專利名稱：一種新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消弧線圈阻尼電阻控制裝置，尤其是一種基于調(diào)匝式消弧線圈的二次阻尼電阻投切控制裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)輸電線路對(duì)地電容電流呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，一旦發(fā)生單相接地，會(huì)在接地點(diǎn)流過(guò)的較大接地電流，同時(shí)非故障相電壓升高，還會(huì)破壞絕緣，最嚴(yán)重情況下會(huì)發(fā)生兩相接地短路。為提高供電可靠性，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 620-1997《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》中明確規(guī)定3 IOkV架空線路構(gòu)成的系統(tǒng)和所有35kV、66kV電網(wǎng)，當(dāng)單相接地故障電流大于IOA時(shí)，中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)消弧線圈電網(wǎng)中性點(diǎn)需采用消弧線圈接地方式，其主要的目的是降低接地殘流Id，以利電弧自滅，提高供電可靠性。當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行方式改變時(shí)，消弧線圈抽頭作相應(yīng)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)消弧線圈電流IL須兼顧兩方面因素其一，使接地殘流Id最小；其二，正常運(yùn)行時(shí)不能使電網(wǎng)中性點(diǎn)位移電壓UN過(guò)高，UN〈15%相電壓UX。但是，這兩種因素是相互制約的。即要Id最小，則要求消弧線圈調(diào)整在全補(bǔ)償IL=Ic或接近全補(bǔ)償狀態(tài)，即失諧度u=(IL-1c)/Ic=0o此時(shí)，在不對(duì)稱電壓作用下，消弧線圈電抗與電網(wǎng)對(duì)地電容呈串聯(lián)諧振狀態(tài)，僅依靠自然阻尼中的R，UN必然很高。在消弧線圈回路串聯(lián)一個(gè)阻尼電阻，可以使Id和UN的矛盾得到較好的協(xié)調(diào)。因此，目前我國(guó)生產(chǎn)的預(yù)調(diào)式自動(dòng)調(diào)節(jié)消弧線圈裝置，大都在消弧線圈接地回路中串聯(lián)一個(gè)線性阻尼電阻，并在旁并聯(lián)可控硅。電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，投入阻尼電阻，由于阻尼電阻的存在，諧振回路的阻尼率增大很多，將UN控制在允許值的范圍內(nèi)；當(dāng)電網(wǎng)接地時(shí)，開(kāi)關(guān)閉合，短接電阻，可以使消弧線圈電流IL充分補(bǔ)償接地電容電流，使接地殘流很小。傳統(tǒng)阻尼電阻保護(hù)裝置由于電源供電的存在，使得阻尼電阻箱內(nèi)高壓部分和低壓部分沒(méi)有做到隔離，一旦保護(hù)不能夠及時(shí)動(dòng)作，高壓串到電源側(cè)將釀成較大的事故。有鑒于此，有必要提供一種新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，以滿足工業(yè)應(yīng)用需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，從而提供一種阻尼電阻投切裝置，克服自動(dòng)跟蹤消弧裝置中阻尼電阻并聯(lián)短路裝置手動(dòng)操作的固有缺點(diǎn)，使中性點(diǎn)位移電壓處在允許值內(nèi)。電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，阻尼投入，由于阻尼電阻的存在，諧振回路的阻尼率增大很多，即使此時(shí)消弧線圈與系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)，仍可以將中性點(diǎn)位移電壓控制在允許值的范圍內(nèi)；當(dāng)電網(wǎng)接地時(shí)，阻尼電阻切除，可以使消弧線圈電流充分補(bǔ)償接地電容電流，使接地殘流很小。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，其特征在于，由整流電路、電阻分壓電路、電壓比較電路、繼電器觸點(diǎn)互鎖控制電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、選線接口電路組成，整流電路實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換，提供電路工作電源；電阻分壓電路主要實(shí)現(xiàn)限流及分壓；電壓比較電路實(shí)現(xiàn)不同電壓門檻時(shí)的阻尼投切；繼電器觸點(diǎn)互鎖控制電路實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)功能，在第一組故障時(shí)給出報(bào)警，并提供后備保護(hù)功能；繼電器驅(qū)動(dòng)電路主要實(shí)現(xiàn)通過(guò)比較輸出電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器線圈的控制；選線接口主要通過(guò)提供繼電器驅(qū)動(dòng)電路，并獨(dú)立于電壓比較電路，根據(jù)選線裝置給出的信號(hào)實(shí)現(xiàn)電阻投切功能。