一种新型消弧装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种新型消弧装置，包括调匝式消弧线圈，所述调匝式消弧线圈一端通过接地变压器与接入配电网，另一端通过阻尼电阻接地；所述消弧装置还包括电源、单相全桥逆变器、低通滤波回路、电压电流互感器、微机控制器、单相升压变压器，所述电源与单相全桥逆变器的输入端连接，所述单相全桥逆变器的输出端经低通滤波回路与单相升压变压器的低压侧连接，所述单相升压变压器的高压侧连接接地变压器的低压侧；所述电压电流互感器用于采集低通滤波器的电压电流信号，其输出端与微机控制器连接，所述微机控制器的输出端分别连接单相全桥逆变器的晶体管的基极，用于驱动其导通。通过本方案可以有效地减小或消除故障电流，保证电网安全运行。

A new type of arc suppression device

【技术实现步骤摘要】
一种新型消弧装置
本技术涉及电力配电网安全领域，特别涉及一种新型的零残留消弧装置。
技术介绍
电力配电网作为一个非线性、大规模系统，其线路复杂，运行环境多变，各类事故频发，其中又以单相接地故障最为常见，约占70％。目前我国配电网广泛采用中性点经消弧线圈接地等中性点非有效接地运行方式来限制接地故障电流。但随着电缆网络的大量增加以及非线性负荷和电力电子设备的大量接入，故障电流中含有大量的有功分量及谐波分量，而传统的消弧线圈只能补偿故障电流中的无功分量，不能补偿其有功分量，且消弧线圈为防止发生谐振应该工作在过补偿10％状态下，残流中还有过补偿的感性电流分量，以上原因导致部分配电网接地故障电流经消弧线圈补偿电容分量后仍高达几十安培，足以维持电弧燃烧，可能产生弧光接地过电压，对配电网绝缘有很大的危害。目前应用于我国配电网消弧的主要装置为调匝式消弧线圈装置，如果将其全部替换成基于电压型有源逆变器的新型零残流消弧装置，则成本过大，无法充分利用已有调匝式消弧线圈装置的消弧能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型消弧装置，用于更好的补充故障电流实现零残留故障消弧。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种新型消弧装置，包括调匝式消弧线圈，所述调匝式消弧线圈一端通过接地变压器与接入配电网，另一端通过阻尼电阻接地；所述消弧装置还包括电源、单相全桥逆变器、低通滤波回路、电压电流互感器、微机控制器、单相升压变压器，所述电源与单相全桥逆变器的输入端连接，所述单相全桥逆变器的输出端经低通滤波回路与单相升压变压器的低压侧连接，所述单相升压变压器的高压侧连接接地变压器的低压侧；所述电压电流互感器用于采集低通滤波器的电压电流信号，其输出端与微机控制器连接，所述微机控制器的输出端分别连接单相全桥逆变器的晶体管的基极，用于驱动其导通。所述低通滤波回路为LRC低通滤波电路。所述电压电流互感器用于分别采集LRC低通滤波电路中的电容两端电压、电感电流和低通滤波器的输出电流信号。所述阻尼电阻分别与二极管D1、D2并联，所述二极管D1、D2的导通方向相反。本技术的优点在于：结构简单，安装方便，可以对现有技术的调匝式消弧线圈装置进行改装来实现本方案，最大程度的利用已有的调匝式消弧线圈装置的消弧能力；可以充分利用配电网中现有的调匝式消弧线圈装置的消弧能力，通过加装小容量的电力电子装置，实现配电网单相接地故障的零残流全补偿消弧。可有效解决配电网中单相接地故障中接地点残流过大导致无法熄弧的问题，使故障电流从几安培到几十安培不等降低为0。可用于配电网单相接地故障零残流全补偿故障消弧。附图说明下面对本专利技术说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：图1为本技术消弧装置结构原理图。具体实施方式下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。为解决现有技术的单各调匝式消弧线圈装置的消弧残留电流的问题，本技术提出了基于调匝式消弧线圈和电压型有源逆变器一体化运行的新型零残流消弧装置，来达到配电网单相接地故障的零残流全补偿故障消弧。所提出的方案可以可有效解决配电网中单相接地故障中接地点残流过大的问题，使故障电流从几安培到几十安培不等降低为0。同时，其可在充分利用现有的调匝式消弧线圈装置的消弧能力的同时，尽量减少所需电压源逆变器这一电力电子装置容量。最终实现低成本、高效率的消弧效果，具有更强的工程可实施性。装置具体结构如下：如图1所示，本技术提供了一种基于调匝式消弧线圈和电压型有源逆变器一体化运行的新型零残流消弧装置，其主要包括：单相全桥逆变器201、低通滤波回路202、电压电流采样点203、单相升压变压器204、调匝式消弧线圈205、阻尼电阻206、接地变压器207、电压电流互感器208、微机控制器209。在配电网线路中接入接地变压器207创造出中性点后，接地变压器207的接入，可以创造出配电网中性点，来接入消弧装置。