CN2559153Y - 消弧及过电压保护装置 - Google Patents
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Abstract
一种消弧及过电压保护装置，在被保护系统的三相电源与地之间设置两条保护支路，一条由氧化锌非线性电阻FR组成的限压支路，另一条由线性消弧电阻R和单相高压快速开关组成的组成的消弧支路。对系统可能的过电压采取两级保护，第一级利用氧化锌电阻的非线性将过电压限制在一定的范围内，第二级利用消弧电阻将氧化锌无法承受的过电压转化为消弧电阻接地。如此设计，可以对三相非直接接地电力系统所可能发生的过电压实现全方位的保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统中使用的一种消弧及过电压保护装置。更具体地说，是用于3-35KV三相非直接接地系统对各种过电压进行限制的保护装置。
技术背景
我国35KV及以下配电网，绝大多数采用中性点不接地运行方式。随着我国对城市及农村电网大规模的技术改造，城市10kV配电网必将向电缆化发展，而城郊结合部及农村35kV、10kV电网也将进一步扩大，每个独立的非直接接地电网的接地电容电流必将有较大幅度的增大。其中特别突出的是城市10kV配电网，与同样长度的架空线路相比，电缆线路的电容电流大25倍(三芯电缆)～50倍(单芯电缆)，在近似计算中可采用IC＝0.1U·L安，式中：U-线路的额定电压(单位：千伏)，L-电缆的长度(单位：公里)，从以上可以看出，电缆线路的故障隐患尤为严重。当电网对地电容电流达到一定值时，单相接地时故障点的电弧不能自行熄灭，就会产生间歇性弧光接地，其过电压可以达到正常运行相电压峰值的3.5倍以上。对系统中的弱绝缘设备构成威胁，一次故障往往造成多处设备损坏。运行经验证明，当这类电网发展到一定规模时，内部过电压，特别是电网发生单相间歇性弧光接地时产生的弧光接地过电压及特殊条件下产生的铁磁谐振过电压，已成为这类电网及其设备安全运行的一大威胁，其中以单相弧光接地过电压为最，
为了解决这类电网弧光接地产生长时间过电压的问题，国内普遍采用自动跟踪补偿式消弧线圈接地方式。但是，由于电网运行方式的多样化及弧光接地点的随机性，消弧线圈要对电容电流进行有效补偿是非产常困难的。同时，消弧线圈结构复杂，运行可靠性差，投资大。
目前国外以及国内少数地区对此类电网采取中性点经小电阻接地的设计及运行方式，但这种系统是利用发生单相接地时人为增加短路电流使断路器速断动作的方法，直接将故障接地线路切除，不能分辨出金属性接地或弧光接地，扩大了故障点电流的烧炽，并且在断路器固有动作时间内产生的过电压，无法进行有效限制，造成长时间、大面积停电，很不经济。
发明内容
为了解决现有保护方案的所存在的问题，本实用新型提供一种消弧及过电压保护装置，该装置是在不改变系统运行方式的情况下，利用氧化锌非线性电阻与线性电阻组合消弧、将相对地及相与相之间的过电压(无论何种类型的过电压)限制到略大于正常运行线电压的水平。使这类电网既保持了原非直接接地电网的优点，又将过电压限制在尽可能低的水平，彻底解决过电压对这类电网的威胁，提高供电的可靠性。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在被保护的三相电源与地之间设置两条保护支路，限压支路和消弧支路，限压支路由氧化锌非线性电阻FR组成，消弧支路由消弧电阻R和高压快速开关DK组成。另外设置一个CPU控制中心，对系统工况进行检测控制。
当系统有过电压出现时，限压支路首先投入工作，由氧化锌非线性电阻将系统的过电压限制在相关电器设备绝缘允许的范围以内，同时CPU控制中心通过对信号转换器ST以及电流信号转换器输送的信号进行处理，通过对Uao、Ubo、Uco的三相信号进行计算，判断相别以及接地属性，根据过电压性质以及接地属性作出以下处理：
