CN211701481U - 消弧系统 - Google Patents

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李磊
洪新春
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Abstract

本实用新型公开了一种消弧系统。该消弧系统包括：接地变压器和发电机单元，其中，该接地变压器的第一端与配电网连接，该接地变压器的第二端通过该发电机单元接地。本实用新型通过发电机单元给接地变压器提供合适相位和幅值的补偿电压，可以降低接地故障点电压，消除接地故障点电弧。

Description

消弧系统
技术领域
本实用新型实施例涉及电力系统保护领域，尤其涉及一种消弧系统。
背景技术
国内6KV～35KV配电网多为中性点不接地系统。据统计，该配电网系统70％以上的故障都是单相接地故障。在发生单相接地故障的情况下，电弧难以熄灭，并且容易产生高倍的高频过电压和工频过电压，危害系统正常运行。如果电弧长时间难以熄灭，那么还将可能发生相间短路事故，导致更严重的后果。
相关技术中，通常在配电网中性点接入消弧线圈，以补偿接地故障点的电流，消除接地故障点的电弧。但是近年来，随着电缆化率的提高，配电网系统的对地电容电流在不断增大，阻性电流、高频电流和谐波电流的绝对值也在增大。由于上述消弧线圈只能对流过接地故障点的工频容性电流进行补偿，因此难以有效地消弧。
相关技术中还采用转移消弧技术，即，在配电网系统母线侧通过选择开关将接地故障点直接金属接地，以转移接地故障点的电流，消除接地故障点的电弧。但是，在上述消弧过程中，由于接地故障相判断不准确，可能造成异名相接地，从而导致相间短路，引发更严重的短路事故。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种消弧系统。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种消弧系统。该消弧系统包括：接地变压器和发电机单元，其中，该接地变压器的第一端与配电网连接，该接地变压器的第二端通过该发电机单元接地。
根据本实用新型的实施例，该消弧系统还包括：电压传感器，与该配电网连接；以及测控单元，分别与该电压传感器和该发电机单元连接，该测控单元根据该电压传感器反馈的该配电网的电压，判断该配电网是否发生接地故障，并且，在发生接地故障的情况下，该测控单元控制该发电机单元相应地调节补偿电压的幅值和角度。
根据本实用新型的实施例，该消弧系统还包括：电流传感器，与该发电机单元串联，用于检测该发电机单元的电流；以及该测控单元还根据该电流传感器反馈的该发电机单元的电流，判断该配电网的接地故障是瞬时性接地故障还是永久性接地故障。
根据本实用新型的实施例，该发电机单元通过隔离线圈与该接地变压器的第二端连接。
根据本实用新型的实施例，该隔离线圈包括第一线圈以及与该第一线圈互感的第二线圈，其中，该发电机单元的第一端与该第二线圈的第一端相连接，该发电机单元的第二端与该第二线圈的第二端相连接。
根据本实用新型的实施例，该消弧系统还包括与该发电机单元串联的补偿线圈。
根据本实用新型的实施例，该发电机单元包括以下之一：发电机、同步电动机、励磁调向电机、励磁控制系统。
本实用新型通过发电机单元给接地变压器提供合适相位和幅值的补偿电压，可以降低接地故障点电压，消除接地故障点电弧。
附图说明
图1为根据本实用新型实施例的消弧系统的示意图之一；
图2为根据本实用新型实施例的消弧系统的示意图之二；
图3为根据本实用新型实施例的消弧系统的示意图之三；
图4为根据本实用新型实施例的消弧方法的流程图之一；以及
图5为根据本实用新型实施例的消弧方法的流程图之二。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
根据本实用新型的实施例，提供了一种消弧系统。图1为根据本实用新型实施例的消弧系统的示意图之一，如图1所示，该消弧系统包括：接地变压器1和发电机单元3，其中接地变压器1的第一端与配电网连接，接地变压器1的第二端通过发电机单元3接地。在本实用新型实施例中，通过发电机单元3给接地变压器1提供合适相位和幅值的补偿电压，可以降低接地故障点电压，消除接地故障点电弧。其中，该发电机单元3可以是发电机、同步电动机、励磁调向电机、励磁控制系统中的一种或多种。
根据本实用新型的实施例，该消弧系统还包括：电压传感器4，与该配电网连接；以及测控单元5，分别与该电压传感器4和该发电机单元3连接，该测控单元5根据该电压传感器4反馈的该配电网的电压，判断该配电网是否发生接地故障，并且，在发生接地故障的情况下，该测控单元5控制该发电机单元3相应地调节补偿电压的幅值和角度。
本实施例中，增加了电压传感器4，其中，电压传感器4可以采用相关技术中能够检测电压信号的任何传感器。本领域技术人员知晓，电压传感器4的增加，有利于更精确地判断该配电网是否发生接地故障并在发生接地故障的情况下通过发电机单元3给接地变压器1提供合适相位和幅值的补偿电压。
根据本实用新型的实施例，该消弧系统还包括：电流传感器6，与该发电机单元3串联，用于检测该发电机单元3的电流；以及该测控单元5还根据该电流传感器6反馈的该发电机单元3的电流，判断该配电网的接地故障是瞬时性接地故障还是永久性接地故障。本领域技术人员知晓，电流传感器6的增加有利于进一步判断该配电网的接地故障是瞬时性接地故障还是永久性接地故障，以根据接地故障进一步触发其他电子元器件(例如图中没有示出的接地故障选择开关)相应地开启或闭合。
