新型偏磁式消弧线圈调谐控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型偏磁式消弧线圈调谐控制器，包括由接地消弧器、励磁电源系统、隔离变压器和核心控制器构成的动态消弧补偿系统，所述的接地消弧器由接地变压器、偏磁式消弧线圈、电压互感器和电流互感器构成，所述接地变压器通过连接开关接入电力网母线，引出人造中性点，所述中性点与地之间接入偏磁式消弧线圈，所述偏磁式消弧线圈由励磁电源系统提供励磁电流，所述励磁电源系统连接核心控制器，所述核心控制器连接隔离变压器。本实用新型专利技术采用动态补偿方案，有效地解决了正常运行时的串联谐振问题同接地后希望全补偿之间的矛盾；依据电网的不平衡情况，采用不同的电容电流检测技术，有效地提高了检测精度；动态调谐方式效果良好。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种新型偏磁式消弧线圈调谐控制器，包括由接地消弧器、励磁电源系统、隔离变压器和核心控制器构成的动态消弧补偿系统，所述的接地消弧器由接地变压器、偏磁式消弧线圈、电压互感器和电流互感器构成，所述接地变压器通过连接开关接入电力网母线，引出人造中性点，所述中性点与地之间接入偏磁式消弧线圈，所述偏磁式消弧线圈由励磁电源系统提供励磁电流，所述励磁电源系统连接核心控制器，所述核心控制器连接隔离变压器。本技术采用动态补偿方案，有效地解决了正常运行时的串联谐振问题同接地后希望全补偿之间的矛盾；依据电网的不平衡情况，采用不同的电容电流检测技术，有效地提高了检测精度；动态调谐方式效果良好。【专利说明】新型偏磁式消弧线圈调谐控制器
本技术属于消弧线圈
，尤其是一种新型偏磁式消弧线圈调谐控制 器。
技术介绍
消弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障后，提供一电感电流补偿接地电容 电流，使接地电流减小，也使得故障相接地电弧两端的恢复电压速度降低，达到熄灭电弧 的目的。当消弧线圈正确调谐时，不仅可以有效地减少产生弧光接地过电压的机率，还可以 有效地抑制过电压的幅值，同时也最大限度的减小了故障点热破坏作用及接地网的电压升 高等。从发挥消弧线圈的作用上来看，脱谐度的绝对值越小越好，最好是处于全补偿状态， 即调谐至谐振点上。但是在电网正常运行时，调谐至全补偿的消弧线圈会产生危险的串联 谐振过电压，这是不允许的。如何来解决这一矛盾，目前有两种可行方案：一种方法是在消 弧线圈上串联阻尼电阻，从而增大电网阻尼率，使得电网正常运行时串联谐振过电压小于 15%，这样一来就可以在电网正常运行时将消弧线圈调谐至全补偿状态，等待接地故障的 发生。当出现单相接地后，瞬间将阻尼电阻短接掉，从而实现最佳补偿。另一种方法是，在 电网正常运行时加大脱谐度，使消弧线圈远离谐振点，当电网发生单相接地后，瞬时调整消 弧线圈至全补偿状态，实施最佳补偿，此即动态补偿方案。 这里有两个问题需要解决，一是电容电流自动跟踪检测问题；二是如何判断接地 故障是否消失，励磁电流在什么情况下自动退出的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型偏磁式消弧线圈调谐 控制器，其采用动态补偿方案，有效地解决了正常运行时的串联谐振问题同接地后希望全 补偿之间的矛盾；依据电网的不平衡情况，采用不同的电容电流检测技术，有效地提高了检 测精度；动态调谐方式效果良好。 本技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的： -种新型偏磁式消弧线圈调谐控制器，包括由接地消弧器、励磁电源系统、隔离变 压器和核心控制器构成的动态消弧补偿系统，所述的接地消弧器由接地变压器、偏磁式消 弧线圈、电压互感器和电流互感器构成，所述接地变压器 通过连接开关接入电力网母线，引出人造中性点，所述中性点与地之间接入偏磁 式消弧线圈，所述偏磁式消弧线圈由励磁电源系统提供励磁电流，所述励磁电源系统连接 核心控制器，所述核心控制器连接隔离变压器。 优选地，所述的励磁电源系统由电源变压器、晶闸管、霍尔电流传感器、可控硅触 发器、PID调节器、低通滤波及放大器构成。 优选地，所述的核心控制器主要由中性点位移电压模拟输入通道、励磁控制电压 输出通道、母联开关状态及双台并运信号开关量输入通道、中断信号产生电路、及单片机组 成。 