一種智能調諧補償成套裝置制造方法
【專利摘要】本發明提出一種智能調諧補償成套裝置，包括接地變壓器、隔離開關、調匝式電感線圈、電流互感器、阻尼電阻、有載開關、微機控制器和零序CT，接地變壓器依次經過隔離開關、調匝式電感線圈和電流互感器接地，阻尼電阻并聯在調匝式電感線圈的二次側；電流互感器與微機控制器相連；調匝式電感線圈的一次側通過有載開關與微機控制器相連；零序CT與微機控制器相連。本發明可以自動適時的監測跟蹤電網運行方式的變化，快速地調節調匝式電感線圈的電感值，以跟蹤補償變化的電容電流，使失諧度始終處于規定的范圍內。
【專利說明】一種智能調諧補償成套裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統設備，具體是一種智能調諧補償成套裝置。
【背景技術】
[0002]電力系統中性點接地方式是一個很重要的綜合性問題，它不僅涉及到電網本身的安全可靠性、過電壓絕緣水平的選擇，而且對通訊干擾、人身安全有重要影響。
[0003]隨著城市建設發展的需要和供電負荷的增加，城市配電網系統的出線絕大多數為電纜出線，配電網絡中單相接地電容電流將急劇增加，根據國家原電力工業部《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》規定,3-66KV系統的單相接地故障電容電流超過IOA時，在接地點容易引起電弧，進而產生弧光接地過電壓，造成相間短路。故應限制接地電流，保證設備運行可靠。
[0004]裝設于配電網中性點的可調電感線圈，當發生單相接地時，可形成與接地電流大小接近但方向相反的感性電流以補償容性電流，從而使接地處的電流變得很小或接近于零，當電流過零電弧熄滅后，可調電感線圈還可減小故障相電壓的恢復速度，從而減小電弧重燃的可能性。
[0005]這種接地系統又叫中性點諧振接地系統。
[0006]現有的有關規程對諧振接地系統的規定，僅適用于不帶電調整分接頭、不能自動調諧。這種可調電感線圈在使用中存在以下問題:
[0007](I)調節不方便，必須退出運行才能調分接頭。
[0008](2)判斷困難，因為沒有實時監測電網電容電流，無法對運行狀態作出準確判斷，因此很難保證失諧度和中性點位移電壓滿足要求。
[0009](3)隨著電網規模的擴大，如果電網運行方式經常變化，要求變電站實行無人值班，手動的電感線圈不可能始終運行在最佳檔位，電感線圈的補償作用不能得到充分發揮，也不能總保持在過補償狀態下運行。
【發明內容】
[0010]本發明提出一種智能調諧補償成套裝置，以解決上述的調節不方便、判斷困難、不能自動調節的問題。
[0011]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0012]一種智能調諧補償成套裝置，包括接地變壓器、隔離開關、調匝式電感線圈、電流互感器、阻尼電阻、有載開關、微機控制器和零序CT，
[0013]所述接地變壓器依次經過所述隔離開關、調匝式電感線圈和電流互感器接地，所述阻尼電阻并聯在所述調匝式電感線圈的二次側；所述電流互感器與所述微機控制器相連；
[0014]所述調匝式電感線圈的一次側通過所述有載開關與所述微機控制器相連；
[0015]所述零序CT與所述微機控制器相連。[0016]進一步地，所述微機控制器包括:
[0017]主控板，以DSP為數據處理核心，集中處理整套裝置的全部程序，執行全部的數據輸入輸出、數據分析和數據存儲工作；
[0018]多路開關，通過信號放大器和A/D轉換器與所述主控板相連，用于引入各測量信號;
[0019]第一 I/O接口，所述第一 I/O接口的一端連接所述主控板，另一端連接第一光電隔離器，用于引入所述調匝式電感線圈的檔位信號；
[0020]驅動器，通過第二光電隔離器和第二 I/O接口與所述主控板相連，用于根據所述主控板發出的控制信號調節所述調匝式電感線圈的檔位，或發出報警信號；
[0021]顯示器，用于顯示系統電壓、位移電壓、調匝式電感線圈的電流、頻率、殘流、脫諧度、時間參數；
[0022]打印機，用于隨時打印系統故障信息或查詢打印；
[0023]串行接口，用于與其他設備實現通信；
[0024]鍵盤，用于輸入人工控制信息。
[0025]進一步地，優選所述主控板采用工業控制雙DSP結構。
[0026]進一步地，所述串行接口包括RS-232接口和RS-485接口。
[0027]進一步地，優選所述接地變壓器采用Z型接線方式。
[0028]進一步地，優選所述接地變壓器采用ZN，ynll接線方式。
[0029]進一步地，優選所述阻尼電阻為不銹鋼電阻。
