專利名稱：配電網中性點接地阻抗測控裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種配電網中性點接地阻抗測控裝置，特別適用于不對 稱度大的配電網。
背景技術：
我國現有的6 35kV配電網一般采用中性點經消弧線圈接地方式，消弧 線圈補償單相接地故障產生的對地電容電流，能有效熄滅故障電弧。但對于 不對稱度大的經消弧線圈接地配電網，正常運行時中性點位移電壓高，甚至 超過電力系統運行規程允許范圍，影響配電網安全穩定運行。為降低中性點 位移電壓，需要退出消弧線圈運行，但導致配電網的單相接地故障熄弧能力 降低。所以目前國內不對稱度大的配電網普遍存在著故障熄弧和中性點位移 電壓的矛盾，有必要對配電網中性點接地阻抗進行最優控制，確保不對稱度 大的配電網正常運行時中性點位移電壓不超過電力系統運行規程的允許范 圍，接地故障時又能有效熄滅故障電弧。目前國內外尚沒有相關配電網中性點接地阻抗測量和控制的裝置。現有 的配電網對地電阻和阻尼率的測量一般采用測量單相金屬性接地故障電流實 現，還沒有研制出在線測量的儀器；國內僅開發了幾種配電網對地電容測量 裝置，如申請號為99125328.0名稱為"電網對地電容電流測量儀"申請公開 了一種通過母線電壓互感器注入電流信號測量配電網對地電容電流的裝置， 該裝置受電壓互感器阻抗的影響，測量精度有限。目前國內外還沒有研制出' 相關配電網中性點接地阻抗控制的裝置。
發明內容本實用新型的目的是提供一種配電網中性點接地阻抗測控裝置，能夠 精確在線測量和控制費己電網中性點接地阻抗，降低不對稱度大的配電網正常 運行時中性點的位移電壓，且能有效熄滅接地故障電弧。為實現上述目的，本實用新型包括一個接地變壓器，它接在配電網的A、 B、 C三相母線上，引出配電網 的中性點；一個開關，它串接在接地變壓器中性點和消弧線圈之間；一個容量可調的消弧線圈，它經一個開關串接在接地變壓器中性點與大 地之間；一個電感值固定、具有多個二次側繞組的測量電抗器，它串接在接地變 壓器中性點與大地之間；一個阻抗測控儀，當電網正常運行時，阻抗測控儀實時監控配電網的對 地電容、對地電阻和阻尼率；配電網出現單相接地故障時，所述阻抗測控儀 控制開關迅速閉合，投入消弧線圈，有效促進接地故障電弧熄滅；配電網單 相接地故障消除時，所述阻抗測控儀控制開關斷開。本實用新型配電網中性點接地阻抗測控裝置已在多個變電站運行，運行 結果達到了預期目標配電網正常運行時，阻抗測控儀實時監控配電網的對 地電容、對地電阻和阻尼率，并根據測量的對地電容值實時調節消弧線圈的 容量；當配電網出現單相接地故障時，迅速投入消弧線圈，補償配電網對地 電容電流，可靠熄滅電孤；單相接地故障消除時，消弧線圈退出配電網運行。本實用新型具有如下優點
(1 )徹底解決了不對稱度大的配電網中性點位移電壓和接地故障熄弧的難題；(2)信號從測量電抗器的二次側線圈注入，無需增加專用的輔助設備， 不影響電氣設備的運行，操作簡單、安全、可靠；(4) 阻抗測控儀采用自動增益、光電隔離、電磁屏蔽、數字濾波、重要 數據備份等措施，裝置測量精度高、實時性好、抗干擾能力強；(5) 阻抗測控儀采用帶觸摸功能的圖形型液晶顯示屏，分辨率高，顯示 內容豐富；用液晶顯示屏的觸摸功能代替了鍵盤，操作簡便。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
圖1是本實用新型的原理圖；圖2是本實用新型實施例2中阻抗測控儀的原理框圖；具體實施方式
實施例1:參見附圖1，配電網中性點接地阻抗測控裝置包括以下幾部分一個接地變壓器l，它高壓側接在三相母線上，引出配電網的中性點O， 中性點O接開關2和測量電抗器4;一個開關2，它串接在接地變壓器l中性點0和消弧線圈3之間；一個容量可調的消弧線圈3，它經一個開關2串接在接地變壓器1中性 點O與大地之間，并根據阻抗測控儀5測量的對地電容值實時調節消弧線圈 3的容量；一個電感值固定、具有多個二次側繞組的測量電抗器4，它串接在接地變壓器l中性點O與大地之間，其電抗值為配電網總容抗的8 20倍，使配 電網正常運行的諧振頻率遠離工頻50Hz，有效降低了不對稱度大的配電網中 性點位移電壓；一個阻抗測控儀5,當配電網正常運行時，監測配電網運行狀況，實時 測量配電網的對地電容、對地電阻和阻尼率；并根據測量的對地電容值實時 調節消弧線圈3的容量；電網發生單相接地故障時，所述阻抗測控儀5控制 開關2閉合，投入消弧線圈，補償配電網的對地電容電流，促進接地故障電 弧熄滅。