本技术的优点和积极效果是： 1、本技术设计合理，新型偏磁式消弧线圈调谐控制器采用动态补偿方案，有 效地解决了正常运行时的串联谐振问题同接地后希望全补偿之间的矛盾；依据电网的不平 衡情况，采用不同的电容电流检测技术，有效提高检测精度；控制器达到的具体指标是电容 电流跟踪测量误差小于2%，励磁电流从零上升到最大值时间小于5ms，动态补偿暂态过程 小于2个周波，补偿电流谐波含量小于4%，功耗小于2%;动态调谐方式效果良好。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术的原理结构框图。 图中，1、接地消弧器；2、励磁电源系统；3、隔离变压器；4、核心控制器；5、接地变 压器；6、偏磁式消弧线圈；7、电压互感器；8、电流互感器；9、开关；10、电力网母线；11、电 源变压器；12、晶闸管；13、霍尔电流传感器；14、可控硅触发器；15、PID调节器；16、低通 滤波及放大器。 【具体实施方式】 以下结合附图对本技术实施例做进一步详述： 一种新型偏磁式消弧线圈调谐控制器，如图1所示：包括由接地消弧器1、励磁电 源系统2、隔离变压器3和核心控制器4构成的动态消弧补偿系统，所述的接地消弧器1由 接地变压器5、偏磁式消弧线圈6、电压互感器7和电流互感器8构成，所述接地变压器5通 过连接开关9接入电力网母线10,引出人造中性点，所述中性点与地之间接入偏磁式消弧 线圈6,所述偏磁式消弧线圈6由励磁电源系统2提供励磁电流，所述励磁电源系统2连接 核心控制器4,所述核心控制器4连接隔离变压器3。所述的励磁电源系统2由电源变压 器11、晶闸管12、霍尔电流传感器13、可控硅触发器14、PID调节器15、低通滤波及放大器 16构成；所述的核心控制器4主要由中性点位移电压模拟输入通道、励磁控制电压输出通 道、母联开关状态及双台并运信号开关量输入通道、中断信号产生电路、及单片机组成。 结合图1，阐述本技术的工作原理： 动态调谐原理：控制偏磁式消弧线圈实施动态消弧补偿的过程是：在电网正常运 行状态下，跟踪检测电网电容电流，消弧线圈的励磁电流维持一很小值或为零，消弧线圈远 离谐振点。电网发生单相接地后，快速施加励磁，调谐消弧线圈实现全补偿。接地消除后， 回到跟踪检测状态。 高度平衡电网中电容电流的检测：针对新型偏磁式消弧线圈可连续且精确调节电 感值的特点，在高度平衡的电网中，可以采取类似于谐振法的原理。通过连续的调节消弧线 圈电感量，使中性点工频电压位移达到最大值，此时消弧线圈的感抗就等于电网的对地总 容抗。而偏磁式消弧线圈在低压段伏安特性是线性的，电感值由控制电流唯一确定。因此 只需通过比较电压的大小而无需精确测定具体数值，就可以确定中性点工频电压位移达到 最大值时对应的控制电流数值，进而确定电网的对地总容抗从而计算出电容电流的大小。 动态消弧补偿系统由接地消弧器、励磁电源系统、隔离变压器和核心控制器构成。 接地变压器接入电力网母线，引出人造中性点，中性点与地之间接入偏磁式消弧线圈，偏 磁式消弧线圈由励磁电源系统提供励磁电流，励磁电流的大小取决于核心控制器的输出电 压，核心控制器经过对中性点位移电压幅值的连续监测，实现电网正常运行状态下的电容 电流自动跟踪检测，故障运行状态下的动态补偿，故障消失后的自恢复等。 励磁电源系统由电源变压器、可控硅全波桥式整流电路、快速熔断器、分流器及 阻容保护电路组成。控制电路由同步变压器、全波整流触发脉冲形成电路、脉冲放大电路、 PID调节器、低通滤波器、放大器和LM霍耳电流传感器组成，其中信号用于控制全波整 流触发脉冲输出。励磁电流采用闭环控制。励磁电流从零上升到最大值，时间小于5ms。 核心控制器主要由中性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型偏磁式消弧线圈调谐控制器，其特征在于：包括由接地消弧器、励磁电源系统、隔离变压器和核心控制器构成的动态消弧补偿系统，所述的接地消弧器由接地变压器、偏磁式消弧线圈、电压互感器和电流互感器构成，所述接地变压器 通过连接开关接入电力网母线，引出人造中性点，所述中性点与地之间接入偏磁式消弧线圈，所述偏磁式消弧线圈由励磁电源系统提供励磁电流，所述励磁电源系统连接核心控制器，所述核心控制器连接隔离变压器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈其钗，
申请(专利权)人：陈其钗，
类型：新型
国别省市：浙江;33