CN2202369Y - 自动跟踪补偿的消弧线圈 - Google Patents

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胡天禄
唐轶
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Abstract

一种新型的自动跟踪补偿的消弧线圈，是将用硅 钢片叠成的铁芯制作成三相五柱式消弧线圈，中间三 个柱上有三相绕组u、v、w，其中性点接地；旁边两个 柱为零序磁通回路，绕有两个二次绕组II，两个二次 绕组串联后，再与可控硅SCR和电抗器LK相接。 根据零序电压大小及故障支路的零序电流大小控制 调整可控硅SCR的导通角，改变二次绕组中的电 流，从而调节消弧线圈电感电流，实现在接地故障前、 后均能对电容电流自动跟踪补偿。

Description

本实用新型涉及可控电抗器技术领域，尤其涉及一种电感电抗值可根据电网电容电流变化自动调节的消弧线圈。
目前所使用的消弧线圈，多为调节线圈的匝数来改变电感电抗值，以补偿单向接地的电容电流。该消弧线圈为单相的，为了与三相电网相连接，还必须设置一台三相接地变压器，以组成人为中性点。为了减小零序阻抗，接地变压器一般做成曲折型接线。这种消弧线圈的抽头一经整定，其电感电抗值便固定不变，不能随电容电流的变化自动调整，使用不便。此外，国内外还生产一种可调气隙的自动补偿消弧线圈。它也需要有接地变压器与之配合使用，并且只能在未发生接地故障前进行调节。一旦接地之后，可动部分便被消弧线圈的电流所产生的机械力吸住，失去调节作用，同时机械调节的速度较慢，不能适应频繁调节的要求，而且可动部分的振动噪声很大，又都是油浸式的，使用有一定的局限性。
本实用新型的目的就是提供一种自动跟踪补偿消弧线圈。该消弧线圈能适应高压电网电容电流急剧变化的需要，而且在接地故障前、后均能对电容电流自动跟踪补偿，使之随时都处于最佳补偿状态。
本实用新型的任务是这样实现的，用硅钢片叠成的铁芯制作成三相五柱式消弧线圈，中间三个柱上有三相绕组u、v、w，其中性点接地；旁边两个柱为零序磁通回路，绕有两个二次绕组Ⅱ。它相当于把接地变压器和消弧线圈合并成一体，既具有消弧线圈的作用，又有接地变压器的功能。两个二次绕组Ⅱ串联之后，再与可控硅SCR和电抗器LK相接，调节可控硅的导通角，即可改变二次绕组Ⅱ中的电流，从而调节消弧线圈的电感电流。此外，改变旁边两个铁芯柱与中间柱之间的空气隙大小，也可对此电感电流进行粗调。
电网正常工作时，可控硅的导通角是由三相电网的中性点位移电压（或零序电压）控制。当其为最大值时，表明消弧线圈已经调整到最佳补偿状态。当电网发生单相接地故障时，则以故障支路零序电流互感器的二次电流为准。当其为最小值时，说明其单相接地电流值为最小。整个过程的电压信号采集和处理，均由单片机来完成，使电容电流的补偿始终是最佳状态。从而实现了接地故障前和接地故障后均能自动跟踪补偿。
本实用新型将消弧线圈和接地变压器有机地结合成一体，不仅简化结构，缩小了体积，而且使设备的容量减小。例如以额定电压为6.3KV、额定电流为50A计算，对于曲折型接法的接地变压器，其计算容量应为210KVA，再加消弧线圈的计算容量为182KVA，总容量为392KVA；而自动跟踪补偿的消弧线圈仅为315KVA，减少了77KVA。若按标称容量计算，则差别更大。因此，总的造价较低。再加上本消弧线圈是制成干式的，安装使用方便；用可控硅控制电感电流，既可平滑调节，还无机械传动机构，维修工作量小，噪声低。而且能在单相接地前和接地后都能调整，使之总是处于最佳补偿状态。
附图1为自动跟踪补偿的消弧线圈结构示意图。
附图2为自动跟踪补偿的消弧线圈主接线图。
附图3为自动跟踪补偿的消弧线圈电控原理图。
本实用新型的实施例结合附图进行详细说明。
参见附图1和附图2所示，将用硅钢片叠成的铁芯1制作成三相五柱式消弧线圈，中间三个柱上有三相绕组u、v、w，6KV电源经隔离开关K、熔断器RD加到消弧线圈的三相绕组u、v、w上，其中性点O再经串有电流表A1的电流互感器LH接地；与中间三个柱间隔一定空气隙2的旁边两个柱为零序磁通回路，且绕有两个二次绕组Ⅱ，两个二次绕组Ⅱ串联之后分三路联接，一路与电压表V相接，第二路与可控硅SCR和电抗器LK相接，第三路与接触器常闭触点JC、限流电阻R和电流表A相接。
一旦电网发生单相接地事故时，三相绕组中便有零序电流I。流过，并经中性点入地，可由电流表A1测得。此即为消弧线圈的电感电流。该电流可对电容电流进行补偿，以减小单相接地电流值。
零序电流所产生的零序磁通，在旁边两个柱中流过，于是在两个二次绕组Ⅱ中感应出零序电压。调节可控硅SCR的导通角，即可改变此二次绕组Ⅱ中的电流，从而调节消弧线圈的电感电流。可控硅SCR的导通角由零序电压大小及故障支路的零序电流大小控制调整。电压表V反映可控硅控制二次绕组电压大小。此外，改变旁边两个铁芯柱与中间柱之间的空气隙2大小，也可对消弧线圈的电感电流进行粗调。调好之后，便固定不动。
为了防止电网正常工作时出现谐振过电压，特设置了限流电阻R，该电阻在接地故障发生6秒以后，由接触器的常闭触点JC断开切除，以减小单相接地电流值。电流表A反映电阻电流大小，平时很小，电阻切除后为零。
参见附图3所示，当电网未发生接地或漏电故障时，由于电源的三相电压不完全对称，且三相电网对地分布电容不完全相等，电网会有较小的零序电压Uo，该电压可从零序电压互感器取得，经滤波、整流电路3后送A／D采样器4，再经光电隔离5送单片机6处理，同步信号7也从零序电压Uo取得，单片机6根据零序电压Uo的大小及同步信号，控制可控硅SCR的导通角，改变消弧线圈的电流，实现对电网对地电容电流的自动跟踪补偿。当电网发生接地或漏电故障时，故障支路的零序电流信号Id经滤波、整流电路8送A／D采样器4，再经光电隔离5送单片机6处理，此时，单片机根据故障支路零序电流Id的大小，控制可控硅的导通角，同样可以实现使消弧线圈的电流对电网对地电容电流的自动跟踪补偿。接触器的常闭触点JC也由单片机控制，在接地故障发生6秒以后，断开切除。

