專利名稱：自動跟蹤消弧裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用于限制過電流而不切斷電路的緊急保護電路裝置，特別是抑制接地故障電流的一種自動跟蹤消弧裝置。
背景技術：
3-66KV的配電網(wǎng)，一直是以架空線為主的放射型結構，特點是線路長、負荷重，為提高供電的不間斷性，通常采用中性點不接地的運行方式，該方式運行發(fā)生單相接地(占故障率的80％)時，規(guī)程中規(guī)定繼續(xù)運行的時間不得超過2小時。因為電流將在單相接地故障點形成電弧，電弧很可能會燒壞設備，或引起兩相甚至三相短路。為此，電力工業(yè)部頒發(fā)的DL/T620-1997規(guī)定，超過下列數(shù)值又需要在接地故障條件下運行時，應采用消弧線圈接地(1)3-10KV鋼筋混凝土或金屬桿塔的架空線路構成的系統(tǒng)和所有35KV、66KV單相接地故障電流大于10A；(2)3-10KV電纜構成的系統(tǒng)單相接地故障電流大于30A。消弧線圈有兩個作用一是盡量減小接地故障電流；二是減緩電弧熄滅瞬間故障點恢復電壓的上升速度。由于消弧線圈的電感電流可以有效的補償電網(wǎng)的對地電容電流，當調(diào)節(jié)很好時，電弧大多能自己熄滅。
正常運行中測量并計算出系統(tǒng)接地電容電流是自動跟蹤消弧裝置自動調(diào)節(jié)的關鍵，因此首先要快速準確測量出當前系統(tǒng)實時對地電容。
目前常用的方法有位移電壓曲線法、變頻信號注入法。位移電壓曲線法是系統(tǒng)中性點經(jīng)消弧線圈L、阻尼電阻R接地，正常運行狀態(tài)下的零序等效電路如圖3所示，圖3中Uun為中性點未拉入消弧線圈時電網(wǎng)的不對稱電壓，3C為三相線的對地電容。它的優(yōu)點是正常狀態(tài)下僅需檢測系統(tǒng)電容電流，消弧線圈工作在遠離諧振點處，在單相接地瞬間至調(diào)節(jié)到全補償狀態(tài)，無需串并電阻，可以定量地調(diào)節(jié)消弧線圈的脫諧度。但這種測量需要在正常運行時進行消弧線圈的操作，使得消弧線圈的動作次數(shù)頻繁，使用壽命降低；響應時間較長，實時性差；一般采用中性點位移電壓Uo變化來啟動調(diào)檔測量，但中性點位移電壓Uo變化多數(shù)情況下不是電容電流變化引起的，因此經(jīng)常發(fā)生不必要的調(diào)檔操作。
圖4為變頻信號注入法的等效電路，變頻信號注入法是在電壓互感器的低壓端注入變頻信號，通過改變注入信號的頻率，找出系統(tǒng)的諧振頻率f0，而不需對消弧線圈進行試探性調(diào)整。不需對消弧線圈的任何參數(shù)進行測量，而且把測量回路從高壓側(cè)移到低壓側(cè)，更加安全方便。但這種方法調(diào)節(jié)精度完全取決于變頻信號源的精度，滿足要求的信號源實際上很難做出。而且，電壓信號中包含有高于被測信號幾倍的噪聲信號，必須考慮濾掉噪聲信號，而線圈等感性設備在不同頻率下參數(shù)變化較大，真正實現(xiàn)起來比較困難，目前國內(nèi)外還沒有廠家采用這種原理。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的主要目的是提供一種不受系統(tǒng)電網(wǎng)干擾、測量精度高的自動跟蹤消弧裝置。
為此，本實用新型采用的技術方案如下，采用一個主控制裝置，將采集到的信號進行比較判別，并發(fā)出控制指令調(diào)整消弧線圈電感值的主控裝置，用于對系統(tǒng)進行采樣，并將采樣信號送入主控裝置的電壓互感器及電流互感器，接在系統(tǒng)中性點與地之間的可調(diào)電感值的消弧線圈，與已有技術不同的是，采用一個與系統(tǒng)工頻具有倍頻關系的信號源通過注入變壓器接在消弧線圈兩端。
