CN212137262U - 一种中性点管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力系统技术领域，且公开了一种中性点管理装置，包括接地变压器ZB、单相高压隔离开关QS、单相涡流驱动快速断路器ARS、氧化锌避雷器MOV、微机控制器ZK、电阻元件BLR、零序电流互感器TA，所述接地变压器ZB的高压端A与三相高压电的母线电连接，所述接地变压器ZB的大N端与单相高压隔离开关QS的上端电连接，所述单相高压隔离开关QS的下端与单相涡流驱动快速断路器ARS的上端电连接，所述单相高压隔离开关QS的下端与氧化锌避雷器MOV的上端电连接。该中性点管理装置，通过单相涡流驱动快速断路器ARS来控制电阻元件BLR的投入和退出，能有效消除弧光接地过电压，避免弧光接地引起的电气设备损坏事故，提高供电可靠性。

Description

一种中性点管理装置

技术领域

本实用新型涉及电力系统技术领域，具体为一种中性点管理装置。

背景技术

配电网中性点接地方式是一个技术性很强的问题，它涉及技术、经济、安全等诸多方面，目前我国7.2-35kV配电网中性点采用非有效接地系统，接地方式主要有三种，一是中性点不接地系统(主要适用于较小的电力系统，电容电流小于10A)，二是采用消弧线圈接地方式的谐振接地系统；三是采用小电阻接地方式的大电流接地系统。消弧线圈的主要功能是对系统单相接地电容电流进行补偿，补偿后电弧自动熄灭，但从来看仍然存在许多问题：1.单相接地故障时，非故障相对地电压升高到√3相电压以上，持续时间长、波及全系统设备，可能引起第二点绝缘击穿，引起事故扩大事故，2.消弧线圈补偿的仅仅是工频电容电流，而实际通过接地点的电流不仅有电容电流而且还包含有大量的高频电流和阻性电流，严重时仅高频电流和阻性电流就可以维持电弧的持续燃烧，这是消弧线圈根本无法解决的，3.寻找单相接地故障线路困难，补偿后故障点电流变小，许多小电流接地选线方法的选线成功率还不理想，往往还要采用试拉法，采用试拉法时，既造成非故障线路短时停电，又会引起操作过电压，4.过电压水平较高，对系统绝缘不利，5.消弧线圈体积较大，组件多，成本高，对电容电流变化的测量和计算复杂，准确度不够，运行维护复杂，小电阻接地系统的主要优点是使系统的过电压水平较低，能够迅速找出接地故障线路，把故障线路断开，但却存在以下缺点：1. 供电可靠性低，系统在发生单相间歇性弧光接地时或其他因素引起的瞬时接地时，也会跳闸，2.安全性差，系统在发生单相接地时，长时间的接地电流很大，对接地点附近的人身产生很大威胁，大电流会烧坏其它设备，3.故障线路不能快速切除时大电流一直持续，电阻会烧坏(电阻一般通流时间10S), 大电流一直持续烧坏电缆或其他设备造成短路事故，4.对通讯的干扰严重，系统发生单相接地时，其较大的接地电流对通讯设备、通讯线路及二次线路和设备产生很大的干扰，因此，我们设计了一种中性点管理装置应用于中性点不接地系统和中性点经小电阻接地系统中。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种中性点管理装置，具备防止电气设备损坏的优点，解决了现有配电网中性点接地方式存在缺陷的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种中性点管理装置，包括接地变压器ZB、单相高压隔离开关QS、单相涡流驱动快速断路器ARS、氧化锌避雷器MOV、微机控制器ZK、电阻元件BLR、零序电流互感器TA，所述接地变压器ZB的高压端A与三相高压电的母线电连接，所述接地变压器ZB 的大N端与单相高压隔离开关QS的上端电连接，所述单相高压隔离开关QS 的下端与单相涡流驱动快速断路器ARS的上端电连接，所述单相高压隔离开关QS的下端与氧化锌避雷器MOV的上端电连接，所述氧化锌避雷器MOV的下端接地，所述单相涡流驱动快速断路器ARS的下端与微机控制器ZK的输入端电连接，所述单相涡流驱动快速断路器ARS的下端与电阻元件BLR的上端电连接，所述BLR的下端与零序电流互感器TA的上端电连接，所述BLR的下端接地。

