CN2796210Y

CN2796210Y - 零序短路高阻抗接地变压器式消弧线圈

Info

Publication number: CN2796210Y
Application number: CN 200520071473
Authority: CN
Inventors: 唐轶; 陈奎; 陈庆
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2015-05-11

Abstract

本实用新型零序短路高阻抗接地变压器式消弧线圈，可直接用于中压6KV～35KV小电流接地电网。在中性点非有效接地电网的三相母线与地之间串联一个零序电抗受控的接地变压器式的消弧线圈，消弧线圈有五柱铁芯，中间三柱设有三个主绕组，星形连接，其中性点直接接地，形成一接地变压器，两边柱的短路绕组直接短路通断或相控调节补偿电流的大小，改变气隙的大小可以调节零序短路阻抗，有效降低因单相接地故障而引起的过电压及可能引发的其他故障，保证电网安全运行，并有效抑制间歇性电弧过电压，节省材料，降低成本，具有广泛的实用性。

Description

零序短路高阻抗接地变压器式消弧线圈

技术领域

本实用新型涉及零序短路高阻抗接地变压器式消弧线圈，尤其适用于中压6KV～35KV小电流接地电网。

背景技术

我国中压电网均为小电流接地电网。当电网对地电容较大时，接地电流较大，接地故障点电弧不易自灭，容易引发其他故障发生，因此，国家技术监督和建设部95年4月1日签发实施的《矿山电力设计规范》第20、10条规定：“矿井6KV-10KV电网当单相接地电容电流小于等于10A，应采用中性点不接地方式，大于10A必须采取限制措施”。中性点经消弧线圈接地可有效地减少单相接地电流，使接地电弧容易自灭。消弧线圈按其控制电感变化不同有以下几种：①调匝数式；②调铁芯气隙或称柱塞式；③可控饱和电抗器式；④三相五柱磁阀式(从控制电感改变来看同③)⑤高短路阻抗变压器式；⑥三相五柱接地变压器式。以上各种消弧线圈均已广泛应用于配电网，它们均以各自的特点为配电网供电安全服务。设计消弧线圈时，以下几个方面是应该考虑的：①调感线性度好、补偿效果好，补偿后残流要小。即自身不能或尽量少产生谐波，仅提供补偿对地电容电流的50Hz电感电流。②对随调式消弧线圈，调感速度要尽量快，以保证发生单相接地故障时，在尽量短的时间内，使接地故障点的电流降到期望值以下。③消弧线圈造价要尽量低。由于我国6kV和10kV中压配电网一般均为△接线，无辅助中性点供消弧线圈接入，因此，消弧线圈造价还要包括接地变压器的造价。④自动跟踪电网对地电容电流调感控制方法要尽量简单易行、可靠。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种零序短路高阻抗接地变压器式消弧线圈，它能有效降低因单相接地故障而引起的过电压及可能引发的其他故障，保证电网安全运行。

本实用新型零序短路高阻抗接地变压器式消弧线圈，在中性点非有效接地电网的三相母线与地之间串联一个零序电抗受控的接地变压器式的消弧线圈，消弧线圈有五柱铁芯，中间三柱设有三个主绕组，星形连接，其中性点直接接地，形成一接地变压器，左右边柱各有一短路绕组通过晶闸管电路对应串联短路。晶闸管电路为两到数组反并联晶闸管电路，在可这些晶闸管电路中只有一组是相控的。所述五柱铁芯的两边柱铁芯与中间三柱铁芯留有气隙；所述中间三柱铁芯另各有一个负绕组，开口三角连接，开口处同滤波电路连接，以减小消弧线圈的谐波量，保证补偿效果。

本实用新型零序短路高阻抗接地变压器式消弧线圈，可直接用于中压6KV～35KV小电流接地电网，有效降低单相接地故障点的残流，使之趋于零，并有效抑制间歇性电弧过电压，并具有以下优点：

1)消弧线圈始终工作在线性段。除晶闸管相控调节补偿电流部分产生谐波外，其余补偿部分不产生谐波。而相控补偿电流谐波量可以内设滤波电路方式来限制，使补偿电流中的总谐波量被控制在期望值以内，可以保证补偿效果。

2)消弧线圈是直接调感式，响应速度快，因此，可以采用随调式控制，也可应用于预调式控制，作为预调控制时，除相控反并联晶闸管外，其余各组反并联晶闸管可以用接触器替代，以降低成本。

