[發明專利]一種可控零序電流互感器

在審

• 申請號: 202010424678.8
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111736011A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 鄒林;孟曉波;李銳海;王頌
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R15/18
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

本發明公開了一種可控零序電流互感器，包括：電流互感器、第一可控硅整流器、第二可控硅整流器、電壓互感器、APC電壓轉換模塊、光電隔離元件、MCU和繼電保護裝置；電流互感器包括分別繞在耦合鐵心上的一次線匝和二次線匝；電壓互感器包括適配互感器和二次側小電阻；APC電壓轉換模塊與電壓互感器相連；光電隔離元件連接于APC電壓轉換模塊與MCU之間；MCU，用于監測并存儲輸出的數字電壓信號，并控制可控硅整流器以調節電流互感器的測量檔位；MCU通過串口通信接口與繼電保護裝置連接；繼電保護裝置用于監測零序電流幅值，并將故障點隔離。本發明能夠極大地增大零序電流的測量范圍，更寬范圍高阻接地故障的識別，滿足多重功能需求。

技術領域

本發明涉及電力互感器技術領域，尤其涉及一種用于消弧線圈并聯低電阻接地方式下的可控零序電流互感器。

背景技術

目前，消弧線圈并聯低電阻接地裝置在電力系統中得到了越來越廣泛的應用。消弧線圈并聯低電阻接地裝置的優點在于，能夠兼容消弧線圈和低電阻接地電阻器，即不僅可以利用消弧線圈消除部分電弧型故障，還可以利用低電阻接地電阻器的投入觸發零序電流保護動作，并隔離低過渡電阻故障點。

在現有技術中的中性點經消弧線圈并低電阻接地配電網中，單相接地故障的故障類型復雜，高阻接地故障發生頻率高，接地過渡電阻值范圍可達數千Ω，對應的零序電流為0～500A。變電站采用消弧線圈并聯低電阻接地電阻器接地方式時，零序電流互感器一般主要滿足零序過流保護裝置的需求，選型一般為10p10，其滿足測量精度的測量范圍為0.1Ie～10Ie，其中，Ie為額定電流，一般為500A左右；從以上分析可見，準確測量范圍為50A-5000A，對應的接地點過渡電阻值為0～100Ω。

本發明人在實施本發明的過程中發現，現有技術中存在以下技術問題：

采用常規零序電流互感器無法囊括高阻接地故障時零序電流的測量需求，當發生高阻接地故障，需要選線裝置進行選線時，往往由于零序電流互感器測量精度問題，導致選線錯誤或者無法啟動。

發明內容

本發明提供一種可控零序電流互感器，能夠極大地增大零序電流的測量范圍，更寬范圍高阻接地故障的識別，滿足多重功能需求。

本發明實施例提供了一種可控零序電流互感器，包括：

電流互感器、第一可控硅整流器、第二可控硅整流器、電壓互感器、APC電壓轉換模塊、光電隔離元件、MCU和繼電保護裝置；

所述電流互感器包括一次線匝和二次線匝，所述一次線匝和二次線匝分別繞在耦合鐵心上，以形成電流變換的關系；所述電壓互感器包括適配互感器和二次側小電阻，用于將電流信號轉換為電壓信號；所述適配互感器包括第一繞組和第二繞組，所述二次側小電阻并聯在所述第二繞組的兩端；

其中，所述二次線匝帶有分接頭，所述分接頭與所述第一可控硅整流器的輸入端連接；所述二次線匝的一端與所述第二可控硅整流器的輸入端連接，所述二次線匝的另一端與所述第一繞組的一端連接；所述第一可控硅整流器和第二可控硅整流器的輸出端分別與所述第一繞組的另一端連接；

所述APC電壓轉換模塊與所述電壓互感器相連，用于將模擬電壓信號轉換為PWM脈沖數字信號；

所述光電隔離元件連接于所述APC電壓轉換模塊與所述MCU之間；

所述MCU，用于監測并存儲輸出的數字電壓信號，還用于當監測到電流幅值滿足異常條件時，向所述第一可控硅整流器和第二可控硅整流器發出控制指令，控制所述第一可控硅整流器和第二可控硅整流器導通或者關斷，以調節電流互感器的測量檔位；

所述MCU通過串口通信接口與所述繼電保護裝置連接；

所述繼電保護裝置，用于監測零序電流幅值，并根據零序電流幅值進行判斷線路是否發生了接地故障；若裝置判斷發生了接地故障，則發生開關分閘命令，調開故障線路并將故障點隔離。