[实用新型]一种自动消弧线圈成套装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力配电网单相接地故障补偿技术，具体是采用自动消弧线圈成套装置消除电网中单相接地故障的技术。

背景技术

随着中低压配电网日趋复杂，单相接地电容电流不断增加，导致10kV配电网络中单相接地电容电流急剧增加。当电网接地电容电流大于10A后，将带来一系列危害，主要有两点：(1)故障点接地电流大，电弧很难熄灭，很可能破坏周围的绝缘，发展成相间短路或者三相短路故障，造成停电或损坏电力设备的事故；(2)当发生间歇性弧光接地时，可能产生高达3-5倍相电压的弧光过电压，从而引起多处绝缘薄弱的地方放电击穿和设备瞬间损坏，波及整个配电网的安全。

目前在配电网接地的故障中，单相接地故障占65％，两相接地故障占20％，两相直接接地短路占10％，其余占5％。而两相接地故障绝大部分是由于单相接地故障引起。因此若能设法消除单相接地故障，线路故障将减少80％以上。

为解决单相接地事故，在配电网中性点设置消弧线圈是一种有效措施。消弧线圈相当于并联在电网接地电容上的一个电感器。当故障发生时，它能立刻提供一电感电流，补偿接地电容电流，使接地点故障电流减小，达到熄灭电弧的目的，并及时准确地选出故障线路予以切除。

现有电网的运行经验证明，中性点经消弧线圈接地对提高供电电网的可靠性和安全性起到了积极作用。但随着用户对供电质量要求的提高，现有消弧线圈的不足也日渐明显，主要问题是：(1)电网中电容电流的变化不能在线实时测量，只能人工计算，误差较大；(2)消弧线圈的调节需停电退出运行后进行，且不能连续无级调节，因而补偿效果欠佳；(3)一些采用新型电力电子技术的产品补偿过程中产生大量的谐波干扰，对电力电网不利；(4)需要从欠补偿到补偿或过补偿过程，电网发生铁磁谐振的危险较大。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术中的缺陷，提供一种可以在线实时测量，且能无级自动调节补偿电流，对电力电网不产生干扰的自动消弧线圈成套装置。

本实用新型的技术方案是采用一种自动消弧线圈成套装置，所述装置包括相互连接的磁控式可调电抗器和主控制器，所述磁控式可调电抗器是多绕组变压器，所述多绕组变压器的一次侧线圈与电网中性点连接，所述多绕组变压器的二次侧线圈与所述主控制器中的驱动电路的输出端连接，所述主控制器的输入端分别与设置在所述电网中性点与地之间的电压互感器、设置在所述电网中性点与地之间的电流互感器、设置在驱动电路的输出端的电流互感器，开关输入量及输出开关连接。

其中，所述多绕组变压器的二次侧线圈包括短路绕组和控制绕组，

所述短路绕组分为n段，以串联方式连接，每段有一个抽头，通过短路开关S1～Sn与所述短路绕组的一个公共端相连接，不同的开关短接后形成不同的励磁电流；

所述控制绕组包括一个测量系统的电容、电流的独立的控制绕组和对输入电流励磁的另一独立的控制绕组。

其中，所述短路开关采用双向晶闸管或高性能断路器实现，其通断及导通角由所述主控制器的输出控制信号实现。

其中，所述主控制器中设有数字信号处理器，所述数字信号处理器的输入端分别与所述电流互感器、电压互感器连接，在所述数字信号处理器中，输入信号经依次串接的模/数转换模块、系数补偿计算模块、比较器、比例积分控制器和三角载波控制器处理后，所述数字信号处理器输出端输出变频扫频电流或输出脉宽调制驱动电流或输出短路开关信号，所述数字信号处理器的输出端与所述驱动电路的输入端连接。

其中，所述驱动电路由绝缘栅双极晶体管构成全桥电压型逆变驱动电路，所述驱动电路的输入端与所述主控制器的脉宽调制信号输出端连接，所述驱动电路的输出端与所述多绕组变压器的二次侧线圈连接，在所述驱动电路的输入端并联有电解电容。

其中，所述变频扫频电流是所述数字信号处理器传送到所述驱动电路的变频恒幅电流。

其中，所述变频恒幅电流的频率是以以先大间隔频率的电流粗调，在选定区间后再进行小间隔频率的电流的细调的不连续变化的电流。

其中，所述不连续变化的电流为2～5秒变化一次频率的电流。

其中，所述脉宽调制驱动电流是所述数字信号处理器传送到所述驱动电路的，且与所述多绕组变压器的一次侧线圈中电流频率相同、相位相同、方向相反的补偿电流，所述补偿电流满足：