3)由于该消弧线圈同时具有接地变压器和消弧线圈双重功能，不仅它便于安装；并且，在同样的额定补偿电流条件下，还有整体容量最低，因而造价最低的优点。如以消弧线圈补偿容量为基准，该消弧线圈的容量近为而其他如调匝式消弧线圈的总容量则为

(接地变压器由于Z型结构，容量为消弧线圈自身为1)。

4)所有调节控制元件均在二次低压侧，不仅工作安全可靠，还有利于降低控制设备的成本。

附图说明

附图是本实用新型零序短路高阻抗接地变压器式消弧线圈原理结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述：

本实用新型零序短路高阻抗接地变压器式消弧线圈，它主要分为三个部份：一是结构上设有三相五柱，将接地变压器和消弧线圈合为一体，零序磁路有一半借用正序磁路，可以节省材料，降低成本；二是两边柱与中间三柱留有气隙，可改变零序回路的短路电抗，而不改变正序回路电抗；三是两边用于调节零序回路的短路电抗。改变气隙的大小可以调节零序短路阻抗；边柱的短路绕组直接短路通断或相控调节补偿电流的大小。在中性点非有效接地电网的三相母线与地之间串联一个零序电抗受控的接地变压器式的消弧线圈，该消弧线圈为五柱铁芯，中间三柱有三个主绕组L_A、L_B、L_C，星形连接，且中性点直接接地，形式上为一接地变压器。两边柱铁芯与中间三柱铁芯形成零序磁路，并且两边柱铁芯与中间三柱铁芯有气隙，改变气隙的大小可以调节零序短路阻抗。两边柱各有两到数个短路绕组L_D11、L_D12、L_D13、L_D21、L_D22、L_D23，并通过两到数组反并联的晶闸管T₁、T₂、T₃电路短路。反并联可控制硅中，其中只有一组是相控的，其余不是全导通，就是全关断，由此可以实现补偿电流的细调。中间三柱另各有一个付绕组L_A0、L_B0、L_O0，开口三角连接，开口处同滤波电路连接，以减小消弧线圈的谐波量，保证补偿效果。

工作过程：当电网处于三相对称运行的正常工作状态时，消弧线圈的A、B、C三主绕组承受对称三相电压，由于无零序电压，两边柱短路绕组输出电压为零，没有电流。此时，三主绕组的电流也是对称量，则

{\overset{\cdot}{I}}_{L} = {\overset{\cdot}{I}}_{A 1} + {\overset{\cdot}{I}}_{B 1} + {\overset{\cdot}{I}}_{C 1} = 0,

即补偿电流为零。当发生单相接地故障时，消弧线圈的主绕组承受两组电压，一组是三相对称的正序电压_A1、_B1、_C1，这组电压与电网正常运行时消弧线圈承受电压完全相同，在这组电压作用下，消弧线圈仅仅是接地变压器的功能，为补偿提供一个“中性点”。另一组是三个大小相等方向相同的零序电压组。在该组电压作用下，两边柱的短路绕组感应出电压，在短路绕组中形成短路电流。短路电流感应到三相主绕组，各主绕组中有三个大小相等方向相同的零序电流。由此形成补偿电流就等于该三个零序电流的和。由此可见，调节两边柱短路电流的大小便可以调节补偿电流的大小，使该消弧线圈达到全补偿。用于中压小电流接地电网，当电网发生单相接地故障时，该装置工作，可以使接地故障的残流减小，接地电弧立即熄灭，使电网尽快恢复正常供电。

Claims

1.零序短路高阻抗接地变压器式消弧线圈，其特征在于：在中性点非有效接地电网的三相母线与地之间串联一个零序电抗受控的接地变压器式的消弧线圈，消弧线圈有五柱铁芯，中间三柱设有三个主绕组L_A、L_B、L_C，星形连接，其中性点直接接地，形成一接地变压器，右边柱的短路绕组L_D11、L_D12、L_D13、与左边柱的短路绕组L_D21、L_D22、L_D23通过晶闸管T₁、T₂、T₃电路对应串联短路。

2.根据权利要求1所述的零序短路高阻抗接地变压器式消弧线圈，其特征在于：所述五柱铁芯的两边柱铁芯与中间三柱铁芯留有气隙。

3.根据权利要求1或2所述的零序短路高阻抗接地变压器式消弧线圈，其特征在于：所述中间三柱铁芯另各有一个负绕组L_A0、L_B0、L_C0，开口三角连接，开口处同滤波电路连接。

4.根据权利要求1所述的零序短路高阻抗接地变压器式消弧线圈，其特征在于：所述晶闸管电路为两到数组反并联晶闸管电路，其中只有一组是相控的。