端V+相接,二是与所述寻常信号处理器XX的电源正极E+相接;
所述非常储能器FN除设有三个输入端分别与H1、H2、H3相接以外,还设有3个接点对外连接—— 一是设有低压直流正极输出端W+与所述非常信号处理器FX的电源正极端V+*相接,二是设有驱动信号输入端qx*与所述非常信号处理器FX的输出端Uo*相接,三是设有非常能量输出端EC*与寻常储能器XN的能量输出端EC共接于分闸线圈FZ的正极端;
所述寻常储能器XN还设有驱动信号输入端qx与所述寻常信号处理器XX的驱动信号输出端Uo相接;
XN的负极端与DJ的负极端、FN的负极端、FX的负极端、XX的负极端及FZ的负极端共接于系统的共地端GND。
参考图2,图2表示了本实用新型的一种实施方式各部分的基本构造和工作原理。所述寻常储能器XN由电容器C1、C2、C3、C、CI、二极管D1、D2、D3、D1*、D2*、D3*、Do、T、单向闸流管G、电阻器R及成品稳压模块M构成,D1的正极端与D1*的负极端相接,D2的正极端与D2*的负极端相接,D3的正极端与D3*的负极端相接,C1、C2、C3的负极端分别与上述三组H线圈的首端H1、H2、H3相接,D1、D2、D3的负极端与C的正极端、Do的正极端、G的阳极端共接于C+,C+即为XN的高压正极输出端;Do的负极端与CI的正极端共接于M的正极输入端UI+,M的正极输出端Uo+即为XN的低压正极输出端;M的负极输入端UI-、负极输出端Uo-以及D1*、D2*、D3*的正极端、C、CI的负极端共接于系统的共地端GND。
本技术方案中,所述反馈短接器DJ由电阻R1、R2、R3、RS、RX、RS*、稳压二极管Q、Q*、运算放大器A、双向闸流管K1、K1*、K2、K2*、K3、K3*构成,RS的一端与RX的一端、Q的负极端共接于A的正向输入端+,RS的另一端即成为对比电压输入端BX;RS*的一端与Q*的负极端共接于A的反向输入端-,RS*的另一端接A的电源正极V+,V+即为DJ的电源正极端;K1的阴极接K1*的门极,K2的阴极接K2*的门极,K3的阴极接K3*的门极;K1、K1*两者的阳极共接点、K2、K2*两者的阳极共接点、K3、K3*两者的阳极共接点,分别成为DJ输出端的三个反馈短接点(分别与H1、H2、H3相接);K1、K2、K3的门极分别与R1、R2、R3的一端相接,RI、R2、R3的另一端共接于A的输出端,Q的正极端与RX的另一端、Q*的正极端、A的电源负极端、K1*、K2*、K3*的阴极端共接于系统的共地端GND,GND兼做DJ输出端公共反馈短接点(亦即三相线路三组H线圈的公共短接点)。
本技术方案中,所述非常储能器FN由二极管V1、V2、V3、T*和电容器C*、电阻器R、RG*、稳压二极管W及单向闸流管G*、G**构成,V1、V2、VC三者的负极端与G*、G**的阳极端及R的一端都共接于C*的正极端即成为FN的高压正极端C*+,R的另一端与W负极端的接点即成为FN的低压正极端W+,T*的正极接于G**的阴极,T*的负极即成为FN的能量输出端EC*,RG*的一端与G*的门极相接,RG*的另一端即成为FN的驱动信号输入端qx*,V1、V2、V3的正极端各自分别与上述三组H线圈的首端H1、H2、H3相接,C*的负极端与W的正极端共接于系统的共地端GND。
本技术方案中,所述非常信号输出器FX由三只小型电流互感器XL1、XL2、XL3和三支稳压二极管X1、X2、X3、三支电阻器RX1、RX2、RX3、三个运算放大器单元B1、B2、B3、三支二极管T1、T2、T3、电阻器R、稳压二极管Z构成,Z的负极与RZ的一端共接于B1、B2、B3的反向输入端-,RZ的另一端与B1、B2、B3的公共电源正极端V+*相接;XL1的副边线圈的首端L1*与X1的负极端、RX1的一端共接于B1的正向输入端+,XL2的副边线圈的首端L2*与X2的负极端、RX2的一端共接于B2的正向输入端+,XL3的副边线圈的首端L3*与X3的负极端、RX3的一端共接于B3的正向输入端+;T1、T2、T3各自的正极端分别与BI、B2、B3的输出端相接,T1、T2、T3的负极端共接于一点Uo*, Uo*即为FX的输出端;L1*、L2*、L3*的尾端、X1、X2、X3的正极端、RX1、RX2、RX3的另一端、Z的正极端、B1、B2、B3的公共电源负极端共接于系统的共地端GND。