由以上方案可見，本實用新型采用與系統(tǒng)工頻具有倍頻關系的具有固定頻率的信號注入系統(tǒng)，因而不受系統(tǒng)電網(wǎng)的干擾，而且測量精度高達毫安級，主控裝置可對消弧線圈進行自動調(diào)整，消弧效果非常好。
圖1是本實用新型的等效原理圖；圖2是實施例的電原理圖；圖3是已有位移電壓曲線法的零序等效電路；圖4是已有變頻信號注入法的等效電路。
以下結合實施例及圖1、圖2對本實用新型作進一步說明。
實施方式參見圖1，在電壓互感器的低壓端注入一個固定頻率的信號fo，使fo滿足fo＝kf其中f為系統(tǒng)工頻，通常為50Hz；系數(shù)k為分數(shù)或整數(shù)，使fo在15-300Hz之間。
圖1中IS為信號源，IL0、IC0為通過消弧線圈L、系統(tǒng)對地電容3C的信號電流。
當50Hz工頻系統(tǒng)全補償時，IL＝IC，即XL＝XC，感抗和容抗分別為XL＝ωL；XC=13ωC]]>而對輸入頻率fo，感抗和容抗分別為XLO＝ωoL＝kXL；XCO=13ωoC=XCk]]>
因此可在fo頻率作用時，實時測量XL0及XC0，并調(diào)節(jié)XL0＝k2XC0，就能滿足f頻率作用時的全補償要求。即可以用fo頻率下所測電流進行調(diào)諧，調(diào)節(jié)消弧線圈使k2IL0＝IC0，則此L與3C在50Hz工頻下為全補償。
脫諧度υυ=IC-ILIC=1-XCXL=1-k2XCOXLO=1-k2ILOICO]]>殘流IgIC-IL=UφkUφO(ICO-k2ILO)]]>只需根據(jù)IC0和k2IL0的差值以及消弧線圈的級差來調(diào)整即可。
參見圖2，對于系統(tǒng)沒有中性點時，采用一只Z形變壓器QZB，將其引出的中性點與地之間接一只設有二次調(diào)節(jié)繞組的消弧線圈L，電流互感器TA1、TA2、電壓互感器VT2將信號傳向主控裝置DSP。信號源Is產(chǎn)生頻率為25Hz的信號，通過注入壓器VT1接在消弧線圈L兩端。
作為其他的實施方式，信號源Is產(chǎn)生信號的固定頻率可以在15-300Hz的范圍內(nèi)選擇，可以根據(jù)系統(tǒng)的具體情況確定，以受干擾最小為佳。
權利要求1.自動跟蹤消弧裝置，包括將采集到的信號進行比較判別并發(fā)出控制指令調(diào)整消弧線圈電感值的主控裝置；接在系統(tǒng)中性點與地之間的消弧線圈；用于對系統(tǒng)進行采樣，并將采樣信號送入主控裝置的電壓互感器及電流互感器；其特征在于有一個與系統(tǒng)工頻具有倍頻關系的信號源通過注入變壓器接在消弧線圈兩端。
2.根據(jù)權利要求1所述的自動跟蹤消弧裝置，其特征在于所述信號源發(fā)出信號頻率的取值范圍在15Hz-300Hz之間。
3.根據(jù)權利要求根據(jù)權利要求1或2所述的自動消弧裝置，其特征在于所述消弧線圈通過Z形變壓器引出的中性點與系統(tǒng)相連。
專利摘要自動跟蹤消弧裝置，包括將采集到的信號進行比較判別并發(fā)出控制指令調(diào)整消弧線圈電感值的主控裝置，接在系統(tǒng)中性點與地之間的消弧線圈，用于對系統(tǒng)進行采樣，并將采樣信號送入主控裝置的電壓互感器及電流互感器，有一個與系統(tǒng)工頻具有倍頻關系的信號源通過注入變壓器接在消弧線圈兩端。不受系統(tǒng)電網(wǎng)的干擾，測量精度高，消弧效果佳。
文檔編號H02H9/00GK2773968SQ20042010215
公開日2006年4月19日 申請日期2004年12月8日 優(yōu)先權日2004年12月8日
發(fā)明者李小濱, 李欣青 申請人:珠海泰坦科技股份有限公司