CN212412739U

CN212412739U - 一种新型故障管理控制装置

Info

Publication number: CN212412739U
Application number: CN202020469873.8U
Authority: CN
Inventors: 姜涛; 薛仲刚; 徐正金; 蔡润溟; 吴维敏
Original assignee: HEFEI KAIGAO ELECTRICAL EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: HEFEI KAIGAO ELECTRICAL EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2020-04-02
Filing date: 2020-04-02
Publication date: 2021-01-26
Anticipated expiration: 2030-04-02

Abstract

本实用新型涉及消弧、选线技术领域，且公开了一种新型故障管理控制装置，包括接地变压器ZB、单相隔离开关GN、单只氧化锌避雷器YH、微机控制器ZK、单相涡流驱动快速断路器KL、高能电阻元件R、零序电流互感器1TA、零序电流互感器2TA、单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC，所述接地变压器ZB的高压端A、B、C与三相高压电的母线电连接，所述接地变压器ZB的中性点与单相隔离开关GN的上端电连接。该新型故障管理控制装置，中性点通过单相涡流驱动快速断路器KL和高能电阻元件R串联接地，系统发生单相弧光接地时瞬时增大故障点电流，准确选出故障线路，能有效消除弧光接地过电压，避免弧光接地引起的电气设备损坏事故，提高供电可靠性。

Description

一种新型故障管理控制装置

技术领域

本实用新型涉及消弧、选线技术领域，具体为一种新型故障管理控制装置。

背景技术

我们使用的电网供电系统中，大部分为小电流接地系统(即中性点不接地或经消弧线圈或电阻接地系统)。在中性点不接地系统中，发生单相接地故障时，不需要立即断开故障部分，不必中断向设备供电，因而提高了供电的可靠性，这是这种系统的主要优点。但是，必须在较短的时间内，一般允许继续运行两小时，迅速发现并消除接地故障，以免由于未接地相对地电压长期升高，而发展成为多相接地短路。所以在这种系统中，电气设备和线路的对地绝缘应按能承受线电压考虑设计，对接地选线要求较高能正确的选出故障线路很关键，并设置相应的接地报警装置。当线路不长，电压不高时，接地电流数值较小，接地电弧一般均能自动熄灭，特别是在35kV以下的系统中，中性点采用不接地运行方式较合适。但当电压高、线路长时，接地电流值较大，可能产生稳定电弧或间歇性电弧。而且电压等级较高时，整个系统绝缘方面的投资大为增加，上述优点便不复存在。因此通常采用中性点经消弧线圈接地或采用中性点经小电阻接地的运行方式。我国采用经消弧线圈接地方式已运行多年，但近几年有部分区域采用中性点经小电阻接地方式。

中性点经小电阻接地，可以消除中性点不接地和消弧线圈接地系统的缺点，即降低了瞬态过电压幅值，并使灵敏而有选择性的故障定位的接地保护得以实现。由于这种系统的接地电流比直接接地系统的小，故对地电位升高及对信息系统的干扰和对低压电网的反击都减弱。因此，中性点电阻器接地系统具有中性点不接地及经消弧线圈接地系统的某些优点，也多少存在这两种接地方式的某些缺点，由于接地点的电流较大，当零序保护动作不及时或拒动时，将使接地点及附近的绝缘受到更大的危害，导致相间故障发生。当发生单相接地故障时，无论是永久性的还是非永久性的，均作用于跳闸，使线路的跳闸次数大大增加，严重影响了负荷的正常供电，使其供电的可靠性下降。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种新型故障管理控制装置，具备实用性好的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型故障管理控制装置，包括接地变压器ZB、单相隔离开关GN、单只氧化锌避雷器YH、微机控制器ZK、单相涡流驱动快速断路器KL、高能电阻元件R、零序电流互感器1TA、零序电流互感器2TA、单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC，所述接地变压器ZB的高压端A、B、C与三相高压电的母线电连接，所述接地变压器ZB的中性点与单相隔离开关GN的上端电连接，所述单相隔离开关GN的下端与单只氧化锌避雷器YH的一端电连接，所述单相隔离开关GN的下端与单相涡流驱动快速断路器KL的上端电连接，所述单相隔离开关GN的下端通过单相涡流驱动快速断路器KL串联电连接有高能电阻元件R，所述高能电阻元件R的一端电连接有零序电流互感器1TA，所述单相涡流驱动快速断路器KL的一端电连接有微机控制器ZK，所述单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC的上端与三相高压电的母线A、B、C电连接，所述单相涡流驱动快速断路器KA、KB、 KC的下端电连接有零序电流互感器2TA，所述单相涡流驱动快速断路器KA、 KB、KC的一端与微机控制器ZK的输入端电连接。

