[实用新型]相控式消弧线圈

说明书

技术领域

本实用新型涉及配电网接地技术领域，特别是一种相控式消弧线圈。

背景技术

随着电网的容量增大、距离延长、电压等级逐渐升高，在此情况下发生单相接地故障时接地电容电流在故障点形成的电弧不能自行熄灭，间歇电弧产生的过电压往往会使事故扩大，显著降低电力系统运行的可靠性。目前我国在中低压配电网系统中经常采用中性点经消弧线圈接地的方式进行灭弧，能够自动消除瞬间性接地故障，保证电力系统的正常运行。

相控式消弧线圈又称为高短路阻抗变压器式消弧线圈，是一种由可控硅控制的消弧线圈，具有电流调节范围大、伏安特性好、能够实现无级连续可调等优点，是目前应用最广泛的随调式弧线圈。相控消弧线圈是一种新型可控电抗器，其原理图如图1所示，一次绕组与二次绕组间的短路阻抗很大，可达100%，二次绕组输出端连接一对反并联的可控硅，通过改变可控硅的导通角来实现电感量的快速连续调节，以向系统中投入适合的电感量，抵消系统中产生的电容电流。相控式消弧线圈导通角的计算基于系统电容电流的测量，因此无论采用何种调节方式的自动消弧线圈装置，都必须能够实现电容电流的在线检测，并能够保证检测的精度，才能够计算出最为合适的导通角。

目前消弧线圈装置中应用最为普遍的电容电流检测方法是位移电压法。位移电压法的原理是在消弧线圈投入运行后，补偿电网在正常运行条件下，根据不同导通角下对应的消弧线圈投入电网的不同感抗X_L以及测得的相应的电感电流I₀，计算出电网三相对地容抗X_C；然后再依据接地时的不平衡电压U₀计算出系统在发生接地故障时的电容电流I_C。

然而由于系统在正常运行时，系统的不对称度通常为0.5%～1.5%，架空线路对应较大值，电缆居多的混合电网取较小数值，纯电缆网络时不对称度就往往小于0.5%；而相控式消弧线圈的可控硅触发电压在大于5V时才能够可靠导通，在大于10V时才能够勉强实现触发角的调节。因此在电网不对称度较小的情况下采用位移电压法进行电容电流的计算时，由于无法实现可控硅导通角的触发，从而导致三相对地容抗无法精确计算，最终严重影响系统在发生接地故障时的电容电流值的计算。

另外，由于相控式消弧线圈的电感量调整是通过调节二次绕组所接的可控硅的导通角来实现的，相当于TCR支路，因此流过二次绕组的电流也即是流过可控硅的电流，为间歇性导通的电流，存在谐波分量；为了保证一次绕组对外的输出电流畸变率在允许范围内，必须进行滤波处理。中国专利200920314624.5公开了一种具有滤波回路的相控式消弧线圈，包括消弧线圈本体、可控硅回路和滤波回路，消弧线圈本体包括一个一次绕组和两个二次绕组，一次绕组串接在电网主回路中，第一个二次绕组连接可控硅回路，第二个二次绕组连接滤波回路，滤波回路采用的是单相变流器。采用该技术尽管可以较好的消除谐波，但是其滤波回路较为复杂，比较难以在实际应用中实现；并且该相控式消弧线圈仍然采用位移电压法进行电容电流的计算，无法消除采用此种方法进行电网正常运行时三相对地容抗计算时所存在的缺陷。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种相控式消弧线圈，能够在不受电网不对称度影响的情况下，对电网正常运行时的三相对地容抗进行精确测量。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种相控式消弧线圈，包括消弧线圈本体、可控硅控制回路以及滤波回路，所述消弧线圈本体包括一个一次绕组和两个二次绕组，一次绕组连接在电网主回路中，第一个二次绕组连接可控硅控制回路，第二个二次绕组连接滤波回路；所述滤波回路包括分别并联连接在第二个二次绕组两端的3次谐波滤波支路和5次谐波滤波支路，3次谐波滤波支路和5次谐波滤波支路分别为串联连接的电容和电感支路；所述滤波回路与第二个二次绕组之间串联连接有用于控制滤波回路投切的投切开关K。

本实用新型所述的投切开关K优选为真空接触器或者真空断路器。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

本实用新型基于带滤波回路的相控式消弧线圈，通过切换投切开关的运行状态，改变滤波回路在电网中运行状态，然后利用滤波电容器实现电容器的分压，即可实现对电网三相对地电容值以及电网发生单相接地时电容电流的精确计算，为消弧线圈能够提供适量的补偿电流提供了可靠保障。本实用新型的相控式消弧线圈硬件结构简单可靠、成本低廉，电容电流测量计算方法复杂度低、精度较高，可适用于任何电网，不受电网不对称度的影响。

附图说明