CN2814479Y - 用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置 - Google Patents

Abstract

一种用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置，设置在低压系统继电保护装置的供电线路和控制变压器之间；包含工频振荡电路和控制电路；工频振荡电路包含电路连接的电容、电阻和电感，其具体参数由控制变压器的容量决定，能提供控制变压器的正常工作电压；控制电路包含电压继电器，其与供电线路连接的两相母线连接；电压继电器具有常闭触点和常开触点；常闭触点并联连接在电容两端；常开触点串联连接在电容和电阻之间。当连接本实用新型的两相母线中的任一相发生金属性接地时，本实用新型可使该控制变压器的输入电压自动抬升，使其值达到能使控制变压器正常工作的范围，保证继电保护装置能可靠地工作；结构简单，成本低，应用广泛。

Description

用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置。

背景技术

当前，在380V低压供配电系统中，普遍采用如图1所示的继电保护装置，其中，Tr是控制变压器，其输入为380V，输出一般为110V。当继电保护装置的供电线路母线上的A相或C相发生金属性接地时，控制变压器Tr的输入电压从原来的线电压380V跌落成相电压220V，即电压跌落到原来的57％左右，至使该供电设备的继电保护装置无法工作，从而故障点不能迅速切除，造成事故扩大。

针对上述情况，目前实际应用的防止控制变压器电压跌落的方法有以下3种：

方法1、采用两路电源输入，一路电源给负荷供电，另一路电源给保护装置供电。本方法的缺点是：在该装置的附近必须有两条以上的独立供电电源，如此虽具有可操作性，但线路敷设的成本非常高；而当装置附近只有一条独立供电电源的话，本方法就无法操作。

方法2、使用电流互感器(CT)，从供电回路中获得能量，再经过整流逆变，使继电保护装置获得比较稳定的电压，但这种变换装置多适用于有一定稳定负荷的用户，成本较高，通常情况下很少采用。

方法3、在继电保护装置中增设不停电电源(UPS)，但本方法的成本极高，几乎不采用。

发明内容

本实用新型提供的一种用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置，设置在低压系统继电保护装置的供电线路和控制变压器之间，当该供电线路连接的两相母线中的任一相发生金属性接地，两相母线间的线电压跌落时，自动抬升控制变压器的输入电压，使其值达到能使控制变压器正常工作的范围，保证继电保护装置正常地工作。

为达上述目的，本实用新型提供一种用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置，其设置在低压系统继电保护装置的供电线路和控制变压器之间；该自动升压装置包含工频振荡电路和控制电路；

所述的工频振荡电路包含电路连接的电容、电阻和电感；该电容、电阻和电感的具体参数由控制变压器的容量决定，能提供控制变压器正常的工作电压；

所述的控制电路包含电压继电器，其与供电线路连接的两相母线连接；

所述的电压继电器具有常闭触点和常开触点；

所述的常闭触点并联连接在电容两端；

所述的常开触点串联连接在电容和电阻之间；

所述的电压继电器监控所连接的两相母线是否发生金属性接地，控制常闭触点和常开触点的打开闭合状态，迫使工频振荡电路谐振。

本实用新型提供的用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置，设置在低压系统继电保护装置的供电线路和控制变压器之间，当该供电线路连接的两相母线中的任一相发生金属性接地，两相母线间的线电压跌落时，通过工频振荡电路自动抬升控制变压器的输入电压，使其值达到能使控制变压器正常工作的范围，保证继电保护装置正常地工作，能迅速、可靠地切断故障点。

本实用新型提供的用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置，结构简单，可制成一个非常小的电路模块设置于控制变压器前，成本低，性价比高，应用广泛。

附图说明

图1为目前在380V低压供配电系统中采用的继电保护装置的电路图；

图2为本实用新型提供的用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置的电路图；

图3为本实用新型中工频振荡电路工作时的电压向量关系图。

具体实施方式

以下根据图2来具体说明本实用新型的一种最佳实施方式：

如图2所示，为本实用新型提供的用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置1的电路图，其设置在低压系统继电保护装置的供电线路和控制变压器Tr之间；该自动升压装置1包含工频振荡电路和控制电路；