上述技术方案中,电容器C1、C2、C3可以是有极性的也可以是无极性的,其耐压不小于400V,其容量不小于4微法、不大于40微法;电容器C、CI、C*都是有极性的,C的容量至小是2200微法,耐压至小是200伏;CI的容量至小是220微法,耐压至小是200伏;C*的容量不大于330微法、不小于100微法,耐压不小于400伏。
参考图3,图3表示了本实用新型的另一种实施方式的工作原理。其基本构造与上述第一种实施方式的不同点在于:将所述非常储能器FN中采用的三相半波整流电路设置成三相全波整流电路,即将三条整流电路中除了原有的三只二极管V1、V2、V3以外再增设三只二极管V1*、V2*、V3*;将检测集能互感器CT中的H线圈改变成两组相同匝数的线圈串联——前一线圈的尾端与后一线圈的首端共接于系统的共地端GND(即前一线圈与后一线圈順向串联后形成的中心抽头接GND);将第一条电路的后一线圈的尾端H1*接另一二极管V1*的正极,第二条电路的后一线圈的尾端H2*接另一二极管V2*的正极,第三条电路的后一线圈的尾端H3*接另一二极管V3*的正极,二极管V1、V2、V3、V1*、V2*、V3*的负极共接于C*+。
工作原理
当10KV配电线路中有电流通过时,就会在检测集能互感器CT的H线圈和S线圈中激励出相应的交流电压或交流电流,其中H线圈两端输出的交流电压同时传输给寻常储能器XN和非常储能器FN并被反馈短接器DJ输出端所跨接,XN、FN、DJ三者的结构方式各不相同,所起的作用也就各不相同:由于XN中含有二倍压整流电路,所以当10KV线路中有很小电流通过时即可使其高压输出端C+产生较高的直流电压,以至使低压输出端Uo输出稳定的直流低电压,从而使寻常信号处理器XX进入工作状态;由于XN中CI、C2、C3具有较强的阻尼作用再加上C和CI具有较强的储电作用以及Do的反向阻隔作用,所以使得Uo+端输出的直流电压不会随着10KV线路中电流的突增突减而随时变化(CI、C2、C3的容量越小阻尼作用越大,C和CI的容量越大储电作用越强);DJ实质上是由一个电压比较器控制下的三路电子开关(以A为核心构成的电压比较器控制以K1、K1*、K2、K2*、K3、K3*为核心构成的三路电子开关),它的作用是受XN高压输出端C+电压的控制、反过来又对XN输入电压H1、H2、H3实施控制——当10KV线路电流增加到一定程度,致使XN的输入交流电压较高,就会引起C+端的直流电压(电位)高到一定程度,致使RX两端电压URX高于Q*两端电压UQ*,也就是加到A的正向输入电压的比对电压超过了设置在A的反向输入端的基准电压,就会迫使A的输出端输出高电平,就会迫使K1、K1*、K2、K2*、K3、K3*导通,也就使得三组H线圈形成短路,就使得H线圈中的电流只在自己内部空转而不对外输出能量,也就停止了向C、CI充电,由于系统工作总要消耗能量,消耗的能量都是储能电容C的“库存”中提取,所以导致C+端电压开始逐渐下降;C+端电压降到一定程度,致使RX两端电压低于Q*两端电压,A即停止输出高电平,K1、K1*、K2、K2*、K3、K3*也就随之关断,三组H线圈也就重新恢复向C、CI充电……周而复始。在这一过程中,既保证了C+端电压的基本平稳、Uo+、E+端电压的完全平稳、寻常信号处理器XX的正常工作——整个控制系统都处于寻常工作状态;又保证了H线圈不会出现全开路运行状态(不存在“开路过电压”的安全隐患)。