[0030]進一步地，優選所述顯示器為液晶顯示器。
[0031]本發明的有益效果為:
[0032]智能調諧補償成套裝置可以自動適時的監測跟蹤電網運行方式的變化，快速地調節調匝式電感線圈的電感值，以跟蹤補償變化的電容電流，使失諧度始終處于規定的范圍內。智能調諧補償成套裝置在調匝式電感線圈二次側并有阻尼電阻，可以限制在調節電感量的過程中可能出現的中性點電壓升高，以滿足規程要求不超過相電壓的15%。當電網發生永久性單相接地故障時，阻尼電阻可由微機控制器將其短路，以防止損壞。
[0033]本發明可廣泛應用于電力供電行業、發電廠、冶金、礦山、煤炭、造紙、石油化工等大型廠礦企業的變配電站，適用電壓等級6?110KV，是老式電感線圈理想的更新換代產品，同時也是新建變電站接地補償裝置的首選配套產品。能實現遙信，遙測，遙控，遙調，能夠滿足變電站無人值班，少人職守的要求。所以這種智能調諧補償成套裝置將會越來越適應電力系統方面的需要。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0035]圖1是本發明的原理結構示意圖；
[0036]圖2是本發明的微機控制器的原理框圖；[0037]圖3是本發明的微機控制器的硬件插板結構示意圖。
[0038]圖中:
[0039]1、接地變壓器；2、隔離開關；3、調匝式電感線圈；4、電流互感器；5、阻尼電阻；6、有載開關；7、微機控制器；8、零序CT ;9、母板；10、插板。
【具體實施方式】
[0040]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0041]如圖1所示，本實施例中的智能調諧補償成套裝置，包括接地變壓器1、隔離開關
2、調匝式電感線圈3、電流互感器4、阻尼電阻5、有載開關6、微機控制器7和零序CT8，接地變壓器I依次經過隔離開關2、調匝式電感線圈3和電流互感器4接地，阻尼電阻5并聯在調匝式電感線圈3的二次側；電流互感器4與微機控制器7相連；調匝式電感線圈3的一次側通過有載開關6與微機控制器7相連；零序CT8與微機控制器7相連。
[0042]如圖2所示，微機控制器7包括:
[0043]主控板，以DSP為數據處理核心，集中處理整套裝置的全部程序，執行全部的數據輸入輸出、數據分析和數據存儲工作；
[0044]多路開關，通過信號放大器和A/D轉換器與主控板相連，用于引入各測量信號；
[0045]第一 I/O接口，所述第一 I/O接口的一端連接主控板，另一端連接第一光電隔離器，用于引入調匝式電感線圈3的檔位信號；
[0046]驅動器，通過第二光電隔離器和第二 I/O接口與主控板相連，用于根據主控板發出的控制信號調節調匝式電感線圈3的檔位，或發出報警信號；
[0047]顯示器，用于顯示系統電壓、位移電壓、調匝式電感線圈3的電流、頻率、殘流、脫諧度、時間參數；
[0048]打印機，用于隨時打印系統故障信息或查詢打印；
[0049]串行接口，用于與其他設備實現通信；
[0050]鍵盤，用于輸入人工控制信息。
[0051]其中，主控板采用工業控制雙DSP結構，顯示器為全彩色液晶顯示器，串行接口包括 RS-232 接口和 RS-485 接 口。
[0052]工控產品的可靠性保證了系統的穩定運行；彩色中文顯示方式使數據顯示更為直觀。微機控制器7是整套裝置的核心部分，所有的計算、顯示、通訊及控制部分都是由它來完成的。其具有以下功能:
[0053]1、可自動測量電容電流，自動進行調節控制。
[0054]2、可顯示系統電壓、位移電壓。
[0055]3、可顯示電感線圈電流、頻率、殘流、脫諧度、時間等參數。
[0056]4、具有接地次數統計及對應接地時的系統參數記錄功能。
[0057]5、可通過微機控制器7手動操作調節控制。
[0058]6、隨時打印系統故障信息或查詢打印。[0059]7、設有通訊功能，可通過RS-232、RS-485 口實現與上位機的通訊。
[0060]本實施例中微機控制器7的硬件架構采用標準工業6U機箱，母板9加插板10式結構，接線端子排直接固定在插板10上，抗干擾能力強，接線及維護方便。為了使系統有更強的抗干擾能力，在設計線路板時，主板、信號采集處理板、數據總線板等均采用多層板結構。
[0061]母板9垂直安裝于機箱內，各插板10從機箱后插入，如圖3所示。
[0062]電源板:為微機控制器7提供高可靠性電源。提供的電源有+5V、+12V、+15V、_15V、+24V。各電源地相互獨立，提高抗干擾性。
[0063]遠動板:當系統出現故障時會立即切斷系統供電。
[0064]執行板:為系統提供輸出信號，以控制有載開關6的檔位的調節，來實現檔位電流的輸出。