根据本实用新型的实施例，该发电机单元3可以与该电流传感器6串联(参见图1)。根据本实用新型的实施例，该发电机单元3还可以通过隔离线圈7与接地变压器1连接(参见图2)。其中，该隔离线圈7包括第一线圈以及与该第一线圈互感的第二线圈，其中，该发电机单元3的第一端与该第二线圈的第一端连接，该发电机单元3的第二端与该第二线圈的第二端连接。
图3为根据本实用新型实施例的消弧系统的示意图之三，如图3所示，该消弧系统还包括与该发电机单元3串联的补偿线圈2。在本实施例中进一步通过补偿线圈2给接地变压器1提供合适相位和幅值的补偿电压，可以进一步降低接地故障点电压，消除接地故障点电弧。
图4是根据本实用新型实施例的消弧方法的流程图之一，如图4所示，包括如下的步骤S402至步骤S406：
步骤S402：发电机单元3接收第二指令，其中该第二指令可以由工作人员手动发出，也可以由其他电子元器件自动触发；
步骤S404：发电机单元3确定与该第二指令对应的第二参数；以及
步骤S406：发电机单元3相应地调节补偿电压的幅值和角度。
本实施例中详细描述了发电机单元3调节补偿电压的幅值和角度的操作，从而可以给接地变压器1提供合适相位和幅值的补偿电压，降低接地故障点电压，消除接地故障点电弧。
根据本实用新型的实施例，在发电机单元3接收该第二指令之前，还包括：测控单元5根据电压传感器4反馈的配电网的电压信号，判断配电网是否发生接地故障；以及在发生接地故障的情况下，该测控单元5对该发电机单元3发出该第二指令。具体来说，在配电网的电压信号存在以下三种情况之一时，该测控单元5判断该配电网是否发生接地故障：配电网的三相电压中的任一相电压降低，另两相电压升高；配电网的三相电压中的任一项电压升高，另两相电压降低；配电网的零序电压超过阈值。在本实用新型实施例中，详细描述了测控单元5如何通过测量配电网的电压信号来判断配电网是否发生接地故障，特别是，上述三种情况代表了配电网发生接地故障情况中的绝大多数。
根据本实用新型的一个实施例，在发电机单元3相应地调节补偿电压的幅值和角度之后，还包括：在该接地故障是永久性接地故障(例如持续超过预定时间)的情况下，该测控单元5触发其他电子元器件(例如图中没有示出的接地故障选择开关)相应地闭合。
图5是根据本实用新型实施例的消弧方法的流程图之二，如图5所示，包括如下的步骤S502至步骤S506。
步骤S502：测控单元5通过电压传感器实时监测配电网的电压状态，判断配电网是否发生接地故障。
优选的，测控单元5可以通过电压传感器实时监测矢量变压器二次绕阻的电压信号从而实时监测配电网的电压状态，原因在于，配电网中发生单相接地时，通常会出现一相电压降低并且两相电压升高，或者出现一相电压升高并且两相电压小幅降低，或者出现零序电压超过阈值。因此，测控单元5通过电压传感器监测配电网的各相电压，当监测到配电网中出现上述情况时，则通常可以判定配电网发生单相接地故障。
步骤S504：在配电网发生单相接地故障的情况下，测控单元5对发电机单元3发出第二指令，从而给接地变压器1提供合适相位和幅值的补偿电压，降低接地故障点电压，消除接地故障点电弧。
步骤S506：测控单元5通过电压传感器继续实时监测配电网的电压状态。如果接地故障是永久性接地故障(例如持续超过预定时间)，那么该测控单元5判断该配电网的接地故障是永久性接地故障，因此触发其他电子元器件(例如图中没有示出的接地故障选择开关)相应地闭合。
综上所述，根据本实用新型的上述实施例，提供了一种消弧系统。该消弧系统包括：接地变压器和发电机单元，其中，该接地变压器的第一端与配电网连接，该接地变压器的第二端通过该发电机单元接地。本实用新型实施例通过发电机单元3给接地变压器1提供合适相位和幅值的补偿电压，可以降低接地故障点电压，消除接地故障点电弧。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种消弧系统，其特征在于，包括：
接地变压器；
发电机单元，其中，所述接地变压器的第一端与配电网连接，所述接地变压器的第二端通过所述发电机单元接地；
电压传感器，与所述配电网连接；以及
测控单元，分别与所述电压传感器和所述发电机单元连接，所述测控单元根据所述电压传感器反馈的所述配电网的电压，判断所述配电网是否发生接地故障，并且，在发生接地故障的情况下，所述测控单元控制所述发电机单元相应地调节补偿电压的幅值和角度。
2.根据权利要求1所述的消弧系统，其特征在于，还包括：
电流传感器，与所述发电机单元串联，用于检测所述发电机单元的电流；以及
所述测控单元根据所述电流传感器反馈的所述发电机单元的电流，判断所述配电网的接地故障是瞬时性接地故障还是永久性接地故障。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的消弧系统，其特征在于，所述发电机单元通过隔离线圈与所述接地变压器的第二端连接。
4.根据权利要求3所述的消弧系统，其特征在于，所述隔离线圈包括第一线圈以及与所述第一线圈互感的第二线圈，其中，所述发电机单元的第一端与所述第二线圈的第一端相连接，所述发电机单元的第二端与所述第二线圈的第二端相连接。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的消弧系统，其特征在于，还包括与所述发电机单元串联的补偿线圈。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的消弧系统，其特征在于，所述发电机单元包括以下之一：发电机、同步电动机、励磁调向电机、励磁控制系统。
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