如上所述的新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，其特征在于整流電路采用整流芯片KBP202，將交流電壓Uro變?yōu)橹绷麟娫矗€(wěn)壓并通過(guò)直流電容與24V的功率穩(wěn)壓二極管進(jìn)行穩(wěn)壓，其中穩(wěn)壓二極管主要是用來(lái)起保護(hù)作用，直流電容起穩(wěn)壓及平波作用，整流穩(wěn)壓后的電源提供芯片與繼電器驅(qū)動(dòng)電路的工作電源。如上所述的新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，其特征在于電阻分壓電路由水泥電阻Rl、R2、R3組成，該水泥電阻均選取大功率電阻，可長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)50mA電流，通過(guò)水泥電阻對(duì)阻尼電阻兩端輸出電壓Uro進(jìn)行限流及分壓。如上所述的新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，其特征在于電壓比較電路和繼電器觸點(diǎn)互鎖控制電路通過(guò)電阻R2、R3、R4對(duì)24V直流進(jìn)行分壓，得到兩個(gè)電壓不同的電壓值，該值即為比較器的門檻電壓值；接入比較器同相端的R4為可調(diào)電阻，調(diào)整R4即可調(diào)整比較器的門檻范圍值；其中一組繼電器的常閉觸點(diǎn)串接到另一路比較的同相端，組成互鎖關(guān)系，作為其中一組作為后備電路，并在第一組的常閉觸點(diǎn)給出故障的遙信量，提供后臺(tái)故障報(bào)警指示。如上所述的新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，其特征在于繼電器驅(qū)動(dòng)電路由電壓比較電路輸出的信號(hào)，通過(guò)R5、R6進(jìn)行上拉后，驅(qū)動(dòng)達(dá)林頓管Q1、Q2來(lái)控制繼電器的線包，
如上所述的新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，其特征在于本裝置選用的繼電器型號(hào)為JW2SN-24V的低功耗板級(jí)繼電器，線圈功耗為O. 5W。如上所述的新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，其特征在于選線接口電路主要接收從選線裝置提供的阻尼投切控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)中電阻選線的功能。與傳統(tǒng)阻尼控制裝置相比，本發(fā)明技術(shù)優(yōu)點(diǎn)如下
①傳統(tǒng)電壓、電流信號(hào)采集需要電壓互感器PT、電流互感器CT，本裝置直接采集阻尼電阻兩端電壓，通過(guò)分壓電路后進(jìn)入電壓檢測(cè)電路，節(jié)省成本；
②電路直接取阻尼電阻兩端電路輸出電壓信號(hào)進(jìn)行整流，來(lái)提供電源供電，省去開(kāi)關(guān)電源，電路更加簡(jiǎn)單可靠；
③本投切裝置設(shè)定兩個(gè)電壓閥值不同繼電器控制回路，組成互鎖關(guān)系，其中一組作為后備電路，并在第一組故障時(shí)給出報(bào)警指示，進(jìn)一步提高裝置的可靠性；
④本裝置設(shè)計(jì)了電阻外接控制端口，提供選線裝置實(shí)現(xiàn)并聯(lián)中電阻選線功能，省去選線裝置需要額外增加電阻控制回路，性價(jià)比更高。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的阻尼電阻投切裝置的結(jié)構(gòu)組成圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的阻尼電阻投切裝置的電路工作原理結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例的阻尼電阻投切裝置的調(diào)匝式消弧線圈原理圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的阻尼電阻投切裝置的二次阻尼原理圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的阻尼電阻投切裝置的二次阻尼等效原理圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例的阻尼電阻投切裝置的并聯(lián)中電阻選線的實(shí)現(xiàn)流程。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣在本申請(qǐng)所列權(quán)利要求書(shū)限定范圍之內(nèi)。
