CN2804882Y - 一种绝缘监视装置 - Google Patents

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刘振伶
刘彦生
姜俊莉
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Abstract

一种绝缘监视装置,主要由柜体,装设于柜体内的电容器组、测量器件、电流/电压转换器、电压显示器和报警器件组成;所述电容器组采用星形接线接于电网,其中性点接地,测量器件测量电容器组的相电流后,通过电流/电压转换器将电流值转换为电压值,由电压显示器显示系统三相对地电压;报警器件接于电容器组的中性线,测量电容器组的零序电流,由报警器件显示系统绝缘状态。在发电厂、变电所应用后,可消除因电压互感器电感和系统对地电容形成的L-C谐振电路,从而可有效避免电压互感器发生基频、倍频、分频谐振,避免因谐振引起的电压互感器熔断器熔断、爆炸、互感器烧毁等事故。

Description

一种绝缘监视装置
一、技术领域
一种绝缘监视装置,涉及一种监测电网中性点非有效接地系统三相对地电压和单相接地报警功能的一种控制保护装置,属于电力技术领域。
二、背景技术
当前,中性点非有效接地电力系统中的绝缘监视均是通过与保护、计量共用的一组一次中性点接地的电磁式电压互感器、电压表等显示器件和零序电压继电器、预告报警信号装置而实现的。由于绝缘监视的需要,电磁式电压互感器一次中性点必须直接接地,这就使系统中出现了由电压互感器励磁电感L和系统对地电容C形成的零序L-C谐振电路(参看图1),当系统受到扰动,满足基频、倍频、分频谐振条件时就会出现过电压或过电流,以致经常发生电压互感器熔断器熔断、爆炸、互感器烧毁甚至扩大为与其母线相连设备的“火烧连营”等故障。
为解决上述电磁式电压互感器的频发故障,电力部门曾研究应用过有如加装零序电压互感器、加装星形接线且中性点接地的电容器组、在电压互感器开口三角绕组接灯泡、电阻及消谐器等多种措施并取得一定的效果。但是因电网的复杂性和参数的多变性、随机性,往往是某一种措施此时此情有效,彼时彼情无效,所以这个问题一直是电力系统运行部门的一个难以完善解决的课题。
三、实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术中存在的不足,特别是电磁式电压互感器在系统发生单相接地时易于发生谐振的问题,设计一种与保护、计量用电压互感器分离的、能够独立完成绝缘监视功能和单相接地报警功能的一种绝缘监视装置。
本实用新型所采取的技术方案是,一种绝缘监视装置,包括监测系统三相对地电压的测量器件、电压显示器件和接地报警器件,该装置主要由柜体,装设于柜体内的电容器组、测量器件、电流/电压转换器、电压显示器和报警器件组成;所述电容器组采用星形接线接于电网,其中性点接地,采用测量器件测量电容器组的相电流,通过电流/电压转换器将电流值转换为电压值,由电压显示器显示系统三相对地电压;报警器件接于电容器组的中性线,测量电容器组的零序电流,由报警器件显示系统绝缘状态。
所述柜体的顶部设置有小母线室,柜门上设置有指示仪表、视窗、推进摇把插孔、门锁拴把、门锁孔,柜体的后部设置有主母线。
由于采用了上述技术方案,在发电厂、变电所应用本实用新型绝缘监视装置,并根据保护、计量需要采用不完全三角形(V-V接线)或一次绕组不再有接地点的(Y.Yn接线)电压互感器后,这时系统就不再存在由电磁式电压互感器励磁电感L和系统对地电容C形成的零序L-C谐振电路。因零序L-C谐振电路的消除,系统就不会再发生电压互感器因基频、倍频、分频或铁磁谐振过电压、过电流而引起前面背景技术中所述的常发故障,无疑将因前述电磁式电压互感器故障的消除而使运行维护费用和工作量大大降低,将更加有力地保障电网供电的安全性、稳定性和持续性。
四、附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
图1为背景技术中的电压互感器接线及零序L-C谐振电路示意图
图2为本实用新型在电力系统中的应用接线示意图
图3为本实用新型的柜体外形示意图
五、具体实施方式
参见附图,本实用新型绝缘监视装置主要由柜体7,装设于柜体7内的电容器组1、测量器件2、电流/电压转换器3、电压显示器4和报警器件5组成;电容器组1采用星形接线接于电网,其中性点接地,测量器件2测量电容器组1的相电流后,通过电流/电压转换器3将电流值转换为电压值,由电压显示器4显示系统三相对地电压;报警器件5接于电容器组1的中性线,测量电容器组1的零序电流,由报警器件5显示系统绝缘状态。
所述柜体7的顶部设置有小母线室8,柜门上设置有指示仪表9、视窗10、推进摇把插孔11、门锁拴把12、门锁孔13,柜体7的后部设置有主母线14。
所述测量器件(2)可采用电流互感器实现相电流的测量。
所述报警器件(5)可采用电流互感器实现零序电流的测量。
所述电容器组(1)的绝缘可为与系统额定电压相适应的全绝缘或半绝缘方式。
所述电容器组(1)的结构可由三台单相电容器组合而成或选用三相一体式电容器。
在图2中电容器组1每相的电容量均为C,其基频电抗为xc=1/(314C)。
当系统绝缘正常时,A相、B相、C相对地电压即电容器运行电压UA0=UB0=UC0为系统相电压,其值为系统线电压U的
Figure Y20052000190000051
由此可知,通过电容器的电流 I A = I B = I C = U / ( 3 X C ) , 此电流经电流/电压转换器3按比例变换,可使电压显示器4显示为 U A = U B = U C = U / 3 正常电压。
如图2所示,当A相在K点接地时,根据电工原理,此时A相对地电压为零,所以IA将降低为0,电压显示器4也显示A相电压为0。而UB0、UC0升高为线电压U,所以IB′=IC′=U/XC,为正常运行情况的 倍,此时电流/电压转换器3仍按比例转换,电压显示器4则显示UB0′=UC0′=U,这就达到了与现有绝缘监视装置技术同样的显示效果:接地相电压下降为0,正常相电压较正常值升高 倍,由此即可判定接地故障在A相。
再看报警功能:当系统运行正常时,因三相对地电压即作用于电容器上的的电压数值相等、相位互差120°,所以零序电流为0,装置无报警信号。
当系统发生一点接地,例如仍为A相在K点接地时,根据电工原理知道,零序电流值将升高到正常相电流的3倍即
Figure Y20052000190000063
这与现有技术中反应零序电压变化报警规律是一样的。由此说明利用电容器组1的零序电流完全可以达到接地报警功能之要求。
综上所述,当在中性点非有效接地系统中的发电厂、变电所母线上应用本实用新型绝缘监视装置并采用不完全三角形(V-V接线)或一次绕组不再有接地点的(Y.Yn接线)电压互感器6后,因系统内不存在零序L-C谐振电路,故可完全避免发生电磁式电压互感器的基频、倍频、分频或铁磁谐振过电压,从而消除或减少大量的电压互感器故障而降低运行维护费用和工作量,将更加有力地保障电网供电的安全性、稳定性和持续性。
在现有发电厂、变电所中已有一部分厂、所为满足旋转电机过电压保护的需要,或通过加大对地电容的方式减少电压互感器谐振过电压问题的发生而早已装设了三相接地电容器组,此时就可直接应用该电容器组实现本实用新型,获得更好的社会经济效益。