优选的，所述单相涡流驱动快速断路器ARS是与真空接触器、开关同等功效的电器元件。

优选的，所述单相涡流驱动快速断路器ARS与电阻元件BLR串联接地，所述单相涡流驱动快速断路器ARS的分闸时间≤5ms，且单相涡流驱动快速断路器ARS的合闸时间≤20ms。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种中性点管理装置，具备以下有益效果：

1、该中性点管理装置，通过单相涡流驱动快速断路器ARS来控制电阻元件BLR的投入和退出，能有效消除弧光接地过电压，避免弧光接地引起的电气设备损坏事故，提高供电可靠性，该单相涡流驱动快速断路器ARS的分闸时间≤5ms,合闸时间≤20ms，且与电阻元件BLR串联接地，利用该断路器的快速特点，快速准确的投入退出电阻，通过瞬时增大故障点电流准确的跳开故障线路，解决了选不出故障线路的难题。

2、该中性点管理装置，采用单相涡流驱动快速断路器ARS与电阻元件BLR 串联接地，把中性点接地方式在不接地方式和经小电阻接地方式之间切换，对瞬时性接地不投电阻，对永久性单相接地投入电阻200ms,故障线路能准确的切除，避免了长期大电流对线路和设备造成威胁，解决了烧电阻和小电阻系统供电可靠性差的问题。

3、该中性点管理装置，采用电阻元件BLR，具有体积小，安装方便，吸收能量大等优点，与单相涡流驱动快速断路器ARS配合限制单相接地电流，使接地电流在安全范围内且满足单相接地跳故障线路的要求。

4、该中性点管理装置，采用微机控制器，控制器上有电源模块、信号采集模块、开关量采集模块和显示模块，微机控制器采集系统中电压互感器二次测的电压，通过电压的变化能准确的判断出单相接地故障，通过控制单相涡流驱动快速断路器ARS的投切，控制电阻元件BLR的投入和退出，准确的切除故障线路。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，一种中性点管理装置，包括接地变压器ZB、单相高压隔离开关QS、单相涡流驱动快速断路器ARS、氧化锌避雷器MOV、微机控制器ZK、电阻元件BLR、零序电流互感器TA，接地变压器ZB的高压端A与三相高压电的母线电连接，把接地变压器ZB高压端A、B、C接到三相高压电母线A、B、 C上，接地变压器ZB的大N端与单相高压隔离开关QS的上端电连接，单相高压隔离开关QS的下端与单相涡流驱动快速断路器ARS的上端电连接，单相涡流驱动快速断路器ARS是与真空接触器、开关同等功效的电器元件，通过单相涡流驱动快速断路器ARS的合分控制中性点接地电阻的投入和退出，单相涡流驱动快速断路器ARS与电阻元件BLR串联接地，单相涡流驱动快速断路器ARS的分闸时间≤5ms，且单相涡流驱动快速断路器ARS的合闸时间≤20ms，利用单相涡流驱动快速断路器ARS的快速特点，快速准确的投入退出电阻，通过瞬时增大故障点电流准确的跳开故障线路，解决了选不出故障线路的难题，单相高压隔离开关QS的下端与氧化锌避雷器MOV的上端电连接，氧化锌避雷器MOV的下端接地，单相涡流驱动快速断路器ARS的下端与微机控制器 ZK的输入端电连接，微机控制器ZK通过监测系统电压的变化能准确的判断出单相接地故障，通过控制单相涡流驱动快速断路器ARS的投切，控制电阻的投入和退出，与继电保护配合准确的切除故障线路，单相涡流驱动快速断路器ARS的下端与电阻元件BLR的上端电连接，BLR的下端与零序电流互感器TA的上端电连接，BLR的下端接地，电阻元件BLR是与电容元件、电感元件同等功效的电器元件，采用电阻元件BLR，具有体积小，安装方便，吸收能量大等优点。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

