[实用新型]一种电网电容电流在线自动跟踪监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电网电容电流监测技术，尤其涉及一种电网电容电流在线自动跟踪监测装置。

背景技术

目前国内使用的自动跟踪消弧线圈补偿系统，其电容电流检测方式有2种：

1、在线调节消弧线圈补偿电流，由消弧线圈、电网电容和串联电阻组成的串联谐振回路上，监测到零序电压相位与零序电流相位相等时，则此时的消弧线圈补偿电流等于电网电容电流。此法调节精度较高，但消弧线圈处在长期工作状态。

2、在线注入异频电流监测法，通过开三角注入低频电流进入电网，根据异频电流和电压解算出电网电容电流。由于注入信号对电网有影响，因而限制了注入异频电流的量值，实时测量精度较差。   

发明内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种电网电容电流在线自动跟踪监测装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

基本思路

控制器调节电力半导体交流开关组件，间断开通对称双绕组高阻抗变压器，测量电网零序电压、电流向量，计算出电网电容电流，产生输出控制逻辑；同时监测电网参数变化，判断电网运行状况以及故障发生时的故障类型；当电网发生接地故障时，立即按控制逻辑调节电力半导体交流开关组件，输出与电网电容电流相匹配的补偿电感电流；当电网电容发生变化时，跟踪测量电网电容电流。

①采用独立的Z型接地变压器

现有的中性点接地系统基本采用Z型接地变压器，此类型接地变压器运行稳定可靠；采用独立的Z型接地变压器，便于对已有系统更新改造，降低改造费用。

②高阻抗变压器设计采用对称双绕组结构

对称双绕高阻抗变压器非常适合与电力半导体交流开关组件搭配成高电气性能的可控导纳。

③采用分频滤波器

在装置运行过程中，开关电力半导体交流开关组件，有时会激发电磁系统产生3、5分频振荡，影响系统测量精度；加入分频滤波器即可抑制分频振荡，提高测量精度和稳定。

④采用倍频滤波器

根据电力半导体交流开关组件的开关特性，确定倍频滤波器的滤波特性；通常：采用可控硅的电力半导体交流开关组件，需要设计3、5次谐波滤波器；采用功率晶体管的电力半导体交流开关组件，需要按PWM开关频率设计高频滤波器。

⑤电力半导体交流开关组件设计为两半波向地下拉

能更好的与对称双绕高阻抗变压器搭配成高伏安线性度的可控导纳，同时便于可控导纳（高电压、大电流、宽频辐射的）与控制器的电磁隔离安全设计。

⑥控制器设计

控制器设计为额定标准100V，5A的测控微处理系统，使得采用该技术的消弧装置全系列产品可互换控制器，使产品升级软件化，换代简单容易。

具体地说，本装置包括Z型接地变压器、对称双绕组高阻抗变压器、分频滤波器、倍频滤波器、电力半导体交流开关组件和控制器；

其连接关系是：

和电网母线电源连接的Z型接地变压器的信号回路送出A、B、C三相交流电压以及开三角的零序电压、零序电流信号作为测量信号给控制器；

站用AC220V电源和控制器连接，提供工作电源；

Z型接地变压器的输出主回路直接连接对称双绕组高阻抗变压器的输入回路；

对称双绕组高阻抗变压器的输出回路分别与分频滤波器3、倍频滤波器和电力半导体交流开关组件的输出端并联；

电力半导体交流开关组件的控制极与控制器的驱动控制极相连；

控制器的信号采集输入端连接Z型接地变压器的信号输出端，同时接受人机界面和远程遥控干预控制。

工作原理：

控制器的信号采集输入端Z型接地变压器的输出端信号，测量出电网电容电流以及电网运行状况，同时根据人机界面和远程遥控干预和控制；在电网正常运行情况下，本装置自动跟踪测量电网电容电流；在电网单相接地故障情况下，本装置立即检测出故障，并控制可控导纳输出相应的感性电流，补偿电网电容电流，使故障接地点残流得到预期补偿；如电网发生瞬时故障，故障点电弧将自灭，电网自然恢复正常；若电网发生系永久性故障，则保证故障点残流不会引起电弧造成故障面扩大；在电网发生系永久性故障时，能长时间接地运行并报警，以利人为排除故障线路，使电网恢复正常运行。

本实用新型具有下列优点和积极效果：

①装置结构简洁可靠，有继承性，能降低对现有系统的改造费用；

②电网电容电流的测量简单、可靠、精度高；

③双绕组高阻抗变压器设计，提高系统控制精度及运行可靠性；

④控制器设计标准化，全系列可通用，升级换代软件化。