在系统处在寻常工作状态下发生了过载、短路或接地故障时,寻常信号处理器XX可以按照使用者预先设定的数据加以比对并作出相应处理,必要时输出驱动信号至XN的qx端,迫使XN释放出能量给分闸线圈FZ,实施分闸断电,达到保护目的(对过载、接地情况实施延时分闸,对短路或严重接地故障实施即时分闸)。【UQ*来自稳压模块M的输出端Uo+,又受稳压二极管Q*的限制,其数值等于Q*的额定稳压值,所以这里用UQ*作A的反向输入端基准电压;URX的大小与C+端的电压密切相关,但其最大值不会超过Q的额定稳压值,Q的作用就是限制加到A的正向输入电压的电源不至于太高。】这就是整个系统的寻常工作情况。
但是,出现非常情况怎么办呢,这正是本实用新型所能解决的重要问题。
这里所谓非常情况包括两种:一是当10KV线路停电后重新恢复供电时发生了短路故障或严重接地故障,二是因10KV电线路中通过的电流很小(即线路负载量很小时),控制箱尚未被启动的时间段发生了短路故障或严重接地故障。这两种情况对现有CT供电方式的控制系统来说都是不能实现“速断”保护的,因为它没有专用的外接电源或储备电源,在它尚处在“空腹休眠状态”的情况下10KV线路中突然出现了异常大电流,它需要一个“先吃饭后干活”的过程——需要一个先行充实电源然后随即进入工作状态的过程,总需要一段时间,这就不可避免的延迟了跳闸断电的时间,所以不能实现“速断”保护。也就是说,现有CT供电方式的控制系统存在一定程度的“盲区”。本实用新型为了消除这一盲区,设置了XN、FN、FX三套电路,XN中设置了三条二倍压半波整流电路(分别由C1与D1、D1*、C2与D2、D2*、C3与D3、D3*构成,因为用于三相线路,所以设置三条二倍压半波整流电路),实质上也是三条阻尼整流电路(电容器C1、C2、C3属于阻尼元件,容量越小阻尼作用越大),这种整流电路的特点是输出的直流电压量值高,但输出的直流电流量值小(吸取的交流电流的量值也就小),储能速度就慢;FN中没有阻尼元件,储能电容C*的容量比XN中的储能电容C的容量小很多,特点是储能速度快,而且它的能量释放还要受到FX的牵制——FX有高电平输出才能将FN的储能释放出来,否则它总是处在储能数量不大或有能无处使的状态;FX中采用了快速峰值电压比较器电路,特点是只要输入端的电压峰值达不到限定数值,输出端就毫无输出;输入端的电压峰值一经达到限定数值,输出端就立即输出高电平,这个高电平输送到FN的信号输入端qx*就可以将FN的“阀门”打开(即使G*、G**导通),用这股非常电流产生的能量涌入分闸线圈FZ,实现“速断”保护。也就是说,当10KV线路突然发生短路故障或严重接地故障时,H线圈中强大的交流电流大部分流向FN(因XN存在较大的阻尼作用,所以分流很小),并通过FX的鉴别作用立即将FN的“阀门”打开,将FN瞬间储存的能量输送给分闸线圈FZ,产生了立即分闸断电的保护作用。这里再进一步说明一下FX的电路结构及其鉴别和开闸作用:FX前端设有小型电流互感器XL1、XL2、XL3,其副边线圈L1*、L2*、L3*两端的输出电压与通过三相输电线路中的电流成正比关系,FX后端设有以B1、B2、B3为核心元件的三相电压比较器,RX1、RX2、RX3分别并联在L1*、L2*、L3*的两端,可以通过RX1、RX2、RX3阻值的选定使B1、B2、B3的正向输入峰值电压正好大于B1、B2、B3的反向输入端电压(即稳压二极管Z负极端的正向电压,这一大数值正好与预期的输电短路电流相对应),导致B1、B2、B3之一或之二或之三输出高电平至UO*-qx*,从而促使FN立即向FZ输送能量,使其分闸断电。