配電網單相接地故障消除時，所述阻抗測控儀5控制開關2斷開， 使消弧線圈退出配電網。實施例2:參見附圖2，本實用新型所述的阻抗測控儀5包括信號注入單元6,它在單片機控制單元8的控制下向配電網注入頻率變 化的電流信號；FPGA單元7，當需要發出電流信號時，它從單片機控制單元8讀取相 應頻率的控制信號，并控制信號注入單元6向配電網注入相應頻率的電流信 號；單片機控制單元8，它對注入的電流信號和采集的電壓信號進行計算， 得出配電網的中性點位移電壓、對地電容、對地電阻和阻尼率等參數；信號采集單元9,它采集返回的電壓信號，并將采集到的數據送到單片 機控制單元8;濾波單元10，它選用差分運算放大器構造了四個中心頻率不同的切比雪 夫帶通濾波器，根據電網返回信號的頻率，在單片機控制單元8的控制下，選通相應帶通頻率的濾波器，以達到最佳的濾波效果；
存儲器單元11,它擴展了 32K程序存儲器和32K數據存儲器；通訊單元12，包括RS-232和RS-485兩種通訊接口 ；人機界面單元13，它選用320x240點陣式帶觸摸屏的圖形型液晶屏，對 測量結果進行顯示，并且用液晶屏的觸摸功能代替鍵盤；開關量輸出單元14，它控制繼電器驅動雙向可控硅輸出，調節消弧線圈 容量所需要的電壓信號；并且在出現單相接地故障時閉合開關2，單相接地 故障消除時斷開開關2。
權利要求1、 一種配電網中性點接地阻抗測控裝置，包括一個接地變壓器(1)，它接在配電網的A、 B、 C三相母線上，引出配電 網的中性點；一個開關(2)，它串接在接地變壓器(1)的中性點(O)和消弧線圈(3) 之間；一個電感值可調的消弧線圈(3)，它經一個開關串接在接地變壓器(1) 中性點(0)與大地之間；一個電感值固定、具有多個二次側繞組的測量電抗器(4)，它串接在接 地變壓器(1)中性點(0)與大地之間；一個阻抗測控儀(5)，與測量電抗器(4)相連。
2、 如權利要求l所述的配電網中性點接地阻抗測控裝置，其特征是.*所 述的阻抗測控儀(5)包括信號注入單元(6)，它在單片機控制單元(8)的控制下向配電網注入頻 率可以變化的電流信號；FPGA單元(7)，當需要發出電流信號時，它從單片機控制單元(8)讀 取相應頻率的控制信號，并控制信號注入單元(6)向配電網注入相應頻率的 電流信號；單片機控制單元(8)，它對注入的電流信號和采集的電壓信號迸行計算， 得出配電網的中性點位移電壓、對地電容、對地電阻和阻尼率等參數；信號采集單元(9)，它采集返回的電壓信號，并將采集到的數據送到單 片機控制單元(8); 濾波單元(10)，它選用差分運算放大器構造了四個中心頻率不同的切比 雪夫帶通濾波器，根據電網返回信號的頻率，在單片機控制單元(8)的控制 下，選通相應帶通頻率的濾波器，以達到最佳的濾波效果；存儲器單元(11)，它擴展了32K程序存儲器和32K數據存儲器； 通訊單元(12),它包括RS-232和RS-485兩種通訊接口 ；人機界面單元(13)，它選用320x240點陣式帶觸摸屏的圖形型液晶屏對 測量結果進行顯示，并且用液晶屏的觸摸功能代替鍵盤；開關量輸出單元(14)，它用于調節消弧線圈容量，并且控制開關(2) 的閉合或斷開。
專利摘要本實用新型涉及一種配電網中性點接地阻抗測控裝置。它包括接地變壓器(1)、開關(2)、消弧線圈(3)、測量電抗器(4)、阻抗測控儀(5)。配電網正常運行時，阻抗測控儀(5)實時監控配電網中性點位移電壓、對地電容、對地電阻和阻尼率，并根據對地電容值實時調節消弧線圈(3)的容量；配電網發生接地故障時，阻抗測控儀(5)控制開關(2)閉合，全補償配電網對地電容電流，快速、可靠熄滅接地故障電弧；接地故障消除后，阻抗測控儀(5)控制開關(2)斷開，使配電網運行在嚴重欠補償狀態，降低了不對稱度大的配電網中性點位移電壓。本實用新型解決了不對稱度大的配電網中性點位移電壓、故障熄弧和中性點對地阻抗在線測量難題。
文檔編號H02H9/08GK201038754SQ20072006272
公開日2008年3月19日 申請日期2007年3月16日 優先權日2007年3月16日
發明者劉張磊, 易文韜, 曾祥君, 曾祥淼 申請人:長沙理工大學