专利名称：主从微调电抗式消弧线圈的制作方法
技术领域：
本发明用于3～66kV的中性点经消弧线圈接地系统。
背景技术：
随着经济的发展，电力系统规模的扩大，系统中线路长度的增加及电力电缆线路的增多、加长，使电网的对地电容电流大幅度上升，电容电流值越来越大，许多6~10kV电力系统的电容电流已达50A，66kV电力系统的电容电流则更大。当中性点不接地电网发生单相接地故障时，故障点电弧可能不能有效熄弧，电弧即使能够自动熄灭，也必须经过较长的时间，这样可能使故障扩大形成断线故障或永久性接地故障，更严重的是发展为相间短路的严重事故；越来越多的瞬时单相接地故障不能自动消除，间歇性弧光接地过电压频繁出现，对系统中的弱绝缘设备构成威胁，易发生系统电缆放炮、开关绝缘子爆炸等事故，严重威胁着系统的安全运行。消弧线圈的安装能够确保快速可靠熄弧，因而规程规定，电网单相接地故障的接地电流超过一定值时，就要安装消弧线圈以促使接地电弧自动快速熄灭，防止故障进一步扩大，保证电力系统的安全、可靠运行。因此，在系统中安装能快速准确消弧的消弧线圈大幅度降低单相接地故障时的接地电容电流，确保能够瞬间熄弧。
由于中性点不接地运行方式较中性点直接接地方式的供电可靠性高，所以66kV及以下电力系统一直以中性点不接地运行方式为主(包括中性点经消弧线圈接地方式)。按规程规定，当电容电流大于一定值时，需采用经消弧线圈接地，这是符合我国国情的。中性点不接地系统当系统发生单相接地故障后仍能维持供电的优点非常显著。3~66kV电网经消弧线圈接地是减小故障点电流、抑制弧光过电压的一种有效措施。
目前国内使用最多的是自动调匝式消弧线圈，但由于存在各档位电感值相差过大，响应速度慢，不能运行在全补偿点等缺点，消弧效果较差。其后国内先后开发出多种消弧线圈，意在提高其调谐精度，提高响应速度，主要有气隙可调式、偏磁可调式、磁阀式、电感连续可调式、二次侧调容式等。这些消弧线圈虽然在某些方面作了改进提高，但同时也并存着一定的问题，如容量上的局限，结构较复杂、有谐波和成本较高的问题，致使消弧线圈的熄弧能力依然有限。
发明内容
为了克服现有消弧线圈的不足，我们发明了主从微调电抗式消弧线圈以自动调匝式消弧线圈为主体，串联辅以电子开关投切的微调线圈组成的从消弧线圈。本消弧线圈既可实现消弧线圈的预调(粗调)功能；又可实现消弧线圈的随调(细调)功能。保证当发生单相接地故障时，能够自动快速达到或接近全补偿点可靠熄弧，并且熄弧后从消弧线圈能快速退出。
技术方案以我国电力系统普遍应用的自动调匝式消弧线圈为主体，串联辅以电子开关投切的微调线圈，做到既可根据系统运行方式大范围粗调节预调到系统要求过补偿点，实现消弧线圈的预调功能；又可根据故障时的实际接地电流值小范围细调补偿精度，快速自动达到或接近全补偿点，实现消弧线圈的随调功能；既利用电子开关的快速响应特性，提高经消弧线圈接地的自动化水平，又保证零电流投切不对系统造成谐波污染；同时，微调线圈各档位的电感值采用二进制组合，n个档位微调线圈可构成2n个补偿值，做到既满足调节方便灵活的要求，又不使设备结构、控制过于复杂。微调消弧线圈电感值的调节范围满足由主体消弧线圈的过补偿点达到或接近全补偿点。
消弧线圈的控制调节通过自动在线检测电网的运行状态获取电网参数，实时跟踪计算线路的对地电容和电网的脱谐度，实现快速灭弧。