图3 与图2的不同之处在于它的非常储能器FN中采用的是全波整流电路,因此电路结构作了如下变动:①三路整流电路中除了原有的三只二极管V1、V2、V3以外又增设了三只二极管V1*、V2*、V3*;②将检测集能互感器CT中的H线圈改变成两组相同匝数的线圈串联——前一线圈的尾端与后一线圈的首端共接于系统的共地端GND(即中心抽头接GND);③三条全波整流电路的另一半波是这样构成的:第一条电路的后一线圈的尾端H1*接另一二极管V1*的正极,第二条电路的后一线圈的尾端接另一二极管V2*的正极,第三条道路的后一线圈的尾端接另一二极管V3*的正极,V1、V2、V3、V1*、V2*、V3*的负极共接于C+。显然,图3实施例的全波整流的效果优于图2实施例半波整流,所以图3实施例在非常情况下可以发挥更好的“速断”保护效果;当然它的电路复杂一些、成本高一些也是自然的。

Claims (7)

1.一种10KV配电线路CT供电控制系统,其特征是:包括检测集能互感器CT、寻常储能器XN、非常储能器FN、反馈短接器DJ、寻常信号处理器XX、非常信号输出器FX和分闸线圈FZ,所述检测集能互感器CT由三只特制电流互感器CT1、CT2、CT3组成,每只特制电流互感器都由集能器和检测器两部分构成,集能器和检测器分别由各自的磁芯和线圈构成,其中集能器的线圈称作H线圈,检测器的线圈称作S线圈,三组H线圈的首端依次命名为H1、H2、H3,三组H线圈的尾端共接于系统的共地端GND,三组S线圈的首端依次命名为S1、S2、S3,三组S线圈的尾端共接于系统的电流公共端COM,其中,
所述H线圈首端H1、H2、H3分别与寻常储能器XN的三个输入端和非常储能器FN的三个输入端相接的同时还分别与反馈短接器DJ的三个输出端相接;所述S线圈首端S1、S2、S3分别与非常信号处理器FX输入端的三只小型电流互感器XL1、XL2、XL3的原边线圈L1、L2、L3串联后分别接于寻常信号处理器XX的三个输入端Ia、Ib、Ic,所述S线圈尾端共接于寻常信号处理器XX的信号公共端即系统的电流公共端COM;
所述寻常储能器XN的高压正极输出端C+与所述反馈短接器DJ的对比电压输入端BX相接,XN的低压直流正极输出端Uo+对外两路引出 —— 一是与DJ的电源正极端V+相接,二是与所述寻常信号处理器XX的电源正极E+相接;
所述非常储能器FN除设有三个输入端分别与H1、H2、H3相接以外,还设有3个接点对外连接—— 一是设有低压直流正极输出端W+与所述非常信号处理器FX的电源正极端V+*相接,二是设有驱动信号输入端qx*与所述非常信号处理器FX的输出端Uo*相接,三是设有非常能量输出端EC*与寻常储能器XN的能量输出端EC共接于分闸线圈FZ的正极端;
所述寻常储能器XN还设有驱动信号输入端qx与所述寻常信号处理器XX的驱动信号输出端Uo相接;
XN的负极端与DJ的负极端、FN的负极端、FX的负极端、XX的负极端及FZ的负极端共接于系统的共地端GND。
2.按照权利要求1所述的一种10KV配电线路CT供电控制系统,特征是:所述寻常储能器XN由电容器C1、C2、C3、C、CI、二极管D1、D2、D3、D1*、D2*、D3*、Do、T、单向闸流管G、电阻器R及成品稳压模块M构成,D1的正极端与D1*的负极端相接,D2的正极端与D2*的负极端相接,D3的正极端与D3*的负极端相接,C1、C2、C3的负极端分别与上述三组H线圈的首端H1、H2、H3相接,D1、D2、D3的负极端与C的正极端、Do的正极端、G的阳极端共接于C+,C+即为XN的高压正极输出端;Do的负极端与CI的正极端共接于M的正极输入端UI+,M的正极输出端Uo+即为XN的低压正极输出端;M的负极输入端UI-、负极输出端Uo-以及D1*、D2*、D3*的正极端、C、CI的负极端共接于系统的共地端GND。
