准零暂态投切阻尼电阻控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术为一种准零暂态投切阻尼电阻控制装置，该装置的组成包含：电压互感器、控制电路、双向可控硅回路和电流互感器；其中，所述的控制电路的组成包括：降压适配电路、整流滤波电路、移相整形电路、过零比较电路、控制器、放大电路和驱动隔离电路；降压适配电路分别与整流滤波电路、移相整形电路相连，移相整形电路与过零比较电路相连，整流滤波电路、过零比较电路的另一端又分别接入控制器；控制器、放大电路、驱动隔离电路、双向可控硅回路依次串联；双向可控硅回路并联在阻尼电阻两端，电流互感器的一端接地，另一端与阻尼电阻的一端相连；降压适配电路还与电压互感器相连；电压互感器与配电网中性点相连；本实用新型专利技术可以有效减少阻尼电阻快速投切所引发的暂态过程对残流及残流时间的影响。

【技术实现步骤摘要】
准零暂态投切阻尼电阻控制装置
本技术涉及的是一种双向可控硅投切阻尼电阻技术，具体的说是准零暂态投切阻尼电阻控制装置。
技术介绍
中性点经消弧线圈接地是治理中低压配电系统单相接地故障的有效方法之一，其中以预调式调匝消弧线圈应用最为广泛。预调式调匝消弧线圈通常需要与大地之间串联一个阻尼电阻以保证电网正常运行时中性点位移电压不超过相电压的15％，但在发生单相接地故障时需要迅速切除阻尼电阻以实现有效补偿。传统的方法是利用负荷有载开关切除阻尼电阻，负荷有载开关结构笨重且可靠性差；现有技术利用自触发技术驱动双向可控硅切除阻尼电阻。如图1为现有技术可控硅投切串联阻尼电阻的电路图，电路包含阻尼电阻R、双向可控硅T1-T2、压敏电阻RV、防反二极管D1～D4。尽管现有技术提高了阻尼电阻投切速度和可靠性，但在技术的具体实施过程中我们发现，由于其为自触发方式，阻尼电阻快速投切所引发的暂态过程在极端工况下对消弧线圈残流及残流时间造成重大影响，严重影响了消弧线圈装置的性能和品质。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述技术问题，本技术提供一种准零暂态双向可控硅投切阻尼电阻控制技术。此技术加入移相整形电路和过零比较电路实时监测双向可控硅同步电压状态，整流滤波电路用于测量配电系统的中性点电压Uo，并与控制器中的基准参考电压Uref(Uref＝15％UA)作比较。若发生单相接地故障且Uo＞Uref，则移相整形电路和过零比较电路配合控制器产生适时双向可控硅触发脉冲，控制可控硅导通，实现阻尼电阻的切除，理想条件下基本可做到零暂态，控制器可以利用模拟或数字控制技术实施。此技术的实施可以有效消除传统调匝式消弧线圈阻尼电阻投切暂态过程对消弧线圈装置的不利影响，并显著提高消弧线圈补偿装置的品质。本技术的技术方案为：一种准零暂态投切阻尼电阻控制装置，该装置的组成包含：电压互感器、控制电路、双向可控硅回路和电流互感器；其中，所述的控制电路的组成包括：降压适配电路、整流滤波电路、移相整形电路、过零比较电路、控制器、放大电路和驱动隔离电路；降压适配电路分别与整流滤波电路、移相整形电路相连，移相整形电路与过零比较电路相连，整流滤波电路、过零比较电路的另一端又分别接入控制器；控制器、放大电路、驱动隔离电路、双向可控硅回路依次串联；双向可控硅回路并联在阻尼电阻两端，控制器还与电流互感器相连，电流互感器的一端接地，另一端与阻尼电阻的一端相连；降压适配电路还与电压互感器相连；电压互感器与配电网中性点相连。所述的整流滤波为有源整流滤波电路；所述的移相整形电路为无源阻容滤波电路；所述的放大电路为复合共射放大电路。所述的准零暂态投切阻尼电阻控制装置的控制方法，包括以下步骤：1)若中低压配电网不发生单相接地故障时，阻尼电阻保持串接在电路中，配电网正常运行；2)若配电系统发生单相接地故障，配电网中性点电压信号Uo经电压互感器采集，并由控制电路中的降压适配电路降压隔离，电压信号经移相整形电路移相arctanCR1ω角度，过零比较电路将移相后电压信号同电源地信号作比较，获得同步电压信号，同时降压后的中性点电压经整流滤波电路整流后，与控制器中的参考基准电压Uref作比较；(1)若Uo＜Uref，则阻尼电阻保持串联在电路中，配电系统带故障继续运行；(2)若Uo＞Uref，则配合控制器进行下一步动作；3)若满足步骤2)中的(2)，控制器中延迟时间t未到达控制器中的预设触发时间，则控制器不发出触发脉冲，阻尼电阻串接在电路中，配电网带故障继续运行；4)若满足步骤2)中的(2)，控制器延迟时间t到达控制器中的预设的触发时间，但通过过零比较电路之后的电压信号不处于同步状态，则控制器不发出触发脉冲，阻尼电阻串接在电路中，配电网带故障继续运行；5)若满足步骤2)中的(2)，控制器延迟时间t到达控制器中的预设触发时间，过零比较电路之后的电压信号处于同步状态，控制器发出触发脉冲；放大电路将触发脉冲放大，并由驱动隔离电路将脉冲信号安全隔离，然后驱动双向可控硅切除阻尼电阻，实现准零暂态，保证消弧线圈品质。