本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。主要由整流電路、電阻分壓電路、電壓比較電路、繼電器觸點(diǎn)互鎖控制電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、選線接口電路組成。電阻分壓電路主要實(shí)現(xiàn)限流及分壓；整流電路實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換，提供電路工作電源；電壓比較電路實(shí)現(xiàn)不同電壓門檻時(shí)的阻尼投切。繼電器觸點(diǎn)互鎖控制電路實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)功能，在第一組故障時(shí)給出報(bào)警，并提供后備保護(hù)功能；繼電器驅(qū)動(dòng)電路主要實(shí)現(xiàn)通過(guò)比較輸出電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器線圈的功控制；選線接口主要通過(guò)提供繼電器驅(qū)動(dòng)接口電路，并獨(dú)立于電壓比較器電路，根據(jù)選線裝置給出的信號(hào)實(shí)現(xiàn)電阻投切功能。裝置電路工作原理結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。整流電路采用整流芯片KBP202，將交流電壓Uro變?yōu)橹绷麟娫础７€(wěn)壓并通過(guò)直流電容Cl與24V的功率穩(wěn)壓二極管IN5359B進(jìn)行穩(wěn)壓，其中穩(wěn)壓二極管主要是用來(lái)起保護(hù)作用，直流電容起穩(wěn)壓及平波作用，整流穩(wěn)壓后的電源提供芯片與繼電器驅(qū)動(dòng)電路的工作電源。電阻分壓電路由水泥電阻Rl、R2、R3組成，該水泥電阻均選取大功率電阻，可長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)50mA電流，通過(guò)水泥電阻對(duì)阻尼電阻兩端輸出電壓Uro進(jìn)行限流及分壓。電壓比較電路通過(guò)電阻R2、R3、R4對(duì)24V直流進(jìn)行分壓，得到兩個(gè)電壓不同的電壓值，該值即為比較器的門檻電壓值。接入比較器同相端的R4為可調(diào)電阻，調(diào)整R4即可調(diào)整比較器的門檻范圍值。其中一組繼電器的常閉觸點(diǎn)串接到另一路比較的同相端，組成互鎖關(guān)系，作為其中一組作為后備電路，并在第一組的常閉觸點(diǎn)給出故障的遙信量，提供后臺(tái)故障報(bào)警指示。繼電器驅(qū)動(dòng)電路由比較輸出的信號(hào)，通過(guò)R5、R6進(jìn)行上拉后，驅(qū)動(dòng)達(dá)林頓管Q1、Q2來(lái)控制繼電器的線包，本裝置選用的繼電器型號(hào)為JW2SN-24V的低功耗板級(jí)繼電器，線圈功耗僅為O. 5W。選線接口電路主要接收從選線裝置提供的阻尼投切控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)中電阻選線的功能。阻尼電阻兩端電壓作為阻尼電阻投切判斷依據(jù)的原理分析。如圖4所示為二次阻尼工作原理圖。阻尼電阻并聯(lián)在消弧線圈二次繞組上，當(dāng)調(diào)匝式消弧線圈一次側(cè)匝數(shù)變化時(shí)，消弧線圈一二次繞組變比發(fā)生變化，但二次阻尼電阻取值為固定值。在阻值不變得情況下，只需匝數(shù)最小檔位滿足阻尼電阻的電壓切除條件，則其它檔位也滿足本條件。本裝置按最小匝數(shù)的檔位與二次繞組的變比進(jìn)行折算后得出阻尼電阻兩端電壓，來(lái)調(diào)整投切裝置上的可調(diào)電阻。以下對(duì)二次阻尼取值為固定值進(jìn)行分析。如圖5中二次阻尼等效原理圖，中性點(diǎn)電壓為A系統(tǒng)不平衡電壓為萬(wàn)，/ 為等效后的阻尼電阻值，R = ( ): * r , r為二次阻尼電阻值，#1為消弧線圈一次匝數(shù)，# 2為消弧線圈二次匝數(shù)。