3.按照权利要求1所述的一种10KV配电线路CT供电控制系统,特征是:所述反馈短接器DJ由电阻R1、R2、R3、RS、RX、RS*、稳压二极管Q、Q*、运算放大器A、双向闸流管K1、K1*、K2、K2*、K3、K3*构成,RS的一端与RX的一端、Q的负极端共接于A的正向输入端+,RS的另一端即成为对比电压输入端BX;RS*的一端与Q*的负极端共接于A的反向输入端-,RS*的另一端接A的电源正极V+,V+即为DJ的电源正极端;K1的阴极接K1*的门极,K2的阴极接K2*的门极,K3的阴极接K3*的门极;K1、K1*两者的阳极共接点、K2、K2*两者的阳极共接点、K3、K3*两者的阳极共接点,分别成为DJ输出端的三个反馈短接点并分别与H1、H2、H3相接;K1、K2、K3的门极分别与R1、R2、R3的一端相接,RI、R2、R3的另一端共接于A的输出端,Q的正极端与RX的另一端、Q*的正极端、A的电源负极端、K1*、K2*、K3*的阴极端共接于系统的共地端GND,GND兼做DJ输出端公共反馈短接点。
4.按照权利要求1所述的一种10KV配电线路CT供电控制系统,特征是:所述非常储能器FN由二极管V1、V2、V3、T*和电容器C*、电阻器R、RG*、稳压二极管W及单向闸流管G*、G**构成,V1、V2、VC三者的负极端与G*、G**的阳极端及R的一端都共接于C*的正极端即成为FN的高压正极端C*+,R的另一端与W负极端的接点即成为FN的低压正极端W+,T*的正极接于G**的阴极,T*的负极即成为FN的能量输出端EC*,RG*的一端与G*的门极相接,RG*的另一端即成为FN的驱动信号输入端qx*,V1、V2、V3的正极端各自分别与上述三组H线圈的首端H1、H2、H3相接,C*的负极端与W的正极端共接于系统的共地端GND。
5.按照权利要求4所述的一种10KV配电线路CT供电控制系统,特征是:所述非常储能器FN中增设三只二极管V1*、V2*、V3*;相应的将检测集能互感器CT中的H线圈设置成两组相同匝数的线圈串联——前一线圈的尾端与后一线圈的首端共接于系统的共地端GND;将第一条电路的后一线圈的尾端H1*接另一二极管V1*的正极,第二条电路的后一线圈的尾端H2*接另一二极管V2*的正极,第三条电路的后一线圈的尾端H3*接另一二极管V3*的正极,二极管V1、V2、V3、V1*、V2*、V3*的负极共接于C*+。
6.按照权利要求1所述的一种10KV配电线路CT供电控制系统,特征是:所述非常信号输出器FX由三只小型电流互感器XL1、XL2、XL3和三支稳压二极管X1、X2、X3、三支电阻器RX1、RX2、RX3、三个运算放大器单元B1、B2、B3、三支二极管T1、T2、T3、电阻器R、稳压二极管Z构成,Z的负极与RZ的一端共接于B1、B2、B3的反向输入端-,RZ的另一端与B1、B2、B3的公共电源正极端V+*相接;XL1的副边线圈的首端L1*与X1的负极端、RX1的一端共接于B1的正向输入端+,XL2的副边线圈的首端L2*与X2的负极端、RX2的一端共接于B2的正向输入端+,XL3的副边线圈的首端L3*与X3的负极端、RX3的一端共接于B3的正向输入端+;T1、T2、T3各自的正极端分别与BI、B2、B3的输出端相接,T1、T2、T3的负极端共接于一点Uo*, Uo*即为FX的输出端;L1*、L2*、L3*的尾端、X1、X2、X3的正极端、RX1、RX2、RX3的另一端、Z的正极端、B1、B2、B3的公共电源负极端共接于系统的共地端GND。
7.按照权利要求1所述的一种10KV配电线路CT供电控制系统,特征是:电容器C1、C2、C3可以是有极性的也可以是无极性的,其耐压不小于400V,其容量不小于4微法、不大于40微法;电容器C、CI、C*都是有极性的,C的容量至小是2200微法,耐压至小是200伏;CI的容量至小是220微法,耐压至小是200伏;C*的容量不大于330微法、不小于100微法,耐压不小于400伏。
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