CN2773884Y

CN2773884Y - 一种串并联可控调容式消弧装置

Info

Publication number: CN2773884Y
Application number: CN 200520023547
Authority: CN
Inventors: 徐玉琴; 张海
Original assignee: North China Electric Power University
Current assignee: North China Electric Power University
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2015-03-03

Abstract

一种串并联可控调容式消弧装置，属电力保护技术领域，用于解决调容式消弧装置中档位细化问题。其技术方案是：它由带二次绕组的消弧线圈和电容器组组成，电容器组中设有多组电容器和开关，每一电容器与一个开关串联而成，两者串联后并接在消弧线圈副边上，改进后，相邻电容器组中的电容器和开关的排列结构位置相反，在所述电容器和开关的相邻串接点之间连接一开关。本实用新型通过电容器组中电容器的串并联组合使用，提高了电容器的利用率，可以在不增加电容器数目的情况下大量增加档位，细化挡位级差，提高调谐精度，避免了因故障电流补偿不完全而产生的种种弊病。

Description

一种串并联可控调容式消弧装置

技术领域

本实用新型涉及一种由带二次绕组的消弧线圈和多组电容器组成的消除接地电弧的补偿装置，属电力保护装置技术领域。

背景技术

6～35KV中压配电网发生单相接地故障时，如果故障线路不被切除，由于线路对地耦合电容的作用，故障点就会流过以容性电流为主的故障电流。当故障点流过的故障电流大于10A并在一定数值范围内时就会引发间歇性电弧，危害电气设备的安全，并可能引发多相故障从而引起故障跳闸。为了抑制此电弧的产生，人们在中压配电网的中性点或经接地变压器引出的人工中性点上安装消弧线圈。消弧线圈在单相接地故障回路中提供一个与电网对地耦合电容电流相当的感性电流，并与电容电流中和，使故障点的残余电流小于起弧所需的最小电流，从而使故障间歇性电弧无法产生。由于消弧线圈可以消除中压配电网单相接地故障时的间歇性电弧，从而保护电气设备的安全并保障中压配电网持续供电的可靠性，所以它在中压配电网中得到了越来越广泛的应用。

目前使用的消弧线圈有多种型式，分为自动调匝式、直流偏磁式、可控硅调节式、调气隙式等多种，由它们实现了在线监测与跟踪补偿，其补偿精度与响应速度都得到了一定程度的提高。中国专利00228292.5号公开了一种调容式消弧装置，它是在传统人工调匝式消弧线圈的基础上，去除绕组上的分接头，同时增加一个二次绕组，通过改变接入其中的电容器组数，达到逐级调节补偿电流的目的。这种调容式消弧装置的档位较多，响应速度快，能够快速补偿单相接地故障时线路故障电流。但是在实际应用中发现，由于电网实际电容电流值与档位值不能恰好匹配，这会带来误差，尤其是当档位级差较大时这种误差将会更加严重，从而使得中压配电网单相接地故障时的故障电流补偿不完全，严重时会造成电弧无法熄灭。如果是人身触电引起的单相接地短路，则会出现因误差使得档位投入补偿不完全，使流过触电者的电流过大，增加了触电者死亡的可能性。因此，对这种调容式消弧装置进行改进是技术人员面临的新课题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能有效地减小调容式消弧装置因档位电流值与电网电容电流值不能匹配而产生的误差，从而提高补偿精度的调容式消弧装置。

解决上述问题的技术方案是：

一种串并联可控调容式消弧装置，它由带二次绕组的消弧线圈和电容器组组成，电容器组中设有多组电容器和开关，每一电容器与一个开关串联而成，两者串联后并接在消弧线圈副边上，其改进之处是，相邻电容器组中的电容器和开关的排列结构位置相反，在所述电容器和开关的相邻串接点之间连接一开关。

上述串并联可控调容式消弧装置，所述电容器组的组数是4～10组。

上述串并联可控调容式消弧装置，所述电容器组中各电容器的容值之比为：C₁∶C₂∶C₃∶C₄∶C₅……∶C_n＝1∶2∶4∶8∶16……∶2^n-1。

上述串并联可控调容式消弧装置，所述开关可采用机械类、电控类、或模拟开关类的任一种开关。

采用本实用新型给出的消弧装置，通过电容器组的串、并联结合使用，提高了电容器组的利用率，可以在不增加电容器组数的情况下大量增加调节档位，减小档位调节级差，提高调谐精度，且其方法简单，易于实现。当发生人身触电引起单相接地故障时，也减小了因电流补偿不完全而引起触电死亡的可能性。

附图说明

图1是本实用新型的电原理图。

图中各标号为；1.中性点(中压配电网的中性点或接地变压器引出的中性点)，2.带二次绕组的消弧线圈，3.电容器组，C₁、C₂、C₃、C₄、……C_n为电容器，K₁、K₂、K₃、K₄……K_n、K₁₂、K₂₃、K₃₄为开关，Ca、Cb、Cc为电网各相线路对地耦合电容。

具体实施方式

从图中可以看到，本实用新型由带二次绕组的消弧线圈2和电容器组3组成，电容器组中设有多组电容器和开关，每一电容器与一个开关串联后并接在消弧线圈2的副边L2上，原边线圈L1一端接于配电网中性点，另一端接地。电容器的个数可设任意多个，但实践中采用4～10个即能满足调节要求。