主从式消弧线圈由微调线圈，电力电子器件构成的电子开关，控制电路等构成，以实现单相接地故障时的随调功能。图1为主从式消弧线圈结构图。控制电路由信号采集、故障判断、分析计算、驱动保护电路等组成。
有益效果主从式消弧线圈方法的主消弧线圈调节范围可以做的很宽，适应于电网的各种运行方式，具有较宽的使用范围。从消弧线圈的随调则使消弧线圈具有精细的调节特性，加之电子开关采用零电流投切技术，既做到了快速消弧，又无谐波污染。而且这种方案中应用的都是成熟的技术，可靠性高，损耗和噪声小，消弧性能更加优异。
又由于电子开关并联在压降较低的从消弧线圈各段，所以可采用工作电压较低的电子开关元件，因此又大大降低了采用电力电子器件的开发成本。
主从式消弧线圈在华北电力大学(北京)的10kV物理模拟实验室进行了试验，试验结果表明主从式消弧线圈是一种非常有效的消弧线圈，达到了预期的要求。在单相接地故障发生以后，可以迅速调节补偿电感控制补偿电流，可靠熄灭电弧；既继承了传统消弧线圈的优点，充分发挥消弧线圈的作用，又具有故障时灵活、快速的控制调节性能。
图1 是消弧线圈结构原理2 控制流程1中 Lz主消弧线圈Lc从消弧线圈F1……Fm主消弧线圈分接头L、2×L、……2n-1×L微调消弧线圈单元K1、K2、K3……Kn电子开关具体实施方式
见图2，消弧线圈自动在线检测电网的运行状态获取电网参数，实时跟踪计算线路的对地电容和电网的脱谐度，根据电网对地电容电流，调节(Lz)主消弧线圈(F1……Fm)分接头，预调到某个分接头Fx，达到系统要求的过补偿点，实现消弧线圈的预调功能。当发生单相接地故障时，根据实际接地电流值，选择2n个组合中的一种，控制电路通过控制(K1、K2、K3……Kn)电子开关的动作，一次性快速细调(L、2×L、……2n-1×L)各微调消弧线圈单元，以调节补偿精度迅速达到或接近全补偿，实现消弧线圈的随调功能；电弧熄灭后，快速退出从消弧线圈，防止谐振对系统造成危害，主消弧线圈则继续运行。
权利要求
1.一种接地消弧线圈，线圈由带抽头的(Lz)主线圈与(Lc)从消弧线圈两部分组成，其特征是从消弧线圈部分采用(L、2×L、……2n-1×L)n个电抗串联方式，利用(K1、K2、K3……Kn)n个电子开关进行控制，实现2n个组合电抗值。细调部分可以连接到主消弧线圈的(F1……Fm)分接头中的任意一个。
2.根据权利1要求的消弧线圈，从消弧线圈采用电力电子器件组成的电子开关控制，当发生单相接地故障时，能够自动快速达到或接近全补偿点可靠熄弧，并且熄弧后从消弧线圈能快速退出。
全文摘要
本发明是电力系统中电网单相接地的自动消弧装置，由对地电容电流检测电路、消弧电抗器及调节控制电路、驱动保护电路等构成的控制系统。控制系统定期对中性点经消弧线圈接地系统的对地电容电流值进行检测，自动调整主弧线圈分接头位置，当发生单相接地故障时，自动调节控制从消弧线圈的组合状态，使系统发生单相接地故障时的电容电流得到全补偿，而且响应速度快，精度高，安全可靠，设备投资少。本发明用于3－66kV的中性点经消弧线圈接地系统。
文档编号H02H9/00GK1508933SQ0215677
公开日2004年6月30日 申请日期2002年12月18日 优先权日2002年12月18日
发明者杨以涵, 谭伟璞, 连鸿波, 李文锋, 曲轶龙 申请人:杨以涵, 谭伟璞, 连鸿波