如果过电压的性质为瞬时的雷电过电压或操作过电压等，则由限压支路的氧化锌非线性电阻FR对电压进行限制并吸收过电压的能量，过电压消除后，系统自动恢复正常工作，CPU控制中心仅仅作出记录，消弧电阻不需要投入工作。如果接地故障是稳定的金属性接地，则CPU仅发出故障相别的指示信号，由微机选线装置查找接地故障点，并警报值班人员进行排除。如果接地故障是间歇性弧光接地，则由限压支路的氧化锌非线性电阻FR首先投入工作，将电压限制在一个较低的水平，并提供信号给CPU控制中心，CPU通过对信号转换器以及限压支路提供的信号进行计算处理，判别出接地故障发生的相别及接地性质，发出指令将对应相的消弧支路快速投入，使消弧电阻R投入工作，将弧光消除，使系统由不稳定的弧光接地转变为电阻接地，将过电压控制在规程允许的范围以内，同时限压支路退出工作。灭弧电阻投入工作数秒后，CPU发出指令将其切除，同时，CPU对接地性质进行再判断，如果此时的间歇性弧光接地已经消除，则该次故障为偶发性弧光接地，系统恢复正常工作。如果仍然为间歇性弧光接地，则认定为永久性弧光接地，消弧电阻R再次投入，并在故障排除之前不再切除，CPU同时发出信号交由微机选线装置进行故障查找并告知值班人员。
本实用新型的有益效果是，对系统可能的过电压采取两级保护，第一级利用氧化锌电阻的非线性将过电压限制在一定的范围内，第二级利用消弧电阻将氧化锌无法承受的过电压转化为消弧电阻接地。如此设计，可以实现对系统过电压全方位的保护。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的电路原理图。
图中FR.氧化锌非线性电阻，R.线性消弧电阻，CPU.检测控制中心，DK.单相高压快速开关，ST.电压信号转换器，CT.电流信号转换器，FU.高压限流熔断器，K.隔离开关。
如图所示，在被保护系统三相电源与地之间，设置由氧化锌非线性电阻FR组成的限压支路，该支路一端与三相电源对应相电连接，另一端与接地线电连接。
如图所示，在被保护系统三相电源与地之间，设置由一个线性消弧电阻R与三个单相高压快速开关DK组成的消弧支路，三个单相高压快速开关DK的进线端与三相电源对应电连接，高压快速开关DK的出线端与线性消弧电阻R的一端连接在一起，线性消弧电阻R的另一端与接地线电连接。
如图所示，设置一个CPU检测控制中心，CPU检测控制中心的电压信号来自于电压信号转换器ST，电流信号来自于电流信号转换器CT，电压信号转换器ST的输入信号由系统采集，电流信号转换器CT的输入信号由限压支路采集。
Claims (2)
1、一种三相非直接接地电力系统所使用的消弧及过电压保护装置，其特征在于：在被保护系统三相电源与地之间，设置由氧化锌非线性电阻FR组成的限压支路和由线性消弧电阻R、单相高压快速开关DK组成的消弧支路，所述的限压支路和消弧支路分别作为系统的第级保护和第二级保护，第二级保护的消弧电阻R在系统发生氧化锌非线性电阻FR无法承受的过电压时由单相高压快速开关DK避合将其投入。
2、根据权利要求1所述的消弧及过电压保护装置，其特征在于：消弧支路由一个线性消弧电阻R和三个单相高压快速开关DK组成，单相高压快速开关DK的进线端与三相电源对应电连接，高压快速开关DK的出线端与线性消弧电阻R的一端连接在一起，线性消弧电阻R的另一端与接地线电连接。
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| CN106129995A (zh) * | 2016-08-28 | 2016-11-16 | 安徽普天电力科技有限公司 | 一种新型便捷实用消弧消谐及过电压保护三用装置 |
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2002
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