优选的，所述单相涡流驱动快速断路器KL串联高能电阻元件R接地，所述单相涡流驱动快速断路器KL的分闸时间≤5ms,且单相涡流驱动快速断路器 KL的合闸时间≤20ms。

优选的，所述单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC的分闸时间≤5ms,所述单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC的合闸时间≤20ms。

优选的，所述单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC是与真空接触器、开关等同等功效的电器元件。

优选的，所述微机控制器ZK的输入端分别与交流输入信号采集模块一、交流输入信号采集模块二、开关量采集模块、键盘控制模块、电源模块、报警模块、LED显示模块、通讯模块和选线模块的输出端电连接，所述交流输入信号采集模块一的输入端与三相电压开口电压模块的输出端电连接，所述交流输入信号采集模块二的输入端与零序电流模块的输出端电连接，所述开关量采集模块的输入端与系统状态模块的输出端电连接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种新型故障管理控制装置，具备以下有益效果：

1、该新型故障管理控制装置，通过接地变压器ZB引出一个中性点，中性点通过单相涡流驱动快速断路器KL和高能电阻元件R串联接地，系统发生单相弧光接地时瞬时增大故障点电流，准确选出故障线路，通过单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC将弧光接地转化为金属接地，能有效消除弧光接地过电压，避免弧光接地引起的电气设备损坏事故，提高供电可靠性。

2、该新型故障管理控制装置，采用的单相涡流驱动快速断路器KL，该断路器的分闸时间≤5ms,合闸时间≤20ms，且与高能电阻串联接地，能够快速准确的投入退出高能电阻，利用瞬时增大故障点电流准确的选出故障线路，使选线的准确率达到100％，采用的高能电阻元件R，具有体积小、安装方便、吸收能量大等优点，与单相涡流驱动快速断路器KL配合限制单相接地电流，使接地电流在安全范围内且满足选线准确率的要求，采用单相涡流驱动断路器Ka、 Kb、Kc接地，该断路器的分闸时间≤5ms,合闸时间≤20ms，当发生装置一相动作后，如果系统发生两项异地短路，装置能在3ms之内发出跳闸命令，接地快速断路器5ms内分闸总共10ms之内退出接地相，防止发生两相短路。