在使用时，系统正常投运时，单相涡流驱动快速断路器ARS处于分闸状态，系统中性点为不接地方式运行，微机控制器ZK实时采集系统电压互感器柜的三相电压Ua、Ub、Uc、和开口三角电压Uo等信号，当系统有过电压出现时，氧化锌避雷器MOV首先投入工作，将系统过电限制在电气设备绝缘允许的安全范围，当系统发生单相接地时，微机控制器采集电压互感器PT提供的三相电压Ua、Ua、Ua、和开口三角电压Uo等信号并通过微机处理器进行计算处理，判断接地性质和接地相别，并进行处理，如果发生的故障是瞬时性弧光接地，微机控制器实时检测分析判断故障，不给单相涡流驱动快速断路器 ARS发出合闸信号，电阻不投入，瞬时弧光结束后系统恢复正常运行，如果发生的故障是持续性弧光接地或者永久性金属接地，微机控制器实时检测分析判断故障，给单相涡流驱动快速断路器ARS发出合闸信号，投入电阻，投入时间200ms，电阻的投入瞬间把中性点接地方式变成小电阻接地系统，单相接地时中性点经电阻接地与单相接地点形成回路，故障点流过大电流，微机保护动作切除接地线路，单相接地时投入电阻后微机保护拒动，微机控制器给单相涡流驱动快速断路器ARS发出分闸信号，电阻退出；微机控制器发出声光报警信号并显示故障类型、故障相别，等待值班人员处理。

综上所述，该中性点管理装置，通过单相涡流驱动快速断路器ARS来控制电阻元件BLR的投入和退出，能有效消除弧光接地过电压，避免弧光接地引起的电气设备损坏事故，提高供电可靠性，该单相涡流驱动快速断路器ARS 的分闸时间≤5ms,合闸时间≤20ms，且与电阻元件BLR串联接地，利用该断路器的快速特点，快速准确的投入退出电阻，通过瞬时增大故障点电流准确的跳开故障线路，解决了选不出故障线路的难题。

该中性点管理装置，采用单相涡流驱动快速断路器ARS与电阻元件BLR 串联接地，把中性点接地方式在不接地方式和经小电阻接地方式之间切换，对瞬时性接地不投电阻，对永久性单相接地投入电阻200ms,故障线路能准确的切除，避免了长期大电流对线路和设备造成威胁，解决了烧电阻和小电阻系统供电可靠性差的问题。

该中性点管理装置，采用电阻元件BLR，具有体积小，安装方便，吸收能量大等优点，与单相涡流驱动快速断路器ARS配合限制单相接地电流，使接地电流在安全范围内且满足单相接地跳故障线路的要求。

该中性点管理装置，采用微机控制器，控制器上有电源模块、信号采集模块、开关量采集模块和显示模块，微机控制器采集系统中电压互感器二次测的电压，通过电压的变化能准确的判断出单相接地故障，通过控制单相涡流驱动快速断路器ARS的投切，控制电阻元件BLR的投入和退出，准确的切除故障线路。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种中性点管理装置，包括接地变压器ZB、单相高压隔离开关QS、单相涡流驱动快速断路器ARS、氧化锌避雷器MOV、微机控制器ZK、电阻元件BLR、零序电流互感器TA，其特征在于：所述接地变压器ZB的高压端A与三相高压电的母线电连接，所述接地变压器ZB的大N端与单相高压隔离开关QS的上端电连接，所述单相高压隔离开关QS的下端与单相涡流驱动快速断路器ARS的上端电连接，所述单相高压隔离开关QS的下端与氧化锌避雷器MOV的上端电连接，所述氧化锌避雷器MOV的下端接地，所述单相涡流驱动快速断路器ARS的下端与微机控制器ZK的输入端电连接，所述单相涡流驱动快速断路器ARS的下端与电阻元件BLR的上端电连接，所述电阻元件BLR的下端与零序电流互感器TA的上端电连接，所述电阻元件BLR的下端接地。

2.根据权利要求1所述的一种中性点管理装置，其特征在于：所述单相涡流驱动快速断路器ARS是与真空接触器、开关同等功效的电器元件。

3.根据权利要求1所述的一种中性点管理装置，其特征在于：所述单相涡流驱动快速断路器ARS与电阻元件BLR串联接地，所述单相涡流驱动快速断路器ARS的分闸时间≤5ms，且单相涡流驱动快速断路器ARS的合闸时间≤20ms。

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