Claims (6)

1、一种绝缘监视装置,包括监测系统三相对地电压的测量器件、电压显示器件和接地报警器件,其特征在于:该装置主要由柜体(7),装设于柜体(7)内的电容器组(1)、测量器件(2)、电流/电压转换器(3)、电压显示器(4)和报警器件(5)组成;所述电容器组(1)采用星形接线接于电网,其中性点接地,采用测量器件(2)测量电容器组(1)的相电流,通过电流/电压转换器(3)将电流值转换为电压值,由电压显示器(4)显示系统三相对地电压;报警器件(5)接于电容器组(1)的中性线,测量电容器组(1)的零序电流,由报警器件(5)显示系统绝缘状态。
2、根据权利要求1所述的一种绝缘监视装置,其特征在于:所述柜体(7)的顶部设置有小母线室(8),柜门上设置有指示仪表(9)、视窗(10)、推进摇把插孔(11)、门锁拴把(12)、门锁孔(13),柜体(7)的后部设置有主母线(14)。
3、根据权利要求1所述的一种绝缘监视装置,其特征在于:所述测量器件(2)可采用电流互感器实现相电流的测量。
4、根据权利要求1所述的一种绝缘监视装置,其特征在于:所述报警器件(5)可采用电流互感器实现零序电流的测量。
5、根据权利要求1所述的一种绝缘监视装置,其特征在于:所述电容器组(1)的绝缘可为与系统额定电压相适应的全绝缘或半绝缘方式。
6、根据权利要求1所述的一种绝缘监视装置,其特征在于:所述电容器组(1)的结构可由三台单相电容器组合而成或选用三相一体式电容器。
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CN103969499A (zh) * 2013-01-31 2014-08-06 山东电力集团公司物资供应公司 一种三相电容分压测量装置及测量方法
CN104903734A (zh) * 2013-06-26 2015-09-09 富士电机机器制御株式会社 绝缘监视装置
CN105467195A (zh) * 2016-01-30 2016-04-06 山东汇能电气有限公司 变电站母线和电容器运行电压综合测量装置及其测量方法

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