消弧线圈205通过串接阻尼电阻206连接中性点接地，消弧线圈205通过接地变压器207接入配电网；单相全桥逆变器201连接低通滤波回路202，低通滤波回路202连接单相升压变压器204的低压侧，单相升压变压器204的高压侧连接中性点(接地变压器的低压侧)；电压电流互感器208将采样点处的电压电流信号采样出来，其输出模拟信号送往微机控制器209，微机控制器209控制单相全桥逆变器201。单相全桥逆变器的输入端连接有供电电源，单相全桥逆变器的输出端连接低通滤波电路。通过单项逆变器电路的输出电流经过滤波电路、升压变压器后注入到配电网的中性点，达到零残留全补偿故障消弧，注入的电流由微机控制器的控制单相全桥逆变器的输出来设定。其中电压采集采样点包括为设置在低通滤波回路中用于采样电容两端电压、电感电流和滤波回路输出电流的采样点，如图1所示，电压电流采样点203采样电容两端电压、电感电流和滤波回路输出电流，经电压电流互感器208采样，模拟信号反馈回微机控制器209。微机控制器209通过反馈回的电压电流模拟信号，控制单相全桥逆变器201中IGBT的导通时间，从而控制单项逆变器的输出，进而来补偿故障电流，具体的输出大小可有工作人员预先标定电流电压对应的导通时间或预先标定输出的电流大小及对应的导通时间关系即可实现。微机控制器采用具有数据处理和控制功能的控制器来实现，包括51单片机或PLC控制器。低通滤波回路为LRC低通滤波电路，如图1所示，电压电流互感器用于分别采集LRC低通滤波电路中的电容两端电压、电感电流和低通滤波器的输出电流信号。阻尼电阻分别与二极管D1、D2并联，二极管D1、D2的导通方向相反。阻尼电阻206通过与两个二极管并联，在单相接地故障没有发生时反向导通，阻尼电阻串入电路，防止配电网发生谐振。在单相接地故障发生以后正向导通，阻尼电阻被短路。在一个优选的实施例中，电路中的各参数设置可以为单相全桥逆变器201的容量应为相电压大小的平方除以消弧线圈阻抗减去相电压大小的平方除以等效对地电容阻抗。进一步地，所述低通滤波回路202采用以下参数：R＝0.01Ω，L＝1mH，C＝2μF。可以滤除单相全桥输出电流中的不必要的谐波干扰。进一步地，单相升压变压器204的容量S应为1.1倍的相电压大小E的平方除以消弧线圈阻抗XL减去相电压大小E的平方除以等效对地电容阻抗XC:通过以上技术方案，本技术采用电力电子装置和消弧线圈联合接入配电网中性点的方法，可完全补偿配电网中单相接地故障电流中的过补偿电感电流分量，谐波电流分量，有功电流分量。所提出的方案可以可有效解决配电网中单相接地故障中接地点残流过大的问题，使故障电流从几安培到几十安培不等降低为0。同时，其可在充分利用现有的调匝式消弧线圈装置的消弧能力的同时，尽量减少所需电压源逆变器这一电力电子装置容量。最终实现低成本、高效率的消弧效果，具有更强的工程可实施性。显然本专利技术具体实现并不受上述方式的限制，只要采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型消弧装置，包括调匝式消弧线圈，所述调匝式消弧线圈一端通过接地变压器与接入配电网，另一端通过阻尼电阻接地；其特征在于：所述消弧装置还包括电源、单相全桥逆变器、低通滤波回路、电压电流互感器、微机控制器、单相升压变压器，所述电源与单相全桥逆变器的输入端连接，所述单相全桥逆变器的输出端经低通滤波回路与单相升压变压器的低压侧连接，所述单相升压变压器的高压侧连接接地变压器的低压侧；所述电压电流互感器用于采集低通滤波器的电压电流信号，其输出端与微机控制器连接，所述微机控制器的输出端分别连接单相全桥逆变器的晶体管的基极，用于驱动其导通。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型消弧装置，包括调匝式消弧线圈，所述调匝式消弧线圈一端通过接地变压器与接入配电网，另一端通过阻尼电阻接地；其特征在于：所述消弧装置还包括电源、单相全桥逆变器、低通滤波回路、电压电流互感器、微机控制器、单相升压变压器，所述电源与单相全桥逆变器的输入端连接，所述单相全桥逆变器的输出端经低通滤波回路与单相升压变压器的低压侧连接，所述单相升压变压器的高压侧连接接地变压器的低压侧；所述电压电流互感器用于采集低通滤波器的电压电流信号，其输出端与微机控制器连接，所述微机控制器的输出端分别连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒日高，乔向阳，仇前生，葛明明，刘虎城，顾建周，陆振坤，白天宇，王伟，张昌丽，魏希文，付广远，朱军，陈蔚宏，余荣峥，唐金锐，杨鸿波，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司芜湖供电公司，国家电网有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34