任意相邻的两组电容器，电容器和开关的连接位置相反，即一组电容器在上、开关在下，则与之相邻的另一组电容器，其排列次序为电容器在下、而开关在上，或者说，整个电容器组3中电容器的排列方式为间隔相同。通过控制回路的网络拓扑结构分析，合理地设置投切电容器组，在相邻两个并联投切电容器组之间增加一组开关(如K₁₂、K₂₃或K₃₄等)，用于连接相邻支路的电容器。为减少开关的使用数量，电容器组及其并联投切开关的连接设计应该依图1执行，这样投入一组串联的电容器只用一组开关就够了。电容器串联后再与原来并联的电容器或其它串联后的电容器配合，就可出现很多新的档位，这些新的档位分布在纯并联连接电容器组产生的档位之间，可将其2/3以上的档位细化，当电容器组增加时，细化的档位数也相应增大。

图1画出的实施例使用了5组电容器，图中的标号1连接中压配电网的中性点或接地变压器引出的中性点；消弧线圈2主要用来提供感性电流；电容组中各电容器的容值之比在N为6时为：C₁∶C₂∶C₃∶C₄∶C₅∶C₆＝1∶2∶4∶8∶16∶32，当增加电容器时，它按2ⁿ的规律变化。

例如在10KV配电系统上安装一台额定电压为10.5KV，容量为1212KVA，电流补偿范围为80～200A的消弧线圈。如果使用的消弧线圈是对比文献中原调容式消弧装置，当电容器组数为4组、5组、6组时，其拥有的档位数分别为16、32和64；而使用本实用新型所述的串并联可控的调容式消弧装置，那么对应的档位数分别为28、64和142，其可调档数要多很多级。

下面给出这两种消弧装置在电容器组数为6时，各档所能提供的补偿电流数值：

一.对比文献所提供的调容式消弧装置，可提供64个档位，各档补偿电流值分别为：

80.0A，81.9A，83.8A，85.7A，87.6A，89.5A，91.4A，93.3A，95.2A，97.1A，99.0A，100.9A，102.9A，104.8A，106.7A，108.6A，110.5A，112.4A，114.3A，116.2A，118.1A，120.0A，121.9A，123.8A，125.7A，127.6A，129.5A，131.4A，133.3A，135.2A，137.1A，139.0A，140.9A，142.8A，144.7A，146.7A，148.6A，150.5A，152.4A，154.3A，156.2A，158.1A，160.0A，161.9A，163.8A，165.7A，167.6A，169.5A，171.4A，173.3A，175.2A，177.1A，179.0A，181.0A，182.9A，184.8A，186.7A，188.6A，190.5A，192.4A，194.3A，196.2A，198.1A，200.0A。

二.本实用新型所提供的串并联可控调容式消弧装置，它也可提供142个档位，各档补偿电流数值分别为：

80A，81.9A，83.8A，84.4A，85.7A，87.6A，88.9A，89.5A，90.8A，91.4A，92.0A，93.3A，95.2A，97.1A，97.7A，99.0A，99.6A，100.9A，101.5A，102.2A，102.9A，103.5A，104.2A，104.8A，106.1A，106.7A，107.3A，108.6A，110.5A，112.4A，114.3A，114.9A，115.6A，116.2A，117.5A，118.1A，119.4A，120.0A，121.3A，121.9A，122.5A，123.2A，123.8A，124.4A，125.1A，125.7A，126.3A，127.0A，127.6A，128.2A，128.9A，129.5A，130.1A，131.4A，132.0A，132.7A，133.3A，133.9A，134.6A，135.2A，136.5A，137.1A，137.7A，139.0A，140.9A，142.8A，144.7A，145.4A，146.7A，148.6A，149.9A，150.5A，151.1A，151.8A，152.4A，153.0A，154.3A，154.9A，155.6A，156.2A，156.8A，158.1A，158.7A，160.0A，160.6A，161.9A，162.5A，163.2A，163.8A，164.4A，165.1A，165.7A，166.3A，167.0A，167.6A，168.2A，168.9A，169.5A，170.1A，170.8A，171.4A，172.0A，172.7A，173.3A，173.9A，174.6A，175.2A，175.8A，176.5A，177.1A，177.7A，178.4A，179.0A，179.6A，180.3A，181.0A，182.3A，182.9A，183.5A，184.2A，184.8A，185.4A，186.1A，186.7A，187.3A，188.0A，188.6A，189.2A，189.9A，190.5A，191.1A，192.4A，193.0A，193.7A，194.3A，194.9A，195.6A，196.2A，197.5A，198.1A，198.7A，200.0A。

比较上述两组数据可以看出，本实用新型大大增加了补偿电流的档位数，使各档位得到了细化，级差从1.9A降低到0.63A，提高了补偿精度。

本实用新型中的开关可采用机械类、电控类、或模拟开关类的任一种开关，对后两种开关，其通断由控制装置控制。

Claims

1.一种串并联可控调容式消弧装置，它由带二次绕组的消弧线圈[2]和电容器组[3]组成，电容器组[3]中有多组电容器和开关，每一电容器组由一组电容器与一个开关串联而成，两者串联后并接在消弧线圈[2]的副边L2上，其特征在于：相邻电容器组中的电容器和开关的排列结构位置相反，在所述电容器和开关的相邻串接点之间连接一开关。

2.根据权利要求1所述的串并联可控调容式消弧装置，其特征在于：所述电容器组的组数是4～10组。

3.根据权利要求1或2所述的串并联可控调容式消弧装置，其特征在于：所述电容器组[3]中各电容器的容值之比为：C₁∶C₂∶C₃∶C₄∶C₅……∶C_n＝1∶2∶4∶8∶16……∶2^n-1。

4.根据权利要求3所述的串并联可控调容式消弧装置，其特征在于：所述开关采用机械类、电控类、或模拟开关类的任一种开关。