在諧振情況下，滿足關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，其特征在于，由整流電路、電阻分壓電路、電壓比較電路、繼電器觸點(diǎn)互鎖控制電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、選線接口電路組成，整流電路實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換，提供電路工作電源；電阻分壓電路主要實(shí)現(xiàn)限流及分壓；電壓比較電路實(shí)現(xiàn)不同電壓門檻時(shí)的阻尼投切；繼電器觸點(diǎn)互鎖控制電路實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)功能，在第一組故障時(shí)給出報(bào)警，并提供后備保護(hù)功能；繼電器驅(qū)動(dòng)電路主要實(shí)現(xiàn)通過(guò)比較輸出電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器線圈的控制；選線接口主要通過(guò)提供繼電器驅(qū)動(dòng)電路，并獨(dú)立于電壓比較電路，根據(jù)選線裝置給出的信號(hào)實(shí)現(xiàn)電阻投切功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，其特征在于整流電路采用整流芯片KBP202，將交流電壓Uro變?yōu)橹绷麟娫?，穩(wěn)壓并通過(guò)直流電容與24V的功率穩(wěn)壓二極管進(jìn)行穩(wěn)壓，其中穩(wěn)壓二極管主要是用來(lái)起保護(hù)作用，直流電容起穩(wěn)壓及平波作用，整流穩(wěn)壓后的電源提供芯片與繼電器驅(qū)動(dòng)電路的工作電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，其特征在于電阻分壓電路由水泥電阻Rl、R2、R3組成，該水泥電阻均選取大功率電阻，可長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)50mA電流，通過(guò)水泥電阻對(duì)阻尼電阻兩端輸出電壓Uro進(jìn)行限流及分壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，其特征在于電壓比較電路和繼電器觸點(diǎn)互鎖控制電路通過(guò)電阻R2、R3、R4對(duì)24V直流進(jìn)行分壓，得到兩個(gè)電壓不同的電壓值，該值即為比較器的門檻電壓值；接入比較器同相端的R4為可調(diào)電阻，調(diào)整R4即可調(diào)整比較器的門檻范圍值；其中一組繼電器的常閉觸點(diǎn)串接到另一路比較的同相端，組成互鎖關(guān)系，作為其中一組作為后備電路，并在第一組的常閉觸點(diǎn)給出故障的遙信量，提供后臺(tái)故障報(bào)警指示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，其特征在于繼電器驅(qū)動(dòng)電路由電壓比較電路輸出的信號(hào)，通過(guò)R5、R6進(jìn)行上拉后，驅(qū)動(dòng)達(dá)林頓管Q1、Q2來(lái)控制繼電器的線包。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，其特征在于本裝置選用的繼電器型號(hào)為JW2SN-24V的低功耗板級(jí)繼電器，線圈功耗為0. 5W。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，其特征在于選線接口電路主要接收從選線裝置提供的阻尼投切控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)中電阻選線的功倉(cāng)泛。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型調(diào)匝式消弧線圈二次阻尼電阻投切裝置，由整流電路、電阻分壓電路、電壓比較電路、繼電器觸點(diǎn)互鎖控制電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、選線接口電路組成，整流電路實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換，提供電路工作電源；電阻分壓電路主要實(shí)現(xiàn)限流及分壓；電壓比較電路實(shí)現(xiàn)不同電壓門檻時(shí)的阻尼投切；繼電器觸點(diǎn)互鎖控制電路實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)功能，在第一組故障時(shí)給出報(bào)警，并提供后備保護(hù)功能；繼電器驅(qū)動(dòng)電路主要實(shí)現(xiàn)通過(guò)比較輸出電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器線圈的控制；選線接口主要通過(guò)提供繼電器驅(qū)動(dòng)電路，并獨(dú)立于電壓比較電路，根據(jù)選線裝置給出的信號(hào)實(shí)現(xiàn)電阻投切功能。本裝置電路簡(jiǎn)單可靠，直接采集阻尼電阻兩端電壓，通過(guò)分壓電路后進(jìn)入電壓檢測(cè)電路，節(jié)省成本。
文檔編號(hào)H02H9/08GK103023009SQ201210582980
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者付超, 任曉紅, 應(yīng)斯, 黃小華, 姚藝新, 張春龍, 肖偉 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院