CN2865104Y - 基于变量控制器的小电流接地故障选线装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种在3～10kV中性点经消弧线圈接地电网中所使用的新型单相接地选线故障选线装置。装置由一次设备和二次设备共同组成，一次设备包括：并联电抗器、高压真空接触器；二次设备包括数据采集与选线控制装置。将电抗器与真空开关串联，再与系统的消弧线圈并联。数据采集与选线控制装置的作用有两个：一是实时检测母线零序电压及各条线路的零序电流，进行选线计算；二是对真空接触器进行控制。

Description

基于变量控制器的小电流接地故障选线装置

技术领域

本实用新型属于一种电力设备，专门针对3～10kV中性点经消弧线圈接地电网。

背景技术

随着电力线路长度的增加和电缆线路的加长，电网的对地电容电流值也越来越大。有关规程规定，当电容电流大于一定值时，就要安装消弧线圈，以减小接地电流，防止故障进一步扩大，保证电力系统的安全可靠运行。中性点经消弧线圈接地系统在发生单相接地故障后，由于接地电流小，瞬时故障能够自动消失，永久接地故障可以运行1-2消失，保证了供电可靠性。

中性点经消弧线圈接地系统的缺点是发生永久性单相接地后，故障特征不明显，无法区分故障线路和正常线路，这就是小电流接地故障选线问题。目前这个问题没有得到很好的解决，很多变电站采用人工拉路的方法进行选线，供电部门迫切地希望早日解决这个问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对3-10kV中性点经消弧线圈接地系统，提供一种能够自动准确检测单相接地故障线路的装置。

本实用新型的技术方案是：利用投切变量控制器，即并联电抗器使故障线路产生零序电流变化量，从而确定故障线路。具体包括：

一个单相电抗器，可以采用干式或油式电抗器，容量为60kVA，额定电压6kV，额定工作电流10A；

一个单相真空接触器，接触器采用电保持，可频繁操作，额定电压12kV，额定电流160A；

单相电抗器与单相真空接触器串联，再与3～10kV系统消弧线圈并联；

一个数据采集与选线控制装置，包括：包括：采样电路，它采集母线零序电压、各条线路零序电流，进行A/D转换；控制电路，输出220V交流电压，控制所述单相真空接触器的闭合；选线单元，对真空接触器闭合前后的零序电压及零序电流进行分析计算，选出故障线路。该装置为工业控制计算机，正常情况下实时检测母线零序电压与各条线路零序电流，发生单相接地后对真空接触器进行控制并进行故障选线。

本实用新型选线装置在河南省濮阳供电公司中原变电站进行现场试验，试验项目包括单相金属性接地、经5kΩ电阻接地、经电弧接地，试验正确率100％，试验结果表明装置达到了预期要求。本实用新型设备体积小、成本低，对于目前已装的老式手动消弧线圈和各种消弧线圈，采用本实用新型只需花费少量的设备费即可实现准确选线，节省大量的更新改造费用，在少投入的情况下提高电网运行的可靠性，减少对用户的停电，经济效益和社会效益可观。

附图说明

附图1为本实用新型的原理图；

附图2为本实用新型真空接触器控制电路的原理图；

附图3为本实用新型选线装置硬件原理图。

具体实施方式

图1为本实用新型的基于变量控制器的小电流接地故障选线装置的原理框图。如图1所示，方框1为系统消弧线圈；方框2为单相真空接触器，该单相真空接触器采用电保持，可频繁操作，额定电压12kV，额定电流160A；方框3为并联单相电抗器，优选地，该单相电抗器可以采用干式或油式电抗器，容量为60kVA，额定电压6kV，额定工作电流10A。方框4为数据采集与选线控制装置，装置采用工业控制计算机，对所述单相真空接触器进行分合控制，并进行数据采集和分析故障线路。

1、变量控制器

由一个单相电抗器和单相真空接触器组成，电抗器可以采用干式或油式，容量为60kVA，额定电压6kV，额定工作电流10A。单相真空接触器，接触器。

单相电抗器与单相真空接触器串联，再与3～10kV系统消弧线圈并联，即一端接于系统中性点，另一端接地。正常运行时真空接触器断开，发生单相接地后将真空接触器自动闭合，从而将电抗器投入系统。

2、真空接触器控制回路

真空接触器控制回路较简单，如图2所示，控制回路电源为220V交流电源，经过整流后与控制线圈连接，回路中有熔丝作为保护。真空接触器提供常开和常闭触点对开闭状态进行反馈，供选线装置使用。

3、数据采集与选线控制装置原理

如图3所示，选线装置由主板(包括CPU、内存)、有源低通滤波器板卡、A/D采样卡、DO卡、继电器板卡、电压电流变换器板卡、交直流电源、液晶大屏幕、调制解调器、硬盘等部分组成。母线零序电压、各条线路零序电流接到装置后面板的端子排上，采用高精度的微型电压电流变换器将系统二次电流电压信号统一变换为低电压信号。电压信号通过一块前置有源低通滤波器进行滤波，有效的去除了各种高频干扰，这大大有利于对于我们的程序算法处理。经过滤波后的模拟信号经过A/D采样卡转换为数字信号，送到工控机的ISA总线上，工控机主板CPU从ISA总线上调用实时数据并进行选线运算。选出故障线路后，一方面直接通过液晶屏幕显示，另一方面通过ISA总线传送给DO卡，DO信号经过光电隔离驱动继电器将开关量信号送出，驱动真空高压接触器，或是进行故障报警。同时装置配有RS232和Modem串口通信方式，使装置与外界进行远程数据交互。

Claims (3)

1、一种基于变量控制器的小电流接地故障选线装置，其特征包括：

一个单相电抗器；

一个单相真空接触器；

所述单相电抗器与所述单相真空接触器串联，再与3～10kV系统消弧线圈并联，即一端接于系统中性点，另一端接地；

数据采集与选线控制装置，包括：采样电路，它采集母线零序电压、各条线路零序电流，进行A/D转换；控制电路，输出220V交流电压，控制所述单相真空接触器的闭合；选线单元，确定故障线路。

2、如权利要求1所述的基于变量控制器的小电流接地故障选线装置，其特征在于：所述单相电抗器采用干式或油式电抗器，容量为60kVA，额定电压6kV，额定工作电流10A。

3、如权利要求1所述的基于变量控制器的小电流接地故障选线装置，其特征在于：所述单相真空接触器采用电保持，额定电压12kV，额定电流160A。

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