本技术的实质性特点为：现有装置阻尼电阻的投切仅需满足中性点电压Uo＞Uref判据(Uo是中性点电压，Uref是基准参考电压，Uref＝15％UA)，就会产生双向可控硅的触发脉冲，控制实现阻尼电阻的切除。但由于其触发时机随机，在极端工况下由阻尼电阻切除引起的暂态过程对消弧线圈残流和残流时间造成重大影响(见上述分析)。如图2所示，为现有技术在10KV电压等级的消弧线圈在极端工况下投切阻尼电阻，消弧线圈补偿电流出现严重偏置，整个补偿电流几乎全在零线以下，过渡过程贯穿整个过程，对残流和残流时间产生了严重影响。与现有技术相比，本技术的有益效果是：在现有技术基础上加入移相整形电路和过零比较电路，通过模拟或数字控制器可以实时监测中性点电压及双向可控硅同步电压状态，利用模拟或数字控制技术控制阻尼电阻的适时投切，使双向可控硅投切阻尼电阻时引起的暂态自由分量尽可能减少，改善由暂态过程引起的消弧线圈补偿电流偏置的缺陷。理想条件下，可以实现系统故障下消弧线圈补偿电流的准零暂态过渡过程，有效减少阻尼电阻快速投切所引发的暂态过程对残流及残流时间的影响，并保证了消弧线圈的品质。附图说明图1是现有技术双向可控硅投切阻尼电阻的原理图。图2是10KV电压等级消弧线圈利用现有技术在故障极端工况下投切阻尼电阻的仿真图，仿真时间为0.2s。图2中的a为消弧线圈故障电压波形的仿真图，图2中的b为消弧线圈补偿电流波形的仿真图。图3是本技术消弧线圈及控制装置的系统结构图。图4是本技术控制电路的原理图。图5是准零暂态投切阻尼电阻控制装置的控制流程图。图6是10KV电压等级消弧线圈利用本技术技术在最佳投切点下投切阻尼电阻的仿真图，仿真时间为0.2s。图6中的a为消弧线圈故障电压波形的仿真图，图6中的b为消弧线圈补偿电流波形的仿真图。具体实施方式本技术所述的准零暂态投切阻尼电阻控制装置、消弧线圈及阻尼电阻的结构如图3所示，该装置的组成包含：电压互感器(1)、控制电路(2)、电流互感器(3)和双向可控硅回路(5)；所述的控制电路(2)的组成包括：降压适配电路(Ⅰ)、整流滤波电路(Ⅳ)、移相整形电路(Ⅱ)、过零比较电路(Ⅲ)、控制器(Ⅴ)、放大电路(Ⅵ)和驱动隔离电路(Ⅶ)。降压适配电路(Ⅰ)分别与整流滤波电路(Ⅳ)、移相整形电路(Ⅱ)相连，移相整形电路(Ⅱ)与过零比较电路(Ⅲ)相连，整流滤波电路(Ⅳ)、过零比较电路(Ⅲ)的另一端又分别接入控制器(Ⅴ)；控制器(Ⅴ)、放大电路(Ⅵ)、驱动隔离电路(Ⅶ)、双向可控硅回路(5)依次串联；双向可控硅回路(5)并联在阻尼电阻(4)两端，控制器(Ⅴ)还与电流互感器(3)相连；电流互感器(3)的一端接地，另一端与阻尼电阻(4)的一端相连；降压适配电路(Ⅰ)还与电压互感器(1)相连；电压互感器(1)与配电网中性点(U0)相连。阻尼电阻(4)的另一端与消弧线圈(L)相连，二者均为消弧线圈成套装置中的现有器件，其中消弧线圈(L)另一端与配电网中性点(U0)相连。所述的控制电路2的组成如图4所示，所述的降压适配电路(Ⅰ)、整流滤波电路(Ⅳ)、移相整形电路(Ⅱ)、过零比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种准零暂态投切阻尼电阻控制装置，其特征为该装置的组成包含：电压互感器、控制电路、电流互感器和双向可控硅回路；其中，所述的控制电路的组成包括：降压适配电路、整流滤波电路、移相整形电路、过零比较电路、控制器、放大电路和驱动隔离电路；降压适配电路分别与整流滤波电路、移相整形电路相连，移相整形电路与过零比较电路相连，整流滤波电路、过零比较电路的另一端又分别接入控制器；控制器、放大电路、驱动隔离电路、双向可控硅回路依次串联；双向可控硅回路并联在阻尼电阻两端，控制器还与电流互感器相连；电流互感器的一端接地，另一端与阻尼电阻的一端相连；降压适配电路还与电压互感器相连；电压互感器与配电网中性点相连。

【技术特征摘要】
1.一种准零暂态投切阻尼电阻控制装置，其特征为该装置的组成包含：电压互感器、控制电路、电流互感器和双向可控硅回路；其中，所述的控制电路的组成包括：降压适配电路、整流滤波电路、移相整形电路、过零比较电路、控制器、放大电路和驱动隔离电路；降压适配电路分别与整流滤波电路、移相整形电路相连，移相整形电路与过零比较电路相连，整流滤波电路、过零比较电路的另一端又分别接入控制器；控制器、放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志军，王娟，刘勇，刘爽，张珈玮，
申请(专利权)人：河北工业大学，天津市天变航博电气发展有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12