3、该新型故障管理控制装置，微机控制器ZK通过采集系统PT柜内电压互感器二次侧的电压变化，准确的判断出单相接地故障的是哪一相,通过控制涡流断路器的投切，采样馈线回路零序电流互感器电流变化准确的选择出故障线路，选出故障线路后通过控接地相涡流断路器的合闸，把弧光接地转变成稳定的金属性接地。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型微机控制器ZK系统图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，一种新型故障管理控制装置，包括接地变压器ZB、单相隔离开关GN、单只氧化锌避雷器YH、微机控制器ZK、单相涡流驱动快速断路器KL、高能电阻元件R、零序电流互感器1TA、零序电流互感器2TA、单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC，接地变压器ZB的高压端A、B、C与三相高压电的母线电连接，接地变压器ZB的中性点与单相隔离开关GN的上端电连接，单相隔离开关GN的下端与单只氧化锌避雷器YH的一端电连接，单相隔离开关GN的下端与单相涡流驱动快速断路器KL的上端电连接，单相涡流驱动快速断路器KL串联高能电阻元件R接地，单相涡流驱动快速断路器KL的分闸时间≤5ms,且单相涡流驱动快速断路器KL的合闸时间≤20ms，单相隔离开关 GN的下端通过单相涡流驱动快速断路器KL串联电连接有高能电阻元件R，高能电阻元件R的一端电连接有零序电流互感器1TA，单相涡流驱动快速断路器KL的一端电连接有微机控制器ZK，微机控制器ZK的输入端分别与交流输入信号采集模块一、交流输入信号采集模块二、开关量采集模块、键盘控制模块、电源模块、报警模块、LED显示模块、通讯模块和选线模块的输出端电连接，交流输入信号采集模块一的输入端与三相电压开口电压模块的输出端电连接，交流输入信号采集模块二的输入端与零序电流模块的输出端电连接，开关量采集模块的输入端与系统状态模块的输出端电连接，微机控制器ZK通过采集系统PT柜内电压互感器二次侧的电压变化，准确的判断出单相接地故障的是哪一相，通过控制涡流断路器的投切，采样馈线回路零序电流互感器电流变化准确的选择出故障线路，选出故障线路后通过控接地相涡流断路器的合闸，把弧光接地转变成稳定的金属性接地，单相涡流驱动快速断路器KA、 KB、KC的上端与三相高压电的母线A、B、C电连接，单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC的下端电连接有零序电流互感器2TA，单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC的分闸时间≤5ms,单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC的合闸时间≤20ms，单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC是与真空接触器、开关等同等功效的电器元件，母线经单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC接地，通过该断路器把弧光接地转换成金属性接地，当控制装置通过故障线路电流变化准确选择出故障线路后，控制装置给的涡流驱动断路器合闸命令，快速断路器合闸把弧光接地转变为稳定的金属性接地，把故障点转移到本装置内，消除弧光过电压，保护电气设备的安全，单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC的一端与微机控制器ZK的输入端电连接。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

在使用时，系统正常投运时，故障管理控制装置实时采样监测系统电压，当系统有过电压出现时，氧化锌避雷器YH首先投入工作，将系统过电限制在电气设备绝缘允许的安全范围，当系统发生单相接地时，微机控制器ZK的交流输入信号采集模块一采集母线PT柜内电压互感器提供的三相电压Ua、Ub、Uc、和开口三角电压Uo等信号并通过微机处理器进行计算处理，判断接地性质和接地相别，并进行处理，如果发生的故障是间歇性弧光接地，微机控制器ZK的开关量采集模块在采集接地的相别后，给故障相的单相涡流驱动快速断路器KA/KB/KC发出合闸命令，令故障相接触器合闸，使系统由不稳定的弧光接地快速转变成稳定的金属性接地，故障相电压降为零，故障点弧光熄灭，延时后，微机控制器ZK给接地的单相涡流驱动快速断路器KA/KB/KC发出分闸命令，单相涡流驱动快速断路器KA/KB/KC分闸，若故障消失，则该次故障为瞬时性弧光接地，系统恢复正常运行,如果单相涡流驱动快速断路器KA/KB/KC断开后，原故障相出现不稳定的弧光接地，则微机控制器ZK认定此故障为永久性的弧光接地故障，微机控制器ZK确定是稳定的弧光接地后，给连接接地变压器ZB中性点的单相涡流快速断路器KL发出合闸命令，单相涡流快速断路器KL合闸，接地变压器ZB中性点经快速断路器KA串联高能电阻R接地,中性点经电阻接地后与故障点形成回路，通过电阻的阻值来控制接地点的电流，对接地点注入一个阻性电流，微机控制器ZK的选线模块通过采样馈线柜零序电流互感器的电流变化，通过计算分析准确的选出故障线路,故障线路选出后微机控制器ZK给连接接地变压器ZB中性点的单相涡流快速断路器KL发出分闸命令，断路器分闸，同时微机控制器ZK给故障相的单相涡流驱动快速断路器发出合闸命令，单相涡流驱动快速断路器合闸,系统接地点由弧光接地快速转变成稳定的金属性接地，故障相电压降为零，故障点弧光熄灭,微机控制器ZK发出报警信号，微机控制器ZK液晶显示屏显示故障类型、故障相别和接地的故障线路，等待值班人员处理。