[0065]主控板:以DSP為數據處理核心部分，集中處理整套設備的全部程序，執行全部的數據輸入輸出工作，數據分析，數據存儲工作等。
[0066]采集板:設備運行時對系統中各項目數據的采集并處理，如Uab, Uo等電壓信號，1及回路零序電流信號等。
[0067]選線板:共設有42路選線通道，可接收系統零序電流信號的輸入，根據實際情況選擇線路。
[0068]遠動板:也稱跳閘板，即當系統出現單相接地故障時，使用此板可將故障線路迅速跳閘，由系統中切除故障點。
[0069]本實施例中，接地變壓器I采用Z型接線方式，具體采用ZN，ynll接線方式。由于接地變壓器I高壓側采用Z型接線，每相繞組由兩段組成，并分別位于不同相的兩鐵心柱上，兩段線圈反極性連接，兩相繞組產生的零序磁通相互抵消，故零序阻抗很低，同時空載損耗也非常小，接地變壓器I容量可以100%被利用。用普通變壓器帶電感線圈時，電感線圈容量不超過變壓器容量的20%,而Z型接地變壓器I則可帶90%?100%容量的電感線圈，可以節省投資。
[0070]在智能調諧補償成套裝置中，調節精度較高，殘流較小，接近諧振點運行，為防止產生串聯諧振過電壓，在調匝式電感線圈3接地回路采用增加阻尼電阻5的方法來抑制諧振過電壓的產生，以確保系統正常運行，使中性點位移電壓不超過15%相電壓。增加阻尼電阻5的方法采用調匝式電感線圈3 二次側并聯運行的形式。也可以采用調匝式電感線圈3回路串聯運行的形式。
[0071]阻尼電阻5選用抗高溫且性能優良的不銹鋼電阻，當系統發生單相接地故障時，系統將該阻尼電阻5短接，以免燒毀阻尼電阻5 ;當系統恢復正常時，斷開阻尼電阻5短接觸點，使阻尼電阻5正常接到回路中，否則系統有可能因失去阻尼電阻5而出現諧振過電壓。
[0072]阻尼電阻5短接回路可采用兩套方案保護:
[0073]方案一:采用真空接觸器動作保護:接觸器動作電源選用兩套獨立的回路，一套選用交流220V，一套選用直流220V，增加了系統運行的可靠性。
[0074]方案二:采用可控硅實現電子式保護，采用自觸發式短接，動作時間更快，靜態無觸點，短接更安全可靠。
[0075]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種智能調諧補償成套裝置，其特征在于，包括接地變壓器、隔離開關、調匝式電感線圈、電流互感器、阻尼電阻、有載開關、微機控制器和零序CT， 所述接地變壓器依次經過所述隔離開關、調匝式電感線圈和電流互感器接地，所述阻尼電阻并聯在所述調匝式電感線圈的二次側；所述電流互感器與所述微機控制器相連；所述調匝式電感線圈的一次側通過所述有載開關與所述微機控制器相連； 所述零序CT與所述微機控制器相連。
2.如權利要求1所述的一種智能調諧補償成套裝置，其特征在于，所述微機控制器包括: 主控板，以DSP為數據處理核心，集中處理整套裝置的全部程序，執行全部的數據輸入輸出、數據分析和數據存儲工作； 多路開關，通過信號放大器和A/D轉換器與所述主控板相連，用于引入各測量信號；第一 I/O接口，所述第一 I/O接口的一端連接所述主控板，另一端連接第一光電隔離器，用于引入所述調匝式電感線圈的檔位信號； 驅動器，通過第二光電隔離器和第二 I/O接口與所述主控板相連，用于根據所述主控板發出的控制信號調節所述調匝式電感線圈的檔位，或發出報警信號； 顯示器，用于顯示系統電壓、位移電壓、調匝式電感線圈的電流、頻率、殘流、脫諧度、時間參數； 打印機，用于隨時打印系統故障信息或查詢打印； 串行接口，用于與其他設備實現通信； 鍵盤，用于輸入人工控制信息。
3.如權利要求2所述的一種智能調諧補償成套裝置，其特征在于，所述主控板采用工業控制雙DSP結構。
4.如權利要求3所述的一種智能調諧補償成套裝置，其特征在于，所述串行接口包括RS-232 接口和 RS-485 接 口。
5.如權利要求4所述的一種智能調諧補償成套裝置，其特征在于，所述接地變壓器采用Z型接線方式。
6.如權利要求5所述的一種智能調諧補償成套裝置，其特征在于，所述接地變壓器采用ZN，ynll接線方式。
7.如權利要求6所述的一種智能調諧補償成套裝置，其特征在于，所述阻尼電阻為不銹鋼電阻。
8.如權利要求7所述的一種智能調諧補償成套裝置，其特征在于，所述顯示器為液晶顯示器。
【文檔編號】H02H9/08GK103762578SQ201410016521
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月14日 優先權日:2014年1月14日
【發明者】史志勇 申請人:青島世馳電氣有限公司