所述的工频振荡电路包含电路连接的电容C、电阻R和电感L；该电容C、电阻R和电感L的具体参数由控制变压器Tr的容量决定，提供控制变压器Tr正常的工作电压；

所述的控制电路包含电压继电器Ry，其与供电线路连接的A相母线以及C相母线连接；

所述的电压继电器Ry具有一个常闭触点K1和一个常开触点K2；

所述的常闭触点K1并联连接在电容C两端；

所述的常开触点K2串联连接在电容C和电阻R之间；

所述的电压继电器Ry监控所连接的A、C两相母线是否发生金属性接地，控制常闭触点K1和常开触点K2的打开闭合状态，迫使工频振荡电路谐振。

本实用新型的工作原理如下：

在正常情况下，电压继电器Ry不动作，常闭触点K1闭合，常开触点K2断开，自动升压装置1不动作，继电保护装置正常工作；

当供电线路连接的A相或C相母线突然发生金属性接地时，虽然U_AC立即由线电压跌落变成了相电压，但此时电压继电器Ry能迅速地检测到这种变化，使常闭触点K1断开，常开触点K2闭合；于是，由电容C、电阻R和电感L构成的工频振荡电路强迫谐振，可得到如图3所示的向量关系： $\stackrel{\→}{U_L}+\stackrel{\→}{U_R}=\stackrel{\→}{U_{\mathrm{AC}}}-\stackrel{\→}{U_C}=\stackrel{\→}{U_{\mathrm{OP}}};$ 由于电容C上的电流I的相位超前电压U_C，会使电容C输出的电压U_OP升高；其理论计算值如式(1)所示：

$U_{\mathrm{OP}}=\frac{U_{\mathrm{AC}}(\mathrm{j\ωL}+R)//Z}{(\mathrm{j\ωL}+R)//Z-j\frac{1}{\mathrm{\ωC}}}---\left(1\right)$

其中，Z为控制变压器Tr的负荷阻抗，ω＝2πf＝314rad/s，“//”为并联电路符号；

上述工频振荡电路中的电容C、电阻R和电感L的具体参数由控制变压器Tr的容量决定，一般，控制变压器Tr的容量有100VA-500VA几种规格，以容量为100VA的控制变压器为例，一般电感L的参数选0.5-1亨，电容C的参数选30-50微法，电阻R的参数选100-150欧；对工频振荡电路的电路器件选择合适的参数，可使该工频振荡电路受到的控制变压器Tr的负荷干扰较小；同时，根据式(1)，所选择的电容C、电阻R和电感L的参数，需使控制变压器Tr的输入电压U_OP升高到141％左右，保证继电保护装置正常工作，能迅速、可靠地切断故障点。

对本实用新型提供的自动升压装置1进行实验得到：

当供电系统连接的A相或C相发生金属性接地时，无论U_AC线电压的跌落范围在57-100％之间的哪一点，控制变压器Tr都能获得满足工作条件的工作电压；当U_AC线电压跌落在80-100％的区段时，即U_AC由380V跌落到304-380V之间时，由于继电保护装置的正常工作电压得到满足，故电压继电器Ry不动作，继电保护装置正常工作；在U_AC线电压跌落至80％的临界点时，即U_AC由380V跌落到304V时，控制变压器Tr的工作电压U_OP至多能升高到113％，足够能满足控制变压器Tr的正常工作电压；当U_AC线电压跌落在57-80％的区段时，即U_AC由380V跌落到217-304V之间时，此时即使控制变压器Tr是空载，U_OP也至少能获得82％的工作电压，保证继电保护装置正常工作。

由于在同一380V的供电线路的母线上还连接有许多其它用户，一旦发生金属性接地的情况，整个母线上连接的用户的供电电压都会发生不同程度的跌落，而使用本实用新型提供的用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置1，可以在不切断供电线路的控制上级开关的情况下，也就是可以保证其他用户不失电的情况下，自动抬升继电保护装置的控制变压器的输入电压，避免造成更大的损失。

本实用新型提供的用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置1，设置在低压系统继电保护装置的供电线路和控制变压器Tr之间，当该供电线路连接的A相或C相母线中的任一相发生金属性接地，两相母线间的线电压U_AC跌落时，通过工频振荡电路自动抬升控制变压器Tr的输入电压U_OP，使其值达到能使控制变压器Tr正常工作的范围，保证继电保护装置正常地工作，能迅速、可靠地切断故障点。

本实用新型提供的用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置，结构简单，可制成一个非常小的电路模块设置于控制变压器前，成本低，性价比高，应用广泛。

Claims (4)

1.一种用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置，特征在于，其设置在低压系统继电保护装置的供电线路和控制变压器(Tr)之间；

所述的防止控制变压器电压跌落的自动升压装置(1)包含工频振荡电路和控制电路；

所述的控制电路包含电压继电器(Ry)，其与供电线路连接的两相母线连接。

所述的电压继电器(Ry)具有常闭触点(K1)和常开触点(K2)。

2.如权利要求1所述的用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置，其特征在于，所述的工频振荡电路包含电路连接的电容(C)、电阻(R)和电感(L)，该电容(C)、电阻(R)和电感(L)的参数值由控制变压器(Tr)的容量决定，能提供控制变压器(Tr)正常的工作电压。

3.如权利要求1所述的用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置，其特征在于，所述的常闭触点(K1)并联连接在电容(C)两端；所述的常开触点(K2)串联连接在电容(C)和电阻(R)之间。

4.如权利要求1所述的用于防止控制变压器电压跌落的自动升压装置，其特征在于，所述的电压继电器(Ry)监控所连接的两相母线是否发生金属性接地，控制常闭触点(K1)和常开触点(K2)的打开闭合状态，迫使工频振荡电路谐振。

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