Claims (6)

1、一种新型的自动跟踪补偿的消弧线圈，它包括铁芯(1)、三相绕组u、v、w、二次绕组Ⅱ、可控硅SCR、电抗器LK等，其特征在于：将用硅钢片叠成的铁芯(1)制作成三相五柱式消弧线圈，中间三个柱上有三相绕组u、v、w，6KV电源经隔离开关K、熔断器RD加到消弧线圈的三相绕组u、v、w上，其中性点O再经电流互感器LH接地，旁边两个柱为零序磁通回路，且绕有两个二次绕组Ⅱ，两个二次绕组Ⅱ串联之后，与可控硅SCR和电抗器LK相接。
2、根据权利要求1所述的自动跟踪补偿的消弧线圈，其特征在于：在电流互感器LH上串有电流表A1；二次绕组Ⅱ串联后，还分别接电压表V，和与接触器常闭触点JC、限流电阻R及电流表A相接。
3、根据权利要求1或2所述的自动跟踪补偿的消弧线圈，其特征在于：旁边两个铁芯柱与中间柱之间间隔一定的空气隙（2）。
4、根据权利要求1或2所述的自动跟踪补偿的消弧线圈，其特征在于：可控硅SCR的导通角由零序电压大小及故障支路的零序电流大小控制调整。
5、根据权利要求3所述的自动跟踪补偿的消弧线圈，其特征在于：可控硅SCR的导通角由零序电压大小及故障支路的零序电流大小控制调整。
6、根据权利要求2所述的自动跟踪补偿的消弧线圈，其特征在于：接触器常闭触点JC在接地故障发生6秒后断开切除。
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