综上所述，该新型故障管理控制装置，通过接地变压器ZB引出一个中性点，中性点通过单相涡流驱动快速断路器KL和高能电阻元件R串联接地，系统发生单相弧光接地时瞬时增大故障点电流，准确选出故障线路，通过单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC将弧光接地转化为金属接地，能有效消除弧光接地过电压，避免弧光接地引起的电气设备损坏事故，提高供电可靠性。

该新型故障管理控制装置，采用的单相涡流驱动快速断路器KL，该断路器的分闸时间≤5ms,合闸时间≤20ms，且与高能电阻串联接地，能够快速准确的投入退出高能电阻，利用瞬时增大故障点电流准确的选出故障线路，使选线的准确率达到100％，采用的高能电阻元件R，具有体积小、安装方便、吸收能量大等优点，与单相涡流驱动快速断路器KL配合限制单相接地电流，使接地电流在安全范围内且满足选线准确率的要求，采用单相涡流驱动断路器Ka、Kb、 Kc接地，该断路器的分闸时间≤5ms,合闸时间≤20ms，当发生装置一相动作后，如果系统发生两项异地短路，装置能在3ms之内发出跳闸命令，接地快速断路器5ms内分闸总共10ms之内退出接地相，防止发生两相短路。

该新型故障管理控制装置，微机控制器ZK通过采集系统PT柜内电压互感器二次侧的电压变化，准确的判断出单相接地故障的是哪一相,通过控制涡流断路器的投切，采样馈线回路零序电流互感器电流变化准确的选择出故障线路，选出故障线路后通过控接地相涡流断路器的合闸，把弧光接地转变成稳定的金属性接地。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种新型故障管理控制装置，包括接地变压器ZB、单相隔离开关GN、单只氧化锌避雷器YH、微机控制器ZK、单相涡流驱动快速断路器KL、高能电阻元件R、零序电流互感器1TA、零序电流互感器2TA、单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC，其特征在于：所述接地变压器ZB的高压端A、B、C与三相高压电的母线电连接，所述接地变压器ZB的中性点与单相隔离开关GN的上端电连接，所述单相隔离开关GN的下端与单只氧化锌避雷器YH的一端电连接，所述单相隔离开关GN的下端与单相涡流驱动快速断路器KL的上端电连接，所述单相隔离开关GN的下端通过单相涡流驱动快速断路器KL串联电连接有高能电阻元件R，所述高能电阻元件R的一端电连接有零序电流互感器1TA，所述单相涡流驱动快速断路器KL的一端电连接有微机控制器ZK，所述单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC的上端与三相高压电的母线A、B、C电连接，所述单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC的下端电连接有零序电流互感器2TA，所述单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC的一端与微机控制器ZK的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型故障管理控制装置，其特征在于：所述单相涡流驱动快速断路器KL串联高能电阻元件R接地，所述单相涡流驱动快速断路器KL的分闸时间≤5ms,且单相涡流驱动快速断路器KL的合闸时间≤20ms。

3.根据权利要求1所述的一种新型故障管理控制装置，其特征在于：所述单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC的分闸时间≤5ms,所述单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC的合闸时间≤20ms。

4.根据权利要求1所述的一种新型故障管理控制装置，其特征在于：所述单相涡流驱动快速断路器KA、KB、KC是与真空接触器、开关同等功效的电器元件。

5.根据权利要求1所述的一种新型故障管理控制装置，其特征在于：所述微机控制器ZK的输入端分别与交流输入信号采集模块一、交流输入信号采集模块二、开关量采集模块、键盘控制模块、电源模块、报警模块、LED显示模块、通讯模块和选线模块的输出端电连接，所述交流输入信号采集模块一的输入端与三相电压开口电压模块的输出端电连接，所述交流输入信号采集模块二的输入端与零序电流模块的输出端电连接，所述开关量采集模块的输